Le dispositif des structures en béton et en béton armé prévoit un renforcement supplémentaire grâce aux barres d'armature. Ce dernier, soit dit en passant, est l'un des segments les plus demandés de la métallurgie ferreuse, ce qui est confirmé par sa large utilisation dans la construction. En ce qui concerne les colonnes en béton, le ferraillage joue un rôle particulièrement important en raison de l'impossibilité d'utiliser d'autres structures de support autres que les étages inférieurs et supérieurs. Le renfort de tige interne avec des barres métalliques dans différentes configurations est la solution optimale au problème.
Exigences générales sur les barres d'armature
Des barres métalliques laminées à chaud, trempées thermomécaniquement et formées à froid de différents profils peuvent être utilisées pour les poteaux. Le diamètre moyen varie de 12 à 40 mm. Si vous envisagez d'utiliser des tiges formées à froidprofil périodique, un petit diamètre de 3 à 12 mm peut également être utilisé. En termes de résistance à la traction, les classes A et B sont autorisées, correspondant à des limites d'élasticité garanties avec un coefficient d'au moins 0,95.
Dans des cas particuliers, le renforcement des poteaux monolithiques peut avoir des exigences particulières concernant la ductilité, la soudabilité, la résistance à la corrosion et la résistance à la fatigue. En règle générale, cela est dû aux spécificités du mélange de béton et de ciment utilisé. La nature de la liaison avec le béton est d'une importance capitale dans presque tous les cas de renforcement. Le manque d'adhérence peut être compensé par la conception du profil avec des rainures et des arêtes. Les mêmes barres laminées à chaud et formées à froid peuvent avoir des protubérances annulaires et en forme de croissant de différentes tailles. À l'inverse, de nombreuses marques de béton à structure fragile autorisent l'utilisation de tiges lisses uniquement - par exemple, la classe A240. Il convient maintenant de passer à un examen plus détaillé des paramètres de l'armature utilisée pour renforcer les colonnes.
Longueur de la barre
Lors de la pose d'une colonne préfabriquée, les paramètres du coffrage sont soigneusement calculés, ce qui devrait inclure organiquement l'équipement métallique de renforcement. Il est important que les extrémités des tiges de travail qui ne sont pas reliées aux éléments d'ancrage soient à la distance suivante de l'extrémité de la pièce:
- 20 mm si une colonne monolithique d'une longueur d'au moins 6 m est disposée.
- 15 mm si la longueur de la colonne est supérieure à 18 m. La même restriction s'applique aux structures de mât et aux supports.
- 10 mm si une colonne préfabriquée d'une longueur inférieure à 18 est poséem.
Dans chaque cas, le renforcement de la colonne implique de laisser une partie de la barre, qui doit être protégée avec des agents anticorrosion spéciaux ou isolée en plus avec un équipement de cadre.
Diamètre de la barre d'armature
Dans le cas de tiges longitudinales, des éléments d'une épaisseur d'au moins 16 mm sont utilisés. Les structures préfabriquées monolithiques peuvent également être renforcées avec des tiges de 12 mm. De plus, les petits diamètres sont autorisés lors de l'utilisation d'armatures en acier de construction avec un revêtement protecteur. La prise en compte du diamètre est également importante du point de vue de la configuration de son placement dans le corps de la colonne. Ainsi, les tiges longitudinales ne peuvent être installées que sur une seule rangée et de préférence avec une vitesse d'obturation de diamètre égal. S'il est prévu de renforcer la colonne avec des tiges d'épaisseurs différentes, un maximum de deux formats est autorisé sans tenir compte des équipements de renforcement structurel. Des tiges de différents diamètres sont généralement utilisées pour économiser de l'argent, mais des tailles adjacentes ne peuvent pas être utilisées dans la même colonne. Par exemple, il est interdit de poser des tiges d'un diamètre de 8 et 10 mm ou de 10 et 12 mm.
Zone de renfort
Le calcul de la surface est effectué en fonction des sections de l'armature longitudinale. En conséquence, on estime quel pourcentage de la section des barres occupe sur la surface de la colonne. Un maximum de 5% est autorisé, mais uniquement dans le cas d'une disposition mesurée des tiges sans chevauchement. La connexion par chevauchement double la section transversale de l'armature au niveau des joints, ce qui ne permet pas toujours un assemblage correct de la colonne. Vous devez également maintenir la symétrie du placementtiges par rapport à la section transversale de la structure - en particulier en ce qui concerne le fonctionnement futur d'une structure avec une charge de flexion élevée. D'une manière ou d'une autre, le pourcentage optimal de renforcement de la colonne sera de 2 à 3 %. Dans la section elle-même, il convient de prendre en compte non seulement la base de la barre, mais également les saillies en forme de crêtes.
Quelle doit être la jonction des barres d'armature ?
Les sorties de connexion et de barres d'armature déterminent également la fiabilité de la structure. On a déjà noté le rôle important du chevauchement, qui augmente avec l'utilisation de colonnes monolithiques. Dans le même temps, l'impact de ces tirants sur l'intégrité structurelle de la colonne ne doit pas être sous-estimé. Le fait est que, par exemple, une tige de 25 mm (de diamètre) doit être jointe avec un chevauchement sur une longueur d'au moins 140 cm. De plus, si l'amarrage se fait en une course, cette distance est doublée. Par conséquent, il est recommandé de s'efforcer de minimiser les nœuds de connexion lors du renforcement de la colonne avec des barres longitudinales. S'il s'agit de grandes portées et que la mise en place de zones de transition est inévitable, les joints sont transférés aux endroits où la section de la colonne elle-même change. De telles configurations se retrouvent dans les conceptions étagées, à deux branches et à rupture. Le soudage avec des tampons est également recommandé comme alternative.
Espaces entre les tiges
Pour commencer, il convient de souligner l'importance de l'équilibre entre la masse renforcée et les vides dans le corps de la colonne. La sursaturation des tiges métalliques de travail affaiblit la structure en béton, la rendant plus sensible aux charges dynamiques. A l'inverse, l'inconvénientl'équipement de renforcement augmente le risque d'endommagement de la colonne lorsqu'elle fonctionne sous des charges statiques. Même si les sols et la colonne renforcée agissent les uns sur les autres dans des indicateurs de pression modérée, des fissures commenceront à se former au bout d'un moment dans les sections affaiblies de la structure. L'équilibre peut être maintenu en maintenant une distance standard entre les barres d'armature de 400 mm. Si cette distance n'est pas suffisante en raison de l'inclusion minimale de pierre concassée ou de pierre dans la solution, les grands espaces sont dilués avec une armature mince structurelle d'un diamètre de 12 mm.
Restrictions de la couche de renforcement protectrice
La couche maximale d'armature longitudinale est de 50 mm. Cette épaisseur comprend à la fois la base du jonc et ses éléments structuraux enrobés. La possibilité d'utiliser des tiges d'un diamètre de 40 mm tout en conservant le 10 mm technologique est due au fait que la couche de renforcement elle-même peut nécessiter un renforcement supplémentaire. En particulier, le renforcement des colonnes d'une section de 600x800 mm prévoit l'inclusion d'un treillis soudé, de pinces et d'attaches. Les tiges de grand format sont en outre fixées ensemble avec des ligaments de renforcement. De plus, les éléments supplémentaires de renforcement de l'armature elle-même ne doivent pas être confondus avec les superpositions pendant le soudage, qui remplissent la tâche structurelle importante de connecter deux ou plusieurs tiges.
La principale limitation concerne l'épaisseur de la couche de protection, qui est due à une augmentation proportionnelle des risquesfissuration de la colonne aux endroits où passent les tiges. La contrainte subie par une structure en béton avec des inclusions étrangères sera excessivement élevée et, sous des charges dynamiques, conduira à la destruction. Ce facteur est en partie compensé par les treillis et les pinces susmentionnés, mais il est préférable de se conformer initialement aux normes de formation d'une couche de renforcement.
Exigences pour le renforcement transversal
Dans les structures de poteaux, où la force transversale de calcul ne peut pas être fournie uniquement par la structure en béton, l'armature transversale est également utilisée. Le pas lors de la pose ne doit pas dépasser 300 mm. S'il est prévu d'effectuer un renforcement comprimé, le calcul du renforcement de la colonne par décalages est effectué en fonction de l'épaisseur des tiges - le pas ne doit pas dépasser 15 diamètres, mais s'adapter à 500 mm. Quant aux interactions des armatures transversales et longitudinales, elles dépendront de la section du poteau et de sa saturation en barres de travail. En principe, deux configurations sont possibles. Dans l'un, l'accouplement n'est pas autorisé, car une couche de tiges longitudinales est disposée plus près du bord et des tiges transversales sont posées dans les espaces laissés. Dans la deuxième option, les joints sont réalisés si l'armature longitudinale est mise en œuvre en plusieurs rangées du bord à la partie centrale. Fondamentalement, les tiges minces transversales sont reliées à des tiges structurelles d'un diamètre ne dépassant pas 12 mm.
Technologie de renforcement de colonne
Les méthodes de renforcement diffèrent par les techniques de liage, les approches de coffrage et les configurations de placement des barres. Quant au tricot, il peut se faire avec du fil oumanière soudée. Dans le premier cas, il est recommandé d'utiliser un pistolet de construction à tricoter pour les raccords et, dans le second cas, une machine à souder à onduleur pour des connexions précises. A ce stade, le cadre est formé. La configuration des armatures sous les poteaux peut être différente selon les caractéristiques de la structure. Il est optimal d'utiliser une version combinée avec l'utilisation de renforts longitudinaux et transversaux, dans laquelle le tricotage adjacent de deux cadres sera également mis en œuvre. La structure de coffrage est agencée à l'aide d'ébauches de moulage, dans lesquelles le squelette métallique préparé est immergé, puis coulé avec du béton. Les différences dans les méthodes de création de coffrage se résument au type de matériau utilisé - bois, mousse de polystyrène ou matériaux fibreux combinés. Dans ce choix, la condition principale est la possibilité de combiner ferraillage et coffrage en termes de poids et de charges techniques en général.
Renforcement des fondations de poteaux
Les colonnes de construction sont installées sur la fondation, le soi-disant verre porteur, qui est également renforcé. Pour faire partie de la semelle structurelle, des nuances de béton lourd avec une classe de résistance élevée sont utilisées. Le renforcement du verre est réalisé par des barres laminées à chaud à profil périodique. Lors du renforcement de la fondation de la colonne, la jonction des semelles avec les éléments du renforcement longitudinal principal sera d'une importance capitale. Pour ce ligament, au point de transition de la semelle à l'arbre de la colonne, des tiges avec rondelles sont soudées au squelette des tiges à manchons laminées à chaud. La difficulté réside uniquement dansla transition correcte d'un niveau à l'autre, en respectant la symétrie des contours de renforcement.
Caractéristiques du renfort en spirale
Le plus difficile, du point de vue de la disposition des tiges, est le renforcement des colonnes à section circulaire. Le problème réside dans la complication de la configuration de la couche de renfort, qui nécessite un support supplémentaire. Dans de tels systèmes, un renforcement indirect avec des tiges métalliques en spirale est utilisé. Les caractéristiques du renforcement des colonnes rondes sont exprimées dans le fait que les tiges longitudinales sont en outre enroulées autour du périmètre avec des bobines de fil aérien. Dans ce cas, le diamètre de la spirale ne dépasse pas 20 cm.
Renforcement des consoles de colonnes
En raison du manque d'options pour l'installation des supports de colonne, les constructeurs utilisent souvent des rebords en porte-à-faux comme élément de renforcement structurel. Il est recommandé d'installer ces pièces sur un cadre de renforcement en acier, qui peut être inclus dans le plafond supérieur ou dans la fondation inférieure. Les consoles sont renforcées avec des tiges métalliques de petit diamètre, des pinces et des treillis soudés, en fonction des paramètres de conception. Le plus grand effet de renforcement des colonnes dans la composition avec des consoles peut être obtenu avec un groupe homogène de chevauchement, le cadre principal du tronc et la semelle.
Conclusion
Les caractéristiques d'utilisation des armatures sous les poteaux sont déterminées par l'isolation structurelle de cette partie de la structure. Bien sûr, les deux chevauchements en haut et en bas fournissent le support nécessaire,mais une surpression avec charge peut affecter directement la structure de la colonne. C'est pour prévenir les processus internes de destruction que des renforts longitudinaux et transversaux sont utilisés. Dans le même temps, les exigences laissent une liberté considérable aux concepteurs tant dans le choix des tiges que dans les configurations de leur pose. Les limitations fondamentales concernent principalement le choix des matériaux, la désignation des dimensions et les méthodes d'installation du cadre.
