EP2356292A1 - Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part - Google Patents

Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part

Info

Publication number
EP2356292A1
EP2356292A1 EP09801519A EP09801519A EP2356292A1 EP 2356292 A1 EP2356292 A1 EP 2356292A1 EP 09801519 A EP09801519 A EP 09801519A EP 09801519 A EP09801519 A EP 09801519A EP 2356292 A1 EP2356292 A1 EP 2356292A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bar
concrete
crack
increase
zones
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09801519A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2356292B1 (en
Inventor
Marcel Matiere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe Civile de Brevets Matiere
Original Assignee
Societe Civile de Brevets Matiere
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Civile de Brevets Matiere filed Critical Societe Civile de Brevets Matiere
Publication of EP2356292A1 publication Critical patent/EP2356292A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2356292B1 publication Critical patent/EP2356292B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
    • E04B1/22—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material with parts being prestressed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E04C5/03—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0604—Prismatic or cylindrical reinforcement cages composed of longitudinal bars and open or closed stirrup rods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249923—Including interlaminar mechanical fastener

Definitions

  • the subject of the invention is a method for producing a reinforced concrete part and also covers the reinforcements used for this purpose and the concrete parts thus produced.
  • the invention particularly relates to the production of beams, slabs or floors subjected to bending forces but can also be applied to other pieces of reinforced concrete, for example thin shells or sails of various shapes.
  • the invention applies especially but not limited to the construction of structures that can undergo earthquakes or accidental actions.
  • the reinforced concrete industry has grown significantly in the 20 th century but this technique while undergoing very extensive scientific studies, has changed little.
  • reinforced concrete results, as we know, from the combination of two materials with different properties, concrete which is essentially resistant to compressive forces and a reinforcement cage embedded in concrete and made of metal bars which resist pulling forces, at least if these are oriented in the direction of the rebar.
  • the prestressed concrete invented by Freyssinet, is based on the same principles of operation by simply giving the armature under tension, a prestressing role of the part in the opposite direction of the tensile forces due to the load, which allows increase the resistance to bending forces.
  • a reinforced concrete part on which a load is applied comprises, on either side of a neutral line, a compressed part and a part stretched under tensile stresses under the effect of the load and therefore tends to elongate.
  • the reinforcement cage usually comprises two layers of longitudinal bars extending respectively in the compressed part and in the tensioned part and connected by a transverse reinforcement frame consisting of stirrups making it possible, on the one hand, to resist the forces cutting edges and / or vacuum thrusts and, secondly, to join together the two sheets so as to form a cage that can be made in advance and then introduced into the formwork.
  • the reinforcement cage When the part extends over a certain width, for example a slab, the reinforcement cage comprises several longitudinal sections connected by transverse reinforcement distribution.
  • the reinforcing bars are secured to the concrete by a binding bond determining, along each longitudinal bar, a tangential stress of adhesion which varies as a function of the tensile stresses applied.
  • the assembly thus forms a composite part having a stretched part in which the concrete and the reinforcement bars, joined by adhesion, elongate together until a limit value at which the tensile stresses exceed the tensile tensile stress of the concrete, resulting in the appearance of at least one crack in a part of the part, with an increase in stress and therefore elongation of the rebar on which the concrete discharges from the appearance of the crack.
  • Figure 2 is a moment-arrow diagram indicating, on the abscissa, the elongation of the stretched part resulting from the deformation of the part under the effect of the bending moment indicated on the ordinate.
  • Figure 2 is a moment-arrow diagram indicating, on the abscissa, the elongation of the stretched part resulting from the deformation of the part under the effect of the bending moment indicated on the ordinate.
  • the part OA corresponds to the linear elastic behavior of the composite part with a simultaneous elongation of the concrete and the reinforcement.
  • Part AB corresponds to the establishment of cracking with an instantaneous increase in the deflection corresponding to the elongation of the stretched part with the steel-concrete adhesion being put into play. From point B, the tensile stresses are absorbed by the steels which are progressively loaded, over the BC range, up to their elastic limit, the mechanism of the adhesion leading to a relative sliding of the two materials , with a progressive increase of the deflection to the point C from which the steel reaches its elastic limit, with a progressive lamination of the two materials.
  • Bonding is a phenomenon of chemical adhesion between steel and concrete.
  • the phenomenon of friction which occurs after detachment of the bar, is due to the fact that an increase in the tensile force causes the appearance of cracks inclined relative to the axis of the bar and forming, in the concrete, trunks of cones that get stuck on the frame by working like ratchets or some kind of connecting rods.
  • the high-adhesion bars are thus provided, along their entire length, locking locks arranged obliquely to the longitudinal direction of the bar, so as to achieve a continuous blocking along the entire length thereof.
  • the reinforcements may, for example, be twisted cold, or provided with oblique impressions made by cold rolling on the outer face of the bar.
  • FIG. 3 is a so-called Tassios diagram representing the evolution of the tangential stress of adhesion ⁇ as a function of the slip local S of the bar relative to the concrete that enrobe.
  • the frame elongates slightly with the concrete which is still in its range of elastic behavior.
  • the adhesion is then in a phase of resistance to the detachment of the reinforcement whose tendency to elongation is greater than that of the concrete which coats it.
  • the tangential stress of adhesion ⁇ A at point A corresponds to the tensile tensile stress of concrete, from which, as indicated above, transverse microcracks appear.
  • the smooth rebar behaves in the same way as the high-adhesion bars up to the point B from which the stop action of the locking notches comes into play. From the corresponding point B, for the smooth bars, at the steel-concrete bond failure, the tangential stress of adhesion decreases rapidly and the sliding increases, as shown by the part BE shown in dashed lines in FIG. In general, the cracking that occurs when the tensile strength of the concrete has been locally exceeded, occurs in the most stressed parts of the room.
  • the object of the invention is to solve such problems by means of a new technique for producing reinforced concrete parts.
  • the invention therefore relates generally to a method for producing a reinforced concrete part comprising, on either side of a neutral line, a compressed part and a tensioned part subjected to tensile stresses. and having a tendency to elongate under the effect of the load supported by the workpiece, and in which is embedded a reinforcement cage comprising, in the stretched portion, at least one stretched longitudinal bar secured to the concrete by a connection d determining adhesion, along said bar, a tangential stress of adhesion varying according to the tensile stresses applied, respectively on the bar and on the concrete of coating, an increase of the tensile stress in the concrete above a limit value resulting in the opening of at least one crack with a transfer of the tensile stress on the bar and a corresponding elongation thereof, in which process, at least in the portion When subjected to the workpiece, said tensioned bar is provided with a plurality of spaced anchoring means forming abutments bearing on the coating concrete.
  • the means for anchoring the bar are distributed in a discontinuous series of spaced locking zones each comprising a plurality of means anchors (23) and separated from each other by sliding zones without anchoring means, in each of which a local increase in the traction differential between the bar and the concrete above a limit value, causes a detachment of the bar relative to the concrete which coats it, over at least a part of the length of said sliding zone between two blocking zones, said unhooked part being able to elongate without any disorder in the coating concrete under the effect of the tensile stresses applied to the tensioned bar.
  • the part has, in the concrete, randomly distributed zones of weakness, at which an increase in the tensile stresses applied above the tensile strength of the concrete causes, in the most stressed part of the part, the appearance of at least one crack localized at least in line with one of said weak areas, the opening of said crack determining, at this level, the cancellation of the stress of traction in the concrete and a local correlative increase of the tensile force applied to the reinforcing bar, with a corresponding increase in the tendency to elongation thereof under the effect of the constraints applied.
  • the local increase of the tractive force on the bar, at a crack determines a stall of the bar relative to the concrete, at least in the zone of sliding closest to said crack and over a length such that the stall force of the bar relative to the concrete at least partially offsets the traction differential between the two materials when this differential causes the stress to be exceeded. adhesion on the length considered.
  • the excess traction remaining applied to the bar can be absorbed, at least in part, by the neighboring blocking zone extending beyond the first sliding zone, the opposite side to the crack.
  • the reinforcing bar is detached from the concrete coating in at least a first slip zone, the closest to said crack and an increase in applied tensile stresses successively determines the opening of at least one secondary crack in another weakness zone of the concrete part and the stall of the bar in at least another sliding zone, the closest to said secondary crack, and so on as and when an increase in tensile stresses applied, the sum of the thicknesses of the first crack and secondary cracks open at a given instant , being a function of the increase in the elongation of the bar resulting from the increase in the stresses applied at this instant and this increase in the elongation spread over all of the slip zones, as the secondary cracks appear.
  • cracks can occur in areas of weak concrete that are randomly distributed.
  • the local increase of the tensile stress applied to the tensioned bar resulting from the opening of the crack causes a stall of the bar of share and else of said crack over a total length for which the stall work of the bar relative to the concrete compensates for at least a portion of the traction differential between the two materials.
  • the number and distribution of the locking zones and the corresponding lengths of the sliding zones can be determined according to the distribution and the foreseeable values of the tensile stresses along each tensioned bar, taking into account the loads applied. so that the thickness of each crack does not exceed a given limit.
  • each locking zone extends over a length at least equal to a so-called sealing length of the reinforcing bar determining an adhesion stress at least equal to the maximum stress of allowable traction by said bar, and not more than twice that length of seal.
  • the invention also covers the parts thus produced and the reinforcing bars used for the implementation of the method and comprising a discontinuous series of locking zones separated from each other by sliding zones.
  • each sliding zone of a stretched longitudinal bar has a smooth outer surface in the longitudinal direction.
  • each stretched longitudinal bar having, in cross section, the area necessary for the desired tensile strength, the profile of said bar in each sliding zone can advantageously be adapted to give it the perimeter necessary for the contact area between the bar and the concrete provides a frictional connection to achieve the desired limit value of the tangential stress of adhesion in said sliding zone.
  • each stretched longitudinal bar may have, in cross section a flattened profile with a width greater than the thickness, so as to increase the perimeter relative to that of a circular bar having the same transverse area.
  • each stretched longitudinal bar has, in cross-section, a corrugated profile with longitudinal, recessed and projecting portions, extending parallel to the axis of the bar, along the entire length of each sliding zone.
  • each sliding zone comprises a layer of particles releasably attached to the outer surface of the bar and protruding into the coating concrete so as to increase the bonding adhesion.
  • these particles are gradually detached one after the other, the bar remaining embedded in the concrete, as and when increasing tensile stresses, which allows to maintain the stress of adhesion to its limit value over a range of increase of said tensile stresses.
  • These particles may consist of grains of sand or gravel bonded to the outer surface of the bar or sprinkled and applied under pressure thereon at high temperature at the outlet of the rolling mill.
  • These particles may also consist of metal balls or filings fixed on the outer surface of the bar by electrofusion in contact.
  • the particles thus fixed on the outer surface of each sliding zone of the bar have various dimensions so as to become progressively detached according to the size of the fixed part, as and when the stresses of applied traction.
  • Figure 1 is a perspective diagram of a reinforced concrete part such as a beam.
  • FIG. 2 is a moment-strain diagram illustrating the constitutive law of a part subjected to bending stresses.
  • FIG. 3 is a stress-strain diagram indicating, according to the type of reinforcement, the evolution of the tangential stress of adhesion as a function of the elongation of the reinforcement.
  • Figure 4 is a diagram of a bending machine on a beam.
  • Figure 4a is a diagram showing, for such a beam, the variations of the applied tractions, respectively, on a tension bar and on the concrete coating.
  • FIG. 5 is a schematic detail view, at a crack and in longitudinal section, of a beam armed with conventional high-adhesion bars.
  • FIG. 5a is a diagram indicating, in the case of FIG. 5, the evolution, at the level of a crack, of the tractions applied on a tensioned bar and on the concrete.
  • FIG. 6 is a detail view in longitudinal section, of an armed part of rebar according to the invention, in the case of the formation of a crack in the right of a sliding zone.
  • FIG. 6a is a diagram showing, in the case of FIG. 6, the variations of the tractions applied on a tensioned bar and on the concrete.
  • Figure 7 shows two cross-sectional views of a test beam, left in the vertical midplane and right at a blocking area.
  • Figure 8 illustrates the process of crack formation on several beams subjected to a first series of bending tests.
  • FIG. 9 is a diagram showing, for the various beams, the arrows obtained during this first series of tests, during the progressive increase of the applied load.
  • Figure 10 is a diagram indicating, for the various beams, the number of open cracks according to the arrow.
  • FIG. 11 is a diagram indicating, for the various beams, the cumulative opening of the cracks as a function of the arrow.
  • Figure 12 is a detail view, in longitudinal section, of an armed part of reinforcing bars according to the invention, in the case of the formation of a crack at a blocking zone.
  • FIG. 12a is a diagram showing, in the case of FIG. 12, the variations of the pulls applied on a tensioned bar and on the concrete.
  • Figure 13 is a schematic view of a tear test device on a metal bar embedded in a concrete specimen.
  • Figure 14 shows schematically, in longitudinal section and in cross section, a second type of test beam provided with reinforcing bars according to the invention.
  • FIG. 15 is a table showing the results of a second series of bending tests carried out on beams of the type of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a table indicating, for a test beam, the order of appearance of the cracks, their location and their thicknesses as a function of the load applied.
  • FIG. 17 shows, in cross section, a round bar and a flat bar, provided with directional imprints.
  • FIG. 1 shows schematically, in perspective, the conventional arrangement of a molded concrete part 1, inside which a reinforcement cage 2 is embedded.
  • the part 1 is a beam with rectangular cross section, extending between two supports spaced apart by a distance L and having two facing faces, respectively lower 11 and upper 1 1 ', and two vertical side faces, respectively 12, 12'.
  • the reinforcement cage 2 comprises two layers of longitudinal bars, respectively a lower sheet of bars 21 called bending, and an upper layer of bars 22 said mounting respectively parallel to the two faces of facing 11, 11 of the beam 1 and extending at a minimum distance of coating thereof.
  • the two layers of longitudinal bars are connected by transverse reinforcements forming rectangular stirrups spaced apart from each other and distributed over the length of the beam.
  • FIG. 2 is a classical moment-strain diagram, illustrating the behavior of the part 1 when it is subjected to a progressively increasing bending moment, indicated on the ordinate and causing an arrow, indicated on the abscissa, which increases with the applied load , causing a corresponding elongation of the stretched portion T and the lower facing face 1 1.
  • the tensioned bars 21 and the concrete which coats them are joined by adhesion and simultaneously elongate up to a curvature C1, corresponding to the point A, to from which the tensile stresses generated by the curvature of the part reach the tensile stress limit of the concrete. It then discharges on the tensioned bars 21 which only take up the tensile stresses. This results in an almost instantaneous increase in the curvature of C1 to C2, corresponding to the AB bearing, with an extension of the tensioned lower bars 21 and a beginning of cracking.
  • the piece then follows a moment-deformation law corresponding to the section BC whose slope depends on the mechanism of the adhesion which imposes a relative sliding of the tensioned bars with respect to the concrete with, correlatively, a variation of the position of the neutral axis.
  • the slope of the line OA corresponds to the flexional stiffness E c l of the part, E 0 being the modulus of elasticity of the non-cracked concrete and I its inertia.
  • the slope of the line OB corresponds to the stiffness E c l f , where f is the inertia of the part after the first cracking.
  • the inventor has deduced from this that the phenomenon of armature failure, which sometimes occurs in the event of an excessive increase in stresses, for example due to seismic shocks, could be related to the mode of operation of the high-strength reinforcing bars that it is usually used to increase the tangential stress of adhesion.
  • the inventor has therefore analyzed the behavior, in the case of bending under the effect of a load, of the stretched part of a reinforced concrete part such as a beam or a slab resting on two supports. , in which is embedded a reinforcement cage having a lower layer of high-adhesion bars which are provided, along their length, transverse locks oriented obliquely to the longitudinal axis of the bar, to ensure a solidarization continues with the concrete of coating.
  • a reinforcement cage having a lower layer of high-adhesion bars which are provided, along their length, transverse locks oriented obliquely to the longitudinal axis of the bar, to ensure a solidarization continues with the concrete of coating.
  • the inventor has sought to solve such problems and has specifically studied the conditions under which reinforcement and concrete work together to resist the stresses applied.
  • FIG. 4 shows, for example, a frame-shaped bending test machine 4 having a cross member 41 fixed at its ends to two columns 42 between which is placed a test beam 5 resting on two spaced apart supports. 43 via ball joints 44, 44 '.
  • the beam 5 is subjected, in its central part, to a progressively increasing load by means of a jack 45 bearing in one direction in the center of the cross member 41 and, in the other direction, on the beam 5, by the intermediate of a spreader resting on two ball bearings 46, 46 'apart, for example, a distance of 1 m.
  • the jack 45 By means of the jack 45, it is thus possible to subject the beam 5 to a gradually increasing bending moment.
  • the stretched portion T of the workpiece tends to lengthen, and in the OA portion of the diagram of Figure 2, the tension bars and the concrete lengthen. the same way.
  • the resulting tensile stresses apply differently on tension bars and on concrete which are subjected to T1 and T2 pull-ups in a ratio of approximately 1 to 15, respectively.
  • FIG. 5 is a schematic detail view showing, in longitudinal section, the behavior, in its most stressed part, of a reinforced concrete beam 1 comprising, in its stretched part, a sheet of reinforcing bars 21 at high adhesion provided, therefore, ribs 23 along their entire length and in which a crack 3 opens.
  • FIG. 5a is a diagram indicating on the ordinate the tensile stresses applied, respectively, on a tensioned bar 21 and on the concrete of FIG. 'coating.
  • the crack width 3 can be enlarged, e.g., 1/10 th to 2/10 th and 3/10 th of a millimeter, which means that the free steel length 24 in the crack will be brought to double and then triple, the sealed portions 21a, 21 'remaining locked in the concrete.
  • an excessive increase in the stresses causing a widening of the crack and, consequently, an excessive elongation of this short length of the bar will cause, by necking, the sudden rupture thereof with a risk of collapse of the structure.
  • the inventor therefore thought that it would be interesting to allow the concrete to drop in the vicinity of the crack, so that the bar could lengthen the length necessary under the effect of applied tractions, without causing disorder in the concrete coating or necking of the steel.
  • the notches or ribs 23 are arranged in spaced apart locking zones 25 each having a length I and separated from each other by a zone 26 having a smooth surface and extending over a distance d.
  • the forces applied on the reinforced concrete part 1, for example a bending moment, cause the extension of the stretched portion T of the part and, consequently, the placing in tension of each tension bar 21 and the concrete 16 which enrobe, with the appearance of at least one crack primer 3 when the tensile strength of concrete 16 is exceeded.
  • An increase in the tensile stresses applied determines, correlatively, an increase in the adhesion stresses on either side of the portion 24 of a tensioned bar 21 corresponding to the opening of the crack 3 which, in the case of the Figure 6, is formed at the smooth zone 26 between two locking zones 25.
  • the traction differential between the tensile stress of the steel T2 and that of the concrete T1 is maximum.
  • the shear stress applied by this traction differential exceeds the peel strength of the steel which is lower in the smooth zone 26a of the bar, the bar will become detached from the concrete.
  • these two parts 27, 27 'of the bar will be able to lie freely and the elongation corresponding to this increase in tensile stresses, will therefore be distributed over the length 2d 'of the unhooked part.
  • the bar 21 can extend from 50 to 50.1 then 50.2 then 50.3 millimeters if the crack increases from 0.1 to 0.2 then to 0.3 millimeters.
  • a steel bar can perfectly support such elongation distributed over a length of about 50 millimeters whereas, in the case of FIG. 4, this elongation was limited to the only free portion 24 of the bar, corresponding to the width of the crack.
  • the recess will be able to extend over the entire length d of the smooth zone 26a, along which the concrete coating is therefore not subject to any tensile stress.
  • the tensile stress T1 then vanishes over the entire length of the smooth zone 26a and presents a bearing at this level, on either side of the crack 3, the tensile stress T1 on the steel increasing correspondingly on a bearing of the same length.
  • the resulting elongation of the bar will be distributed over this entire length of time, without any mess in the concrete.
  • a reinforced concrete beam or slab will therefore better resist the passage of a load exceeding the limit for which it was calculated or localized overloads resulting from an earthquake.
  • the crack is therefore less likely to widen and no other crack can appear over the length d of the unhooked zone 26a since the concrete is no longer taut.
  • this reinforcement cage 2 has a triangular shape having only three longitudinal bars, respectively two lower bars 21 in the stretched portion of the beam 5 and an upper bar 22 in the compressed part, said bars being connected by triangular stirrups 20.
  • FIG. 8 shows the results of FIG.
  • FIG. 7 schematically shows such an arrangement on its left side which is a cross-sectional view along the line AA of Figure 8, at the central yoke.
  • the lower longitudinal bars of the test beams are provided with locking zones whose number and distribution vary from one beam to another.
  • tensioned bars 21 consist of smooth metal strips with a flattened section, as indicated in FIG.
  • the first beam 51 diagrammatically represented in the upper part of FIG. 8, comprises a single central blockage 0 formed by the lower part 20a of the central yoke 20, welded to the two bars 21 which, in a conventional manner, are simply provided with anchor bolts at both ends.
  • the second beam 52 is provided, on the other hand, with five blockages comprising the same central locking at 0 and, on either side thereof, two pairs of transverse irons welded on the bars 21, and constituting four blockages, respectively a u a 2 on one side and a ⁇ , a ' 2 on the other side. It is thus possible to vary the number and spacings of the blocking points constituted by the transverse irons placed on either side of the central blocking 20a and more or less spaced from each other, all test beams having the same scope. for example 1.5 m between the supports 44, 44 'for a distance of 0.30 m between the load application points 46, 46'.
  • the four transverse irons 27 constituting, with the central iron 20a, the five blocks a ⁇ , a 2 , a 0 , a ⁇ , a ' 2 are separated one of the another from a distance of about 25 cm for a span between supports 1.5 m.
  • the beam 53 has four transverse irons, each side of the central iron 20a and, therefore, nine blockages respectively bi .... b 4 , a 0 , b'i b ' 4 apart the one of the other about 14 cm.
  • the beam 54 has seven transverse irons on each side of the central iron 20a, 15 blocks spaced apart by 9.4 cm.
  • the beam 55 has 10 transverse irons on each side of the central iron 20a, 21 blocks spaced apart by 6.8 cm and the beam 56 comprises 30 transverse irons 31 blocks spaced 4.7 cm apart.
  • the beam 52 comprises, on each side of the central locking at 0 , two locking points spaced apart by a distance of approximately 25 cm for a span of 1.5 m between the two supports 44, respectively a ⁇ , a 2 , on the left and a ⁇ , a ' 2 , on the right.
  • a first crack to the left of the central lock at 0 a second crack f 2 to the right
  • a third crack f 3 to the left of the first crack f 1
  • a fourth crack f 4 to the right of the second crack f 2 .
  • the cracks are not located perfectly symmetrically on either side of the median plane of the beam because, as indicated above, the risk of opening a crack depends on the quality of the crack. concrete that is not absolutely homogeneous.
  • the four cracks observed are located in the central part of the beam, between the blocks a ⁇ and a'i, on either side of the central block at 0 .
  • reinforcing bars comprising an alternating series of spaced sliding zones, separated from one another by separated blocking points, will therefore make it possible to distribute the cracking over a certain length of the beam, the appearance of a crack in a sliding zone causing the detent of the bar in this sliding zone by canceling the tensile stress on all the cut-in concrete, so that the widening of the crack is limited in this unhooked zone and that no other crack will therefore tend to form there, this part of the room being, so to speak, "vaccinated”.
  • FIG. 9 is a diagram indicating, for each beam, the deflection measured during the loading tests and corresponding to the load indicated on the ordinate.
  • each beam has a limit from which the curve tends to an asymptote, the beam no longer opposing resistance to deformation. As expected, this limit is the lowest for the curve 1 corresponding to the beam 51 of FIG. 8, the sudden drop in the resistance corresponding to the stall of the tensioned reinforcements which have a smooth surface, on both sides. other central locking 20a.
  • the curve 2 which corresponds to the beam 52 with five blockages, has an upper limit and it is noted that the increase in the number of blockages gives the beam a higher resistance but only up to a certain limit. Indeed, the beam 56 having thirty-one blockages and corresponding to the curve 6 has a resistance a little lower than that of the beams 53, 54, 55.
  • FIG. 10 is a diagram indicating, on the ordinate, the number of cracks that appear during the increase of the arrow indicated on the abscissa. As indicated above, for the beam 51 comprising only a central blocking, only two fi f 2 cracks appear, the width of which therefore increases progressively during the increase of the deflection.
  • the curves 4 and 5 corresponding to the beams 54 and 55 show that there is an optimal spacing between blockages making it possible to obtain the greatest number of cracks with a limited cumulative opening, this spacing being a compromise between the resistance of the beam and the number of cracks.
  • reinforcing bars comprising, according to the invention, a series of sliding zones separated by locking points, makes it possible to distribute the cracking over an area that can reach to 2/3 of the length of the beam and, thus increasing the number of cracks, to limit their openings. It will therefore be possible to comply more easily with the regulations which impose a maximum opening not exceeding 0.2 to 0.3 mm, at most 0.5 millimeters and, consequently, to limit the risk of corrosion over time.
  • each reinforcing bar remains of the high-adhesion type over the greater part of its length, the sliding zones having a smaller length than the blocking zones between which they are arranged, as shown diagrammatically in FIG.
  • sealing length depends on the quality of the concrete and the nature of the rebar. In the case of a round bar, this sealing length can be of the order of 10 to 12 times its diameter for a high-adhesion bar and 20 to 25 times the diameter for a smooth bar.
  • This bar 6 is extended outside the test piece 60 by a free portion 61 on which is applied a tensile force by clamping jaws 62, by means of cylinders not shown bearing on the front face of the test tube 60.
  • a measuring device 63 such as a load cell, attached to the opposite end 61 'of the bar 6, makes it possible to check whether the length L sealed in the test piece 60 exceeds the minimum sealing length (I 0 ), the traction applied to the end 61 'of the bar 6 opposite the jaws 62 being, then, zero. Indeed, the tensile stress applied by the jaws 62 on the front end 61 decreases progressively along the sealing length (I 0 ) and is zero on the remaining part of the bar 6.
  • this high-adhesion part 25'b can absorb only a part of the tensile increase ⁇ t and, at its end 29, there remains an additional stress ⁇ 't which is transmitted to the adjacent sliding zone 26b, the same additional stress ⁇ 't to be absorbed by the concrete d 'coating.
  • the traction differential 2 ⁇ 't between the steel and the concrete is balanced by the tangential stress of adhesion along this smooth part 26b.
  • the tests show that, in the case of a smooth bar, the sealing length determining a total blockage of the bar relative to the concrete coating is of the order of 20 to 25 times its diameter.
  • the length of the smooth zones 26 formed along a tensioned bar 61 must be relatively limited so as not to excessively reduce the stiffness of the part.
  • the length d of the sliding zone 26b of the bar is normally less than the sealing length o of an equivalent smooth bar, and this portion 26b will therefore fall out of the concrete as a result of the traction differential 2 ⁇ 't, if it is greater than the tangential stress of adhesion of this smooth zone 26b.
  • the two curves T1 and T2 then have a bearing along the entire length of the sliding zone 26b, as shown in FIG. 12a.
  • each smooth zone must not exceed the sealing length of an equivalent smooth bar, so that the traction differential between the steel and the concrete allows its recess at the end of the blocking zone. previous.
  • FIG. 14 shows, in cross-section on its right-hand side and in longitudinal half-section on its left-hand side, such a test beam 7 in which is embedded a reinforcement cage 2 comprising, as previously, two lower longitudinal bars 71 and an upper longitudinal bar 72 connected at both ends and in the central part of the beam by stirrups 70 of triangular shape.
  • the tensioned bars 71 consist, in the tests carried out, of strips of rectangular section, having, for example, a width of 25 mm and a thickness of 3.5 mm.
  • the test beams thus produced were subjected to bending tests on a machine of the type shown in FIG. 4, with a distance of 0.30 m between the points of application of the load 46, 46 'and a bearing. 1.5 m between the fulcrums 44, 44 '.
  • HA high-adhesion irons
  • the table in Figure 15 groups together the results of bending tests carried out on three series of five beams all having a length of 1.8 m for a support span of 1.5 m and a distance of 0.30 m between them. load application points 46, 46 '.
  • the beams were divided into 10 cm wide sections in order to identify the order of appearance of the cracks and to locate them by measuring their distances from the left end of the beam, such as shown in the diagram of Figure 16.
  • Each beam is marked by a number of three digits, the first two digits indicating the length, in centimeters, of the irons HA constituting each blocking zone and the third digit indicating the length, in centimeters, of the smooth zones interposed between two blocking zones. successive.
  • the P061 beam has 6 cm blocking zones separated by smooth zones of 1 cm.
  • the five beams of the first series therefore all comprise blocking zones having a length of 6 cm separated by smooth zones whose length varies from 1 cm for the P061 beam to 5 cm for the P065 beam.
  • the table in Figure 15 groups these results by columns each corresponding to a maximum width of cracks.
  • the P061 beam with 6 cm blocking areas separated by 1 cm smooth areas shows no cracks under a load of 7.5 kN while the boom is 3 cm in the median plane.
  • the blocking zones are 10 cm long and are separated by smooth zones whose length varies from 1 cm for the P101 truss to 5 cm for the P105 truss.
  • the beams of the third series are provided with reinforcements having 14 cm locking zones separated by smooth zones whose length ranges from 1 to 5 cm.
  • test beams are equipped with flat bars having a cross-sectional area of 25 x 3.5 mm which corresponds to that of an equivalent round bar of diameter 10.5 mm for which the sealing length is 10 to 15 cm.
  • the locking zones have a length less than double the sealing length and therefore do not risk determining a total blockage in the event of formation of a crack at this level.
  • the table of FIG. 15 shows that the distribution of the blocking zones and the smooth zones substantially influences the stiffness of the part, that is to say the deflection taken under a certain load, the number of cracks and their thicknesses.
  • the beams P101 and P102 support a load exceeding 30 KN while, for the other beams, such a load causes the opening of cracks having a thickness of 0.3 or even 0.5 mm.
  • the length of the sliding zones should be of the order of 5 to 30 mm.
  • the table in FIG. 15 shows that an interesting result can also be obtained with beams P062 and P063 which combine pairs of low HA lengths and larger smooth zones.
  • the table in FIG. 16 indicates the evolution of the cracking for the P102 truss, which seems to give the best results since it can withstand a load of up to 39 kN, with a deflection of 12 cm. for a maximum thickness of cracks of 0.3 mm.
  • the beam is shown schematically above this table, to indicate the order of appearance and location of cracks.
  • the first two columns indicate the applied load and the arrow measured in the middle of the beam, respectively, under this load.
  • the other columns indicate, for each of the cracks and in their order of appearance, the thickness of this crack as a function of the load applied.
  • the tests show that the cracking extends over a length of about 2/3 of the span of the beam between the supports 44, 44 'and that, from the beginning of the crack, the zone where the first cracks appear is not limited to the central part of the beam, between the points of application of the load 46, 46 '.
  • the cracks f 2 and f 3 form outside this central portion 46, 46 '.
  • the locking zones therefore have a length of the same order as the sealing length I 0 .
  • a part of a structure such as a beam or slab, for example, may eventually undergo a relatively large deformation without breaking frames and, therefore, without risk of sudden collapse of the structure, because the distribution of cracking over practically the whole range of the room and the dissipation of energy by detachment of certain smooth zones.
  • a bridge span accidentally subjected to too high a load for example, to the passage of an exceptional convoy, may be deformed with, possibly, opening of many cracks that can be repaired thereafter, but without major risk for the holding of the work.
  • the strength of the tensile steels is a function of their section and their lever arm, that is to say the distance separating the center of gravity of the steel from that of the compressed part of the concrete.
  • this lever arm is substantially increased by the use of flat strips instead of round bars of the same section because, as indicated in the document EP 1 191 163 cited above, the connecting stirrups between the two layers bars can be welded or glued on the inner faces thereof, which allows to place the longitudinal bars closer to the corresponding facing faces of the room, while respecting the minimum coating distance. The result is, in addition, that one can, thus, achieve thinner pieces and, consequently, lighter for the same resistance.
  • the locking zones consisted of simple HA bars welded to the inner faces of the flat strips.
  • these blocking zones could be realized differently.
  • the flat strips used as reinforcements could be made of a slit sheet after rolling. It would then be possible, during rolling, to make embossed or recessed impressions on both sides of the sheet forming, after slitting, the broad faces of the strip.
  • the invention can also be applied to all bar profiles, in particular round bars with round section.
  • the bars according to the invention would differ from conventional high-adhesion bars in that, during rolling, the notches or blocking ribs are not produced in a continuous manner. , over the entire length of the bar, but only on remote blocking areas, alternating with smooth sliding areas.
  • the invention has been described in the case of a beam or a slab but can be applied to all kinds of structures and to all forms of concrete parts such as beams, floors, slabs, sails, etc.
  • the dissipation of energy required for the stepping of the steels relative to the concrete absorbs part of the energy causing the cracking such as a seismic shock, a movement of ground or an accidental shock and thus allows a better overall resistance of the work.
  • the tests have shown that by producing locking zones having a length of the order of the length of seal, associated with rather short stall zones, not exceeding 20 mm, it was possible to increase the maximum permissible load without exceeding a maximum thickness of cracks of 0.3 mm, corresponding to the regulations.
  • reinforcing bars consisting of flat strips with an oval or rectangular section makes it possible, for the same cross-sectional area, to enlarge the perimeter and therefore the contact surface and the surface area. energy required for the recess.
  • FIG. 17 shows a round bar and a flat bar with a rectangular cross-section, both of which, in cross-section, have a corrugated profile with longitudinal, recessed and protruding portions 24, which are extend parallel to the longitudinal axis of the bar over the entire length of each sliding zone.
  • asperities consist of particles releasably attached to the outer surface of the bar and protruding into the concrete in order to increase the adhesion bond and the limit value of the adhesion stress from which an increase in the tensile stresses causes the stall of the bar.
  • these protruding particles can be detached gradually one after the other remaining in the concrete, as the tensile stresses increase, so as to maintain the adhesion stress to a limit value on a range of increase of said constraints.
  • These particles could be fixed by gluing on the outer surface of the bar, for example by sprinkling on it of the large sand applied under pressure on the bar, at high temperature, at the output of the rolling mill.
  • Such methods would make it possible to modulate the shear strength of the projections thus produced.
  • For bonding it would be possible to use more or less resistant adhesives and vary the size of the projections and, therefore, their bonded surface brought into contact with the steel.
  • the use, according to the invention, of reinforcing bars having an alternation of locking zones and sliding zones has multiple advantages. Firstly, the distribution of cracking over a long length of the part makes it possible, by increasing the number of cracks, to reduce their thickness, and consequently, the risk of corrosion of the reinforcements over time. It will also be possible, because of the small opening of the cracks, to protect the reinforcements from the risk of corrosion by means of a layer of paint or a suitable coating product. On the other hand, in case of excessive opening of a crack, it avoids the risk of rupture of the reinforcement by necking allowing it to unhook concrete on a length that can, so lie down.
  • this recess also causes energy dissipation and it will be possible to determine the distribution and relative lengths of the locking zones and smooth areas so as to modulate the ability of the part to withstand abnormal stresses without risk of collapse of the structure as a result of an accidental breaking of the reinforcements.
  • the distribution of the blocking zones and the sliding zones can be determined according to the normal operating load and the accidental loads against which it is necessary to protect oneself, so that, in normal service, the tensile reinforcement behaves in the usual way with a blocking of the bar with respect to the encasing concrete over its whole length and that, in case of accidental overload, the recess of certain sliding zones, due to the stress differential Steel / Concrete allows, on the one hand an elongation of reinforcement avoiding the risk of rupture and, on the other hand, causes a dissipation of energy able to avoid a brutal collapse of the structure.
  • the invention thus provides the possibility of solving a whole set of problems without calling into question the general design and the calculation method of the reinforcement cages, using only rebar of a new type but which can be realized industrially in a simple and inexpensive way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a reinforced concrete part (1), having a tensioned portion subjected to pull stresses and tending to stretch under the load, and which comprises a reinforcing frame (2) with at least one tensioned longitudinal bar (21) rigidly connected to the concrete by an adhesive connection that determines a tangential adhesive stress along said bar that varies on the basis of applied pull stresses. According to the invention, each tensioned longitudinal bar (21) has, on at least one portion of the length thereof, a discontinuous series of spaced blocking areas (25) that each comprise a plurality of means (23) for anchoring into the concrete and which are separated from each other by a series of sliding areas (26), in each of which an increase in the adhesion stress above a limit value causes the bar to disengage, without disrupting the concrete, on at least a portion (27) of the length between the two blocking areas (25a), (25'a) with an extension of the bar corresponding to applied pull stresses, said extension being distributed over the entire length of the disengaged portion (27) of the bar (21). The invention also covers the thus-produced parts and the reinforcing bars for implementing the method, comprising an alternating series of blocking areas and sliding areas.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UNE PIECE EN BETON ARME ET PIECE AINSI REALISEE PROCESS FOR PRODUCING A REINFORCED CONCRETE PIECE AND A PART PRODUCED THEREBY
L'invention a pour objet un procédé de réalisation d'une pièce en béton armé et couvre également les armatures utilisées à cet effet et les pièces en béton ainsi réalisées. L'invention concerne spécialement la réalisation de poutres, dalles ou planchers soumis à des efforts de flexion mais peut s'appliquer également à d'autres pièces en béton armé, par exemple des coques ou voiles minces de formes variées.The subject of the invention is a method for producing a reinforced concrete part and also covers the reinforcements used for this purpose and the concrete parts thus produced. The invention particularly relates to the production of beams, slabs or floors subjected to bending forces but can also be applied to other pieces of reinforced concrete, for example thin shells or sails of various shapes.
En outre, l'invention s'applique spécialement mais de façon non limitative à la construction d'ouvrages pouvant subir des secousses sismiques ou des actions accidentelles. L'industrie du béton armé s'est développée considérablement au cours du 20eme siècle mais cette technique, tout en faisant l'objet d'études scientifiques très poussées, a relativement peu évolué.In addition, the invention applies especially but not limited to the construction of structures that can undergo earthquakes or accidental actions. The reinforced concrete industry has grown significantly in the 20 th century but this technique while undergoing very extensive scientific studies, has changed little.
Les propriétés du béton armé résultent, comme on le sait, de l'association de deux matériaux ayant des propriétés différentes, le béton qui résiste essentiellement à des efforts de compression et une cage d'armature noyée dans le béton et constituée de barres métalliques qui résistent aux efforts de traction, du moins si ces derniers sont orientés suivant la direction de la barre d'armature. Le béton précontraint, inventé par Freyssinet, repose sur les mêmes principes de fonctionnement en donnant simplement à l'armature mise sous traction, un rôle de précontrainte de la pièce dans le sens inverse des efforts de traction dus à la charge, ce qui permet d'augmenter la résistance aux efforts de flexion.The properties of reinforced concrete result, as we know, from the combination of two materials with different properties, concrete which is essentially resistant to compressive forces and a reinforcement cage embedded in concrete and made of metal bars which resist pulling forces, at least if these are oriented in the direction of the rebar. The prestressed concrete, invented by Freyssinet, is based on the same principles of operation by simply giving the armature under tension, a prestressing role of the part in the opposite direction of the tensile forces due to the load, which allows increase the resistance to bending forces.
D'une façon générale, comme le montre schématiquement la figure 1 , il est admis qu'une pièce en béton armé sur laquelle est appliquée une charge comporte, de part et d'autre d'une ligne neutre, une partie comprimée et une partie tendue soumise à des contraintes de traction sous l'effet de la charge et ayant, par conséquent, tendance à s'allonger. La cage d'armature comporte, habituellement, deux nappes de barres longitudinales s'étendant respectivement dans la partie comprimée et dans la partie tendue et reliées par une armature transversale de montage constituée d'étriers permettant, d'une part, de résister aux efforts tranchants et/ou aux poussées au vide et, d'autre part, de solidariser entre elles les deux nappes de façon à former une cage susceptible d'être réalisée à l'avance puis introduite dans le coffrage.In general, as shown schematically in Figure 1, it is accepted that a reinforced concrete part on which a load is applied comprises, on either side of a neutral line, a compressed part and a part stretched under tensile stresses under the effect of the load and therefore tends to elongate. The reinforcement cage usually comprises two layers of longitudinal bars extending respectively in the compressed part and in the tensioned part and connected by a transverse reinforcement frame consisting of stirrups making it possible, on the one hand, to resist the forces cutting edges and / or vacuum thrusts and, secondly, to join together the two sheets so as to form a cage that can be made in advance and then introduced into the formwork.
Lorsque la pièce s'étend sur une certaine largeur, par exemple une dalle, la cage de ferraillage comporte plusieurs sections longitudinales reliées par des armatures transversales de répartition.When the part extends over a certain width, for example a slab, the reinforcement cage comprises several longitudinal sections connected by transverse reinforcement distribution.
Les barres d'armature sont solidarisées avec le béton par une liaison d'adhérence déterminant, le long de chaque barre longitudinale, une contrainte tangentielle d'adhérence qui varie en fonction des contraintes de traction appliquées.The reinforcing bars are secured to the concrete by a binding bond determining, along each longitudinal bar, a tangential stress of adhesion which varies as a function of the tensile stresses applied.
L'ensemble forme ainsi une pièce composite ayant une partie tendue dans laquelle le béton et les barres d'armature, solidarisés par adhérence, s'allongent ensemble jusqu'à une valeur limite à partir de laquelle les contraintes de traction dépassent la contrainte limite de rupture à la traction du béton, entraînant l'apparition d'au moins une fissure dans une partie de la pièce, avec une augmentation de contraintes et, donc, de l'allongement de la barre d'armature sur laquelle se décharge le béton à partir de l'apparition de la fissure. Par exemple, si l'on étudie le comportement sous flexion d'une pièce en béton armé normalement ferraillée, on peut établir une loi de comportement illustrée par la figure 2 qui est un diagramme moment-flèche indiquant, en abscisse, l'allongement de la partie tendue résultant de la déformation de la pièce sous l'effet du moment de flexion indiqué en ordonnées. On peut distinguer, dans cette loi de comportement type, quatre zones successives. La partie OA correspond au comportement élastique linéaire de la pièce composite avec un allongement simultané du béton et de l'armature.The assembly thus forms a composite part having a stretched part in which the concrete and the reinforcement bars, joined by adhesion, elongate together until a limit value at which the tensile stresses exceed the tensile tensile stress of the concrete, resulting in the appearance of at least one crack in a part of the part, with an increase in stress and therefore elongation of the rebar on which the concrete discharges from the appearance of the crack. For example, if we study the flexural behavior of a normally reinforced reinforced concrete part, we can establish a constitutive law illustrated by Figure 2 which is a moment-arrow diagram indicating, on the abscissa, the elongation of the stretched part resulting from the deformation of the part under the effect of the bending moment indicated on the ordinate. In this model law, we can distinguish four successive zones. The part OA corresponds to the linear elastic behavior of the composite part with a simultaneous elongation of the concrete and the reinforcement.
La partie AB correspond à l'établissement de la fissuration avec une augmentation instantanée de la flèche correspondant à l'allongement de la partie tendue avec mise en jeu de l'adhérence acier-béton. A partir du point B, les contraintes de traction sont absorbées par les aciers qui sont chargés progressivement, sur la plage BC, jusqu'au niveau de leur limite d'élasticité, le mécanisme de l'adhérence conduisant à un glissement relatif des deux matériaux, avec une augmentation progressive de la flèche jusqu'au point C à partir duquel l'acier atteint sa limite d'élasticité, avec une plastification progressive des deux matériaux. II apparaît donc que la déformation de la pièce en fonction de la charge appliquée dépend des forces tangentielles d'adhérence entre chaque barre d'armature et le béton qui l'enrobe, qui équilibrent les contraintes de traction résultant de la tendance à l'allongement de la partie tendue.Part AB corresponds to the establishment of cracking with an instantaneous increase in the deflection corresponding to the elongation of the stretched part with the steel-concrete adhesion being put into play. From point B, the tensile stresses are absorbed by the steels which are progressively loaded, over the BC range, up to their elastic limit, the mechanism of the adhesion leading to a relative sliding of the two materials , with a progressive increase of the deflection to the point C from which the steel reaches its elastic limit, with a progressive lamination of the two materials. It therefore appears that the deformation of the part as a function of the applied load depends on the tangential forces of adhesion between each reinforcing bar and the concrete which coats it, which balance the tensile stresses resulting from the tendency to elongation. the stretched part.
On sait, en particulier depuis les études d'Albert Caquot, que les efforts qui s'opposent au glissement des barres d'armature sont des forces de collage, de frottement et de butée, dans le cas des barres crantées dites à haute adhérence.It has been known, particularly since the studies of Albert Caquot, that the forces which oppose the sliding of the reinforcing bars are bonding, friction and abutment forces, in the case of notched bars known as high-adhesion bars.
Le collage est un phénomène d'adhésion chimique entre l'acier et le béton. Le phénomène de frottement, qui intervient après décollement de la barre, est dû au fait qu'une augmentation de l'effort de traction provoque l'apparition de fissures inclinées par rapport à l'axe de la barre et formant, dans le béton, des troncs de cônes qui se coincent sur l'armature en fonctionnant comme des cliquets ou des sortes de bielles.Bonding is a phenomenon of chemical adhesion between steel and concrete. The phenomenon of friction, which occurs after detachment of the bar, is due to the fact that an increase in the tensile force causes the appearance of cracks inclined relative to the axis of the bar and forming, in the concrete, trunks of cones that get stuck on the frame by working like ratchets or some kind of connecting rods.
Cependant, ce simple frottement peut être insuffisant et, pour faire travailler ensemble le béton et l'acier jusqu'à un niveau de sollicitation plus élevé, il est avantageux d'utiliser des barres d'armature dites à haute adhérence. On a proposé depuis très longtemps d'éviter le glissement d'une barre d'armarture par rapport au béton qui l'enrobe en ménageant, le long de la barre, une pluralité de moyens d'ancrage espacés formant des butées prenant appui sur le béton. Le document US-A-843843, par exemple, décrit une telle barre comportant des nervures espacées et prévoit de donner un profil ondulé aux parties lisses s'étendant entre les nervures, afin d'augmenter le périmètre et, par conséquent, la liaison d'adhérence.However, this simple friction may be insufficient and, to work together the concrete and steel to a higher level of stress, it is advantageous to use so-called high adhesion rebar. It has been proposed for a very long time to prevent the sliding of a reinforcing bar relative to the concrete which coats it while providing, along the bar, a plurality of spaced anchoring means forming abutments bearing on the concrete. US-A-843843, for example, discloses such a bar having spaced ribs and provides a corrugated profile to the smooth portions extending between the ribs, to increase the perimeter and, therefore, the connection between the ribs. adhesion.
Des dispositions analogues, comportant des nervures espacées, sont décrites par exemple, dans les brevets français n°420 102, 597 888 et1 380 233.Similar arrangements with spaced ribs are described, for example, in French Patent Nos. 420,102, 597,888 and 1,380,233.
De telles nervures espacées ne constituent, cependant, que des butées ponctuelles.Such spaced ribs are, however, only point stops.
Actuellement, les barres à haute adhérence sont donc munies, sur toute leur longueur, de verrous de blocage ménagés en oblique par rapport à la direction longitudinale de la barre, de façon à réaliser un blocage continu sur toute la longueur de celle-ci. Différents systèmes connus ont été utilisés à cet effet, les armatures pouvant, par exemple, être torsadées à froid, ou bien munies d'empreintes obliques réalisées par laminage à froid sur la face externe de la barre.Currently, the high-adhesion bars are thus provided, along their entire length, locking locks arranged obliquely to the longitudinal direction of the bar, so as to achieve a continuous blocking along the entire length thereof. Various known systems have been used for this purpose, the reinforcements may, for example, be twisted cold, or provided with oblique impressions made by cold rolling on the outer face of the bar.
Le comportement, au cours de l'augmentation de la charge, d'une telle barre à haute adhérence est illustré par la figure 3 qui est un diagramme dit de Tassios représentant l'évolution de la contrainte tangentielle d'adhérence τ en fonction du glissement local S de la barre par rapport au béton qui l'enrobe. On distingue ainsi, essentiellement, trois stades successifs.The behavior, during the increase of the load, of such a high-adhesion bar is illustrated in FIG. 3 which is a so-called Tassios diagram representing the evolution of the tangential stress of adhesion τ as a function of the slip local S of the bar relative to the concrete that enrobe. We thus distinguish, essentially, three successive stages.
Dans le premier stade OA de la figure 2, qui correspond aux chargements normaux pour lesquels la pièce a été calculée, l'armature s'allonge légèrement avec le béton qui est encore dans son domaine de comportement élastique. L'adhérence est alors dans une phase de résistance au décollement de l'armature dont la tendance à l'allongement est supérieure à celle du béton qui l'enrobe. La contrainte tangentielle d'adhérence τA au point A correspond à la contrainte limite de rupture à la traction du béton, à partir de laquelle, comme indiqué plus haut, apparaissent des microfissures transversales. De ce fait, dans le second stade AB, on peut observer un glissement faible de l'armature par rapport au béton d'enrobage, l'adhérence étant assurée par cisaillement puis frottement.In the first stage OA of Figure 2, which corresponds to the normal loadings for which the part was calculated, the frame elongates slightly with the concrete which is still in its range of elastic behavior. The adhesion is then in a phase of resistance to the detachment of the reinforcement whose tendency to elongation is greater than that of the concrete which coats it. The tangential stress of adhesion τ A at point A corresponds to the tensile tensile stress of concrete, from which, as indicated above, transverse microcracks appear. As a result, in the second stage AB, there can be a slight slippage of the reinforcement with respect to the coating concrete, the adhesion being ensured by shearing and then friction.
A partir du point B pour lequel, la liaison mécanique acier-béton atteint sa limite de résistance au cisaillement, la résistance au glissement de l'armature est assurée par la mise en butée des crans ou nervures de blocage ménagés sur la surface de la barre. Il en résulte un glissement plus important de la barre jusqu'au point C à partir duquel l'écrasement du béton entre les crans de bocage favorise le développement d'une fissuration par compression. Au- delà du point C se développe un frottement résiduel dans les parties les plus sollicitées, jusqu'à rupture complète de la liaison.From the point B for which the steel-concrete mechanical connection reaches its shear strength limit, the sliding resistance of the reinforcement is ensured by the abutment of the notches or locking ribs formed on the surface of the bar . This results in a greater slippage of the bar to the point C from which the crushing of the concrete between the notches of grove promotes the development of compression cracking. Beyond the point C a residual friction develops in the most stressed parts, until complete rupture of the connection.
Il apparaît que les barres d'armature lisses se comportent de la même façon que les barres à haute adhérence jusqu'au point B à partir duquel entre en jeu l'effet de butée des crans de blocage. A partir du point B correspondant, pour les barres lisses, à la rupture d'adhérence acier-béton, la contrainte tangentielle d'adhérence diminue rapidement et le glissement augmente, comme le montre la partie BE représentée en tirets sur la figure 3. D'une façon générale, la fissuration qui intervient lorsque la résistance du béton à la traction a été localement dépassée, se produit dans les parties les plus sollicitées de la pièce.It appears that the smooth rebar behaves in the same way as the high-adhesion bars up to the point B from which the stop action of the locking notches comes into play. From the corresponding point B, for the smooth bars, at the steel-concrete bond failure, the tangential stress of adhesion decreases rapidly and the sliding increases, as shown by the part BE shown in dashed lines in FIG. In general, the cracking that occurs when the tensile strength of the concrete has been locally exceeded, occurs in the most stressed parts of the room.
L'utilisation de barres d'armature à haute adhérence, bloquées sur toute leur longueur dans le béton, permet donc d'augmenter la résistance à la déformation et à la fissuration de la structure dont le ferraillage est déterminé pour des conditions normales d'exploitation, avec un certain coefficient de sécurité.The use of high-strength reinforcing bars, blocked throughout their length in concrete, thus makes it possible to increase the resistance to deformation and cracking of the structure whose reinforcement is determined for normal operating conditions. , with a certain safety factor.
Cependant, au cours de la durée de vie prévue pour une construction en béton armé, c'est-à-dire plusieurs dizaines d'années, les fissures peuvent s'élargir progressivement et provoquer la corrosion des armatures. De plus, il arrive qu'une augmentation localisée des contraintes appliquées entraîne une rupture des barres les plus sollicitées et, par conséquent, la ruine de l'ouvrage.However, during the expected life of a reinforced concrete construction, that is to say several tens of years, the cracks can expand gradually and cause corrosion of the reinforcements. In addition, it happens that a localized increase in the applied stresses causes a breakage of the most stressed bars and, consequently, the ruin of the structure.
Une telle augmentation des contraintes peut se produire par exemple dans les régions soumises à des secousses sismiques et l'on sait que, dans ces régions, des secousses particulièrement importantes ont pu produire l'effondrement de certaines constructions. Dans les pays soumis particulièrement à ce risque, par exemple au Japon, on utilise des techniques particulières de construction des immeubles qui permettent d'éviter ou, du moins, de diminuer considérablement ce risque. Cependant, ces techniques sont coûteuses et ne peuvent, malheureusement, pas être utilisées dans toutes les zones à risque. De ce fait, des secousses sismiques de grande amplitude entraînent souvent des dégâts extrêmement importants. D'autre part, ces techniques sont appliquées habituellement aux bâtiments mais, même au Japon, il est apparu que des ouvrages importants comme des ponts pouvaient s'effondrer.Such an increase in stress can occur for example in regions subject to seismic shaking and it is known that, in these regions, particularly large shaking could produce the collapse of some constructions. In countries particularly subject to this risk, for example in Japan, special building construction techniques are used to avoid or at least considerably reduce this risk. However, these techniques are expensive and unfortunately can not be used in all risk areas. As a result, large-scale seismic shaking often results in extremely severe damage. On the other hand, these techniques are usually applied to buildings but, even in Japan, it appeared that important structures such as bridges could collapse.
L'invention a pour objet de résoudre de tels problèmes grâce à une nouvelle technique de réalisation des pièces en béton armé.The object of the invention is to solve such problems by means of a new technique for producing reinforced concrete parts.
L'invention concerne donc, d'une façon générale, un procédé de réalisation d'une pièce en béton armé comportant, de part et d'autre d'une ligne neutre, une partie comprimée et une partie tendue soumise à des contraintes de traction et ayant tendance à s'allonger sous l'effet de la charge supportée par la pièce, et dans laquelle est noyée une cage d'armature comportant, dans la partie tendue, au moins une barre longitudinale tendue solidarisée avec le béton par une liaison d'adhérence déterminant, le long de ladite barre, une contrainte tangentielle d'adhérence variant en fonction des contraintes de traction appliquées, respectivement sur la barre et sur le béton d'enrobage, une augmentation de la contrainte de traction dans le béton au dessus d'une valeur limite entraînant l'ouverture d'au moins une fissure avec un transfert de la contrainte de traction sur la barre et un allongement correspondant de celle-ci, procédé dans lequel, au moins dans la partie la plus sollicitée de la pièce, ladite barre tendue est munie d'une pluralité de moyens d'ancrage espacés formant des butées prenant appui sur le béton d'enrobage.The invention therefore relates generally to a method for producing a reinforced concrete part comprising, on either side of a neutral line, a compressed part and a tensioned part subjected to tensile stresses. and having a tendency to elongate under the effect of the load supported by the workpiece, and in which is embedded a reinforcement cage comprising, in the stretched portion, at least one stretched longitudinal bar secured to the concrete by a connection d determining adhesion, along said bar, a tangential stress of adhesion varying according to the tensile stresses applied, respectively on the bar and on the concrete of coating, an increase of the tensile stress in the concrete above a limit value resulting in the opening of at least one crack with a transfer of the tensile stress on the bar and a corresponding elongation thereof, in which process, at least in the portion When subjected to the workpiece, said tensioned bar is provided with a plurality of spaced anchoring means forming abutments bearing on the coating concrete.
Conformément à l'invention, les moyens d'ancrage de la barre sont répartis en une série discontinue de zones de blocage espacées comprenant chacune une pluralité de moyens d'ancrages (23) et séparées les unes des autres par des zones de glissement dépourvues de moyens d'ancrage, dans chacune desquelles une augmentation locale du différentiel de traction entre la barre et le béton au dessus d'une valeur limite, entraîne un décrochage de la barre par rapport au béton qui l'enrobe, sur au moins une partie de la longueur de ladite zone de glissement comprise entre deux zones de blocage, ladite partie décrochée pouvant s'allonger sans désordre dans le béton d'enrobage sous l'effet des contraintes de traction appliquées sur la barre tendue.In accordance with the invention, the means for anchoring the bar are distributed in a discontinuous series of spaced locking zones each comprising a plurality of means anchors (23) and separated from each other by sliding zones without anchoring means, in each of which a local increase in the traction differential between the bar and the concrete above a limit value, causes a detachment of the bar relative to the concrete which coats it, over at least a part of the length of said sliding zone between two blocking zones, said unhooked part being able to elongate without any disorder in the coating concrete under the effect of the tensile stresses applied to the tensioned bar.
D'autre part, du fait que la pièce comporte, dans le béton, des zones de faiblesse réparties de façon aléatoire, au niveau desquelles une augmentation des contraintes de traction appliquées au-dessus de la résistance à la traction du béton entraîne, dans la partie la plus sollicitée de la pièce, l'apparition d'au moins une fissure localisée au moins au droit de l'une desdites zones de faiblesse, l'ouverture de ladite fissure déterminant, à ce niveau, l'annulation de la contrainte de traction dans le béton et une augmentation locale corrélative de l'effort de traction appliqué sur la barre d'armature, avec une augmentation correspondante de la tendance à l'allongement de celle-ci sous l'effet des contraintes appliquées.On the other hand, because the part has, in the concrete, randomly distributed zones of weakness, at which an increase in the tensile stresses applied above the tensile strength of the concrete causes, in the most stressed part of the part, the appearance of at least one crack localized at least in line with one of said weak areas, the opening of said crack determining, at this level, the cancellation of the stress of traction in the concrete and a local correlative increase of the tensile force applied to the reinforcing bar, with a corresponding increase in the tendency to elongation thereof under the effect of the constraints applied.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'augmentation locale de l'effort de traction sur la barre, au niveau d'une fissure, détermine un décrochage de la barre par rapport au béton d'enrobage, au moins dans la zone de glissement la plus proche de ladite fissure et sur une longueur telle que l'effort de décrochage de la barre par rapport au béton compense au moins en partie le différentiel de traction entre les deux matériaux lorsque ce différentiel entraîne un dépassement de la contrainte d'adhérence sur la longueur considérée.According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the local increase of the tractive force on the bar, at a crack, determines a stall of the bar relative to the concrete, at least in the zone of sliding closest to said crack and over a length such that the stall force of the bar relative to the concrete at least partially offsets the traction differential between the two materials when this differential causes the stress to be exceeded. adhesion on the length considered.
En outre, le surcroit de traction restant appliqué sur la barre peut être absorbé, au moins en partie, par la zone de blocage voisine s'étendant au delà de la première zone de glissement, du côté opposé à la fissure.In addition, the excess traction remaining applied to the bar can be absorbed, at least in part, by the neighboring blocking zone extending beyond the first sliding zone, the opposite side to the crack.
De ce fait, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, à partir de l'apparition d'une première fissure dans une première zone de faiblesse, la barre d'armature se décroche du béton d'enrobage dans au moins une première zone de glissement, la plus proche de ladite fissure et une augmentation des contraintes de traction appliquées détermine successivement l'ouverture d'au moins une fissure secondaire dans une autre zone de faiblesse du béton de la pièce et le décrochage de la barre dans au moins une autre zone de glissement, la plus proche de ladite fissure secondaire, et ainsi de suite au fur et à mesure d'une augmentation des contraintes de traction appliquées, la somme des épaisseurs de la première fissure et des fissures secondaires ouvertes à un instant déterminé, étant fonction de l'augmentation de l'allongement de la barre résultant de l'augmentation des contraintes appliquées à cet instant et cette augmentation de l'allongement se répartissant sur l'ensemble des zones de glissement décrochées, au fur et à mesure de l'apparition des fissures secondaires. Cependant, comme indiqué plus haut, les fissures peuvent se produire dans des zones de faiblesse du béton qui sont réparties de façon aléatoire.Therefore, according to another particularly advantageous feature of the invention, from the appearance of a first crack in a first zone of weakness, the reinforcing bar is detached from the concrete coating in at least a first slip zone, the closest to said crack and an increase in applied tensile stresses successively determines the opening of at least one secondary crack in another weakness zone of the concrete part and the stall of the bar in at least another sliding zone, the closest to said secondary crack, and so on as and when an increase in tensile stresses applied, the sum of the thicknesses of the first crack and secondary cracks open at a given instant , being a function of the increase in the elongation of the bar resulting from the increase in the stresses applied at this instant and this increase in the elongation spread over all of the slip zones, as the secondary cracks appear. However, as noted above, cracks can occur in areas of weak concrete that are randomly distributed.
Dans le cas où une première fissure se forme au niveau d'une première zone de glissement, l'augmentation locale de la contrainte de traction appliquée sur la barre tendue résultant de l'ouverture de la fissure provoque un décrochage de la barre de part et d'autre de ladite fissure sur une longueur totale pour laquelle le travail de décrochage de la barre par rapport au béton compense au moins une partie du différentiel de traction entre les deux matériaux.In the case where a first crack is formed at a first sliding zone, the local increase of the tensile stress applied to the tensioned bar resulting from the opening of the crack causes a stall of the bar of share and else of said crack over a total length for which the stall work of the bar relative to the concrete compensates for at least a portion of the traction differential between the two materials.
En revanche, dans le cas où une première fissure se forme au niveau d'une première zone de blocage, en provoquant une augmentation locale de la traction appliquée sur la barre tendue, au moins une première partie de cette augmentation de traction est absorbée par les deux parties de la première zone de blocage s'étendant de part et d'autre de la fissure et la partie restante de l'augmentation de traction sur la barre est compensée par l'effort de décrochage de la barre tendue par rapport au béton sur au moins une partie de la zone de glissement la plus proche.On the other hand, in the case where a first crack is formed at a first blocking zone, causing a local increase in traction applied to the tensioned bar, at least a first part of this increase in traction is absorbed by the two parts of the first blocking zone extending on either side of the crack and the remaining part of the increase of traction on the bar is compensated by the stall force of the tension bar relative to the concrete on at least part of the nearest sliding area.
De ce fait, le nombre et la répartition des zones de blocage et les longueurs correspondantes des zones de glissement peuvent être déterminées en fonction de la répartition et des valeurs prévisibles des contraintes de traction le long de chaque barre tendue, compte tenu des charges appliquées, de façon que l'épaisseur de chaque fissure ne dépasse pas une limite donnée.As a result, the number and distribution of the locking zones and the corresponding lengths of the sliding zones can be determined according to the distribution and the foreseeable values of the tensile stresses along each tensioned bar, taking into account the loads applied. so that the thickness of each crack does not exceed a given limit.
Avantageusement, les longueurs relatives des zones de blocage et des zones de glissement réparties le long de chaque barre tendue sont déterminées en tenant compte de leur position, de façon à donner à la pièce la raideur nécessaire pour rester dans une plage de valeurs admises pour la flèche de la pièce sous une charge donnée. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, chaque zone de blocage s'étend sur une longueur au moins égale à une longueur dite de scellement de la barre d'armature déterminant une contrainte d'adhérence au moins égale à la contrainte maximale de traction admissible par ladite barre, et ne dépassant pas le double de cette longueur de scellement . L'invention couvre également les pièces ainsi réalisées et les barres d'armatures utilisées pour la mise en œuvre du procédé et comportant une série discontinue de zones de blocage séparées les unes des autres par des zones de glissement.Advantageously, the relative lengths of the locking zones and sliding zones distributed along each tensioned bar are determined taking into account their position, so as to give the part the stiffness necessary to remain within a range of values allowed for the arrow of the room under a given load. According to another particularly advantageous characteristic of the invention, each locking zone extends over a length at least equal to a so-called sealing length of the reinforcing bar determining an adhesion stress at least equal to the maximum stress of allowable traction by said bar, and not more than twice that length of seal. The invention also covers the parts thus produced and the reinforcing bars used for the implementation of the method and comprising a discontinuous series of locking zones separated from each other by sliding zones.
Normalement, chaque zone de glissement d'une barre longitudinale tendue présente une surface externe lisse dans le sens longitudinal. Cependant, chaque barre longitudinale tendue présentant, en section transversale, l'aire nécessaire à la résistance à la traction souhaitée, le profil de ladite barre, dans chaque zone de glissement peut avantageusement être adapté de façon à lui donner le périmètre nécessaire pour que la surface de contact entre la barre et le béton fournisse une liaison par frottement permettant d'atteindre la valeur limite souhaitée de la contrainte tangentielle d'adhérence dans ladite zone de glissement.Normally, each sliding zone of a stretched longitudinal bar has a smooth outer surface in the longitudinal direction. However, each stretched longitudinal bar having, in cross section, the area necessary for the desired tensile strength, the profile of said bar in each sliding zone can advantageously be adapted to give it the perimeter necessary for the contact area between the bar and the concrete provides a frictional connection to achieve the desired limit value of the tangential stress of adhesion in said sliding zone.
En particulier, chaque barre longitudinale tendue peut présenter, en section transversale un profil aplati avec une largeur supérieure à l'épaisseur, de façon à augmenter le périmètre par rapport à celui d'une barre circulaire ayant la même aire transversale.In particular, each stretched longitudinal bar may have, in cross section a flattened profile with a width greater than the thickness, so as to increase the perimeter relative to that of a circular bar having the same transverse area.
De façon particulièrement avantageuse, chaque barre longitudinale tendue présente, en section transversale, un profil ondulé avec des parties longitudinales, en creux et en saillie, s'étendant parallèlement à l'axe de la barre, sur toute la longueur de chaque zone de glissement. Dans un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque zone de glissement comporte une couche de particules fixées de façon détachable sur la surface externe de la barre et s'étendant en saillie dans le béton d'enrobage de façon à augmenter la liaison d'adhérence avec le béton et la valeur limite de la contrainte d'adhérence à partir de laquelle une augmentation des contraintes de traction entraîne le décrochage de la barre. En effet, ces particules se détachent progressivement les unes après les autres, de la barre en restant incluses dans le béton, au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction, ce qui permet de maintenir la contrainte d'adhérence à sa valeur limite sur une plage d'augmentation desdites contraintes de traction.Particularly advantageously, each stretched longitudinal bar has, in cross-section, a corrugated profile with longitudinal, recessed and projecting portions, extending parallel to the axis of the bar, along the entire length of each sliding zone. . In another particularly advantageous embodiment, each sliding zone comprises a layer of particles releasably attached to the outer surface of the bar and protruding into the coating concrete so as to increase the bonding adhesion. with concrete and the limit value of the stress of adhesion from which an increase in tensile stresses causes the stall of the bar. Indeed, these particles are gradually detached one after the other, the bar remaining embedded in the concrete, as and when increasing tensile stresses, which allows to maintain the stress of adhesion to its limit value over a range of increase of said tensile stresses.
Ces particules peuvent être constituées de grains de sable ou de gravier fixés par collage sur la surface externe de la barre ou bien saupoudrées et appliquées sous pression sur celle-ci, à haute température, en sortie du laminoir.These particles may consist of grains of sand or gravel bonded to the outer surface of the bar or sprinkled and applied under pressure thereon at high temperature at the outlet of the rolling mill.
Ces particules, peuvent aussi être constituées de billes métalliques ou de limaille fixées sur la surface externe de la barre par électrosoudage au contact.These particles may also consist of metal balls or filings fixed on the outer surface of the bar by electrofusion in contact.
De préférence, les particules ainsi fixées sur la surface externe de chaque zone de glissement de la barre, ont des dimensions variées de façon à se détacher progressivement selon la taille de la partie fixée, au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction appliquées.Preferably, the particles thus fixed on the outer surface of each sliding zone of the bar, have various dimensions so as to become progressively detached according to the size of the fixed part, as and when the stresses of applied traction.
D'autres caractéristiques particulièrement avantageuses de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante, de certains modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemples et illustrés par les dessins annexés.Other particularly advantageous features of the invention will become apparent from the following description of certain particular embodiments given by way of example and illustrated by the accompanying drawings.
La figure 1 est un schéma en perspective d'une pièce en béton armé telle qu'une poutrelle.Figure 1 is a perspective diagram of a reinforced concrete part such as a beam.
La figure 2 est un diagramme moment-déformation illustrant la loi de comportement d'une pièce soumise à des efforts de flexion. La figure 3 est un diagramme contrainte-allongement indiquant, suivant le type d'armature, l'évolution de la contrainte tangentielle d'adhérence en fonction de l'allongement de l'armature.FIG. 2 is a moment-strain diagram illustrating the constitutive law of a part subjected to bending stresses. FIG. 3 is a stress-strain diagram indicating, according to the type of reinforcement, the evolution of the tangential stress of adhesion as a function of the elongation of the reinforcement.
La figure 4 est un schéma d'une machine d'essais de flexion sur une poutrelle. La figure 4a est un diagramme montrant, pour une telle poutrelle, les variations des tractions appliquées, respectivement, sur une barre tendue et sur le béton d'enrobage.Figure 4 is a diagram of a bending machine on a beam. Figure 4a is a diagram showing, for such a beam, the variations of the applied tractions, respectively, on a tension bar and on the concrete coating.
La figure 5 est une vue de détail schématique, au niveau d'une fissure et en coupe longitudinale, d'une poutre armée de barres à haute adhérence de type classique. La figure 5a est un diagramme indiquant, dans le cas de la figure 5, l'évolution, au niveau d'une fissure, des tractions appliquées sur une barre tendue et sur le béton.Figure 5 is a schematic detail view, at a crack and in longitudinal section, of a beam armed with conventional high-adhesion bars. FIG. 5a is a diagram indicating, in the case of FIG. 5, the evolution, at the level of a crack, of the tractions applied on a tensioned bar and on the concrete.
La figure 6 est une vue de détail en coupe longitudinale, d'une pièce armée de barres d'armature selon l'invention, dans le cas de la formation d'une fissure au droit d'une zone de glissement. La figure 6a est un diagramme montrant, dans le cas de la figure 6, les variations des tractions appliquées sur une barre tendue et sur le béton.Figure 6 is a detail view in longitudinal section, of an armed part of rebar according to the invention, in the case of the formation of a crack in the right of a sliding zone. FIG. 6a is a diagram showing, in the case of FIG. 6, the variations of the tractions applied on a tensioned bar and on the concrete.
La figure 7 montre deux vues en coupe transversale d'une poutrelle d'essai, à gauche dans le plan médian vertical et à droite au niveau d'une zone de blocage.Figure 7 shows two cross-sectional views of a test beam, left in the vertical midplane and right at a blocking area.
La figure 8 illustre le processus de formation des fissures sur plusieurs poutrelles soumises à une première série d'essais de flexion.Figure 8 illustrates the process of crack formation on several beams subjected to a first series of bending tests.
La figure 9 est un diagramme montrant, pour les différentes poutrelles, les flèches obtenues lors de cette première série d'essais, au cours de l'augmentation progressive de la charge appliquée.FIG. 9 is a diagram showing, for the various beams, the arrows obtained during this first series of tests, during the progressive increase of the applied load.
La figure 10 est un diagramme indiquant, pour les différentes poutrelles, le nombre de fissures ouvertes en fonction de la flèche.Figure 10 is a diagram indicating, for the various beams, the number of open cracks according to the arrow.
La figure 1 1 est un diagramme indiquant, pour les différentes poutrelles, l'ouverture cumulée des fissures en fonction de la flèche.FIG. 11 is a diagram indicating, for the various beams, the cumulative opening of the cracks as a function of the arrow.
La figure 12 est une vue de détail, en coupe longitudinale, d'une pièce armée de barres d'armature selon l'invention, dans le cas de la formation d'une fissure au niveau d'une zone de blocage.Figure 12 is a detail view, in longitudinal section, of an armed part of reinforcing bars according to the invention, in the case of the formation of a crack at a blocking zone.
La figure 12a est un diagramme montrant, dans le cas de la figure 12, les variations des tractions appliquées sur une barre tendue et sur le béton.FIG. 12a is a diagram showing, in the case of FIG. 12, the variations of the pulls applied on a tensioned bar and on the concrete.
La figure 13 est une vue schématique d'un dispositif d'essai d'arrachement sur une barre métallique noyée dans une éprouvette de béton. La figure 14 montre, schématiquement, en coupe longitudinale et en coupe transversale, un second type de poutrelle d'essai munie de barres d'armatures conformes à l'invention.Figure 13 is a schematic view of a tear test device on a metal bar embedded in a concrete specimen. Figure 14 shows schematically, in longitudinal section and in cross section, a second type of test beam provided with reinforcing bars according to the invention.
La figure 15 est un tableau indiquant les résultats d'une seconde série d'essais de flexion réalisés sur des poutrelles du type de la figure 14.FIG. 15 is a table showing the results of a second series of bending tests carried out on beams of the type of FIG. 14.
La figure 16 est un tableau indiquant, pour une poutrelle d'essai, l'ordre d'apparition des fissures, leur localisation et leurs épaisseurs en fonction de la charge appliquée.FIG. 16 is a table indicating, for a test beam, the order of appearance of the cracks, their location and their thicknesses as a function of the load applied.
La figure 17 montre, en coupe transversale, une barre ronde et une barre plate, munies d'empreintes directionnelles. La figure 1 représente schématiquement, en perspective, la disposition classique d'une pièce 1 en béton moulé 15, à l'intérieur de laquelle est noyée une cage d'armature 2. Dans l'exemple représenté, la pièce 1 est une poutre à section droite rectangulaire, s'étendant entre deux appuis écartés d'une distance L et ayant deux faces de parement, respectivement inférieure 11 et supérieure 1 1 ', et deux faces latérales verticales, respectivement 12, 12'.Figure 17 shows, in cross section, a round bar and a flat bar, provided with directional imprints. FIG. 1 shows schematically, in perspective, the conventional arrangement of a molded concrete part 1, inside which a reinforcement cage 2 is embedded. In the example represented, the part 1 is a beam with rectangular cross section, extending between two supports spaced apart by a distance L and having two facing faces, respectively lower 11 and upper 1 1 ', and two vertical side faces, respectively 12, 12'.
Comme on le sait, lorsqu'une telle poutre est soumise à un effort de flexion sous l'effet d'une charge verticale, sa partie inférieure T placée au-dessous d'une ligne neutre 10, est soumise à des contraintes de traction, et sa partie supérieure C est comprimée. Pour résister aux sollicitations, la cage d'armature 2 comporte deux nappes de barres longitudinales, respectivement une nappe inférieure de barres 21 dites de flexion, et une nappe supérieure de barres 22 dites de montage, respectivement parallèles aux deux faces de parement 11 , 11 ' de la poutre 1 et s'étendant à une distance minimale d'enrobage de celles-ci. Pour résister aux sollicitations d'efforts tranchants, les deux nappes de barres longitudinales sont reliées par des armatures transversales formant des étriers rectangulaires 20 écartés les uns des autres et répartis sur la longueur de la poutre.As is known, when such a beam is subjected to a bending force under the effect of a vertical load, its lower part T placed below a neutral line 10, is subjected to tensile stresses, and its upper part C is compressed. To withstand the stresses, the reinforcement cage 2 comprises two layers of longitudinal bars, respectively a lower sheet of bars 21 called bending, and an upper layer of bars 22 said mounting respectively parallel to the two faces of facing 11, 11 of the beam 1 and extending at a minimum distance of coating thereof. To withstand the stresses of shear forces, the two layers of longitudinal bars are connected by transverse reinforcements forming rectangular stirrups spaced apart from each other and distributed over the length of the beam.
Toutes ces dispositions sont bien connues, la figure 1 étant un simple exemple. En particulier, le nombre de barres d'armature, leurs aires en section transversale et leur disposition dépendent de la forme de la pièce et des charges appliquées.All these arrangements are well known, Figure 1 being a simple example. In particular, the number of rebars, their cross-sectional areas and their arrangement depend on the shape of the part and the loads applied.
La figure 2 est un diagramme classique moment-déformation, illustrant le comportement de la pièce 1 lorsque celle-ci est soumise à un moment de flexion progressivement croissant, indiqué en ordonnées et provoquant une flèche, indiquée en abscisses, qui augmente avec la charge appliquée, en provoquant un allongement correspondant de la partie tendue T et de la face de parement inférieure 1 1.FIG. 2 is a classical moment-strain diagram, illustrating the behavior of the part 1 when it is subjected to a progressively increasing bending moment, indicated on the ordinate and causing an arrow, indicated on the abscissa, which increases with the applied load , causing a corresponding elongation of the stretched portion T and the lower facing face 1 1.
Dans la première partie OA du diagramme qui correspond à un comportement élastique linéaire de la pièce, les barres tendues 21 et le béton qui les enrobe sont solidarisés par adhérence et s'allongent simultanément jusqu'à une courbure C1 , correspondant au point A, à partir de laquelle les contraintes de traction engendrées par la courbure de la pièce atteignent la contrainte limite de rupture à la traction du béton. Celui-ci se décharge alors sur les barres tendues 21 qui reprennent seules les contraintes de traction. Il en résulte une augmentation quasi-instantanée de la courbure de C1 à C2, correspondant au palier AB, avec un allongement des barres inférieures tendues 21 et un début de fissuration.In the first part OA of the diagram, which corresponds to a linear elastic behavior of the part, the tensioned bars 21 and the concrete which coats them are joined by adhesion and simultaneously elongate up to a curvature C1, corresponding to the point A, to from which the tensile stresses generated by the curvature of the part reach the tensile stress limit of the concrete. It then discharges on the tensioned bars 21 which only take up the tensile stresses. This results in an almost instantaneous increase in the curvature of C1 to C2, corresponding to the AB bearing, with an extension of the tensioned lower bars 21 and a beginning of cracking.
Lorsque la charge et, par conséquent, le moment de flexion augmentent, d'autres fissures apparaissent et s'ouvrent progressivement. La pièce suit alors une loi moment- déformation correspondant au tronçon BC dont la pente dépend du mécanisme de l'adhérence qui impose un glissement relatif des barres tendues par rapport au béton avec, corrélativement, une variation de la position de l'axe neutre. La pente de la droite OA correspond à la raideur flexionnelle Ecl de la pièce, E0 étant le module d'élasticité du béton non-fissuré et I son inertie. De même, la pente de la droite OB correspond à la raideur Eclf, lf étant l'inertie de la pièce après la première fissuration.As the load and, consequently, the bending moment increase, other cracks appear and open gradually. The piece then follows a moment-deformation law corresponding to the section BC whose slope depends on the mechanism of the adhesion which imposes a relative sliding of the tensioned bars with respect to the concrete with, correlatively, a variation of the position of the neutral axis. The slope of the line OA corresponds to the flexional stiffness E c l of the part, E 0 being the modulus of elasticity of the non-cracked concrete and I its inertia. Similarly, the slope of the line OB corresponds to the stiffness E c l f , where f is the inertia of the part after the first cracking.
L'acier atteint sa limite d'élasticité au point C de la courbe. Il en résulte une plastification progressive des deux matériaux et, par conséquent, une faible évolution des moments de flexion et une raideur faible de la pièce qui se traduit par une plus faible pente du tronçon CD. Le moment de flexion maximal M3 qui correspond à la saturation des capacités du plus faible des deux matériaux, est atteint au point D à partir duquel la pièce a une raideur nulle, la déformation pouvant se poursuivre avec une élongation de la partie tendue jusqu'à la rupture des barres d'armature 21 qui résistent seules aux contraintes de traction.Steel reaches its elastic limit at point C of the curve. This results in a progressive plasticization of the two materials and, consequently, a slight change in the bending moments and a low stiffness of the part which results in a lower slope of the section CD. The maximum bending moment M3, which corresponds to the saturation of the capacities of the weaker of the two materials, is reached at the point D from which the part has a stiffness of zero, the deformation being able to continue with an elongation of the stretched part until the breaking of the reinforcing bars 21 which alone resist the tensile stresses.
Comme indiqué plus haut, ce comportement de la pièce sous l'effet d'un moment de flexion croissant se traduit par une évolution correspondante des contraintes tangentielles d'adhérence le long des barres tendues 21 , de la façon illustrée par le diagramme de la figure 3. On voit, en particulier, qu'à partir d'une contrainte tangentielle τA correspondant à la limite de rupture à la traction du béton, il se produit un glissement faible de l'armature avec formation de microfissures, la contrainte tangentielle d'adhérence augmentant progressivement jusqu'à une valeur τB qui correspond à la rupture d'adhérence acier-béton et à partir de laquelle les crans ou nervures de blocage des barres à haute adhérence entrent en jeu en venant en butée sur le béton d'enrobage. Il se produit alors un élargissement des premières fissures et une fissuration transversale du béton qui se développe au niveau des nervures de l'armature jusqu'à ce que la contrainte d'adhérence atteigne une valeur ultime τu correspondant à la rupture de la liaison acier-béton.As indicated above, this behavior of the part under the effect of a growing bending moment results in a corresponding evolution of the tangential stresses of adhesion along the tensioned bars 21, as illustrated by the diagram of FIG. 3. It can be seen, in particular, that from a tangential stress τ A corresponding to the tensile rupture limit of the concrete, there is a slight slip of the reinforcement with formation of microcracks, the tangential stress of adhesion progressively increasing to a value τ B which corresponds to the steel-concrete adhesion failure and from which the notches or blocking ribs of the high-adhesion bars come into play while coming into abutment on the concrete of coating. There is then a widening of the first cracks and a transverse cracking of the concrete which develops at the ribs of the reinforcement until the adhesion stress reaches an ultimate value τ u corresponding to the rupture of the steel connection. -concrete.
Cependant, si cette contrainte ultime d'adhérence est supérieure à la contrainte de traction maximale admissible par l'acier, c'est la barre d'armature qui cède, provoquant ainsi, la ruine de la construction.However, if this ultimate adhesion stress is greater than the maximum tensile stress allowed by the steel, it is the rebar that yields, causing the ruin of the construction.
L'inventeur en a déduit que le phénomène de rupture des armatures qui se produit parfois en cas d'augmentation excessive des sollicitations, par exemple en raison de secousses sismiques, pouvait être lié au mode de fonctionnement des barres d'armature à haute adhérence que l'on utilise habituellement pour augmenter la contrainte tangentielle d'adhérence.The inventor has deduced from this that the phenomenon of armature failure, which sometimes occurs in the event of an excessive increase in stresses, for example due to seismic shocks, could be related to the mode of operation of the high-strength reinforcing bars that it is usually used to increase the tangential stress of adhesion.
Pour résoudre ce problème, l'inventeur a donc analysé le comportement, en cas de flexion sous l'effet d'une charge, de la partie tendue d'une pièce en béton armé telle qu'une poutre ou une dalle reposant sur deux appuis, dans laquelle est noyée une cage d'armature comportant une nappe inférieure de barres à haute adhérence qui sont munies, sur toute leur longueur, de verrous transversaux orientés en oblique par rapport à l'axe longitudinal de la barre, afin d'assurer une solidarisation continue avec le béton d'enrobage. Comme indiqué plus haut, en se référant à la figure 2, lorsque le moment de flexion appliqué sur la pièce détermine une courbure C1 pour laquelle les contraintes de traction résultant de l'allongement de la partie tendue correspondent à la résistance maximale à la traction du béton, une ou plusieurs fissures commencent à s'ouvrir. Lorsque la charge est localisée, une première fissure apparaît, normalement, au niveau de son point d'application. En revanche, lorsque la charge est appliquée en deux point écartés, les contraintes de traction sont sensiblement les mêmes entre les deux points d'application de la charge et provoquent, dans cette partie de la pièce, l'apparition d'un certain nombre de fissures. Ces fissures sont localisées de façon relativement aléatoire car, lors de la coulée, la constitution du béton, en particulier la répartition, la granulométrie et le degré de propreté des granulats, ainsi que la qualité du ciment, peuvent légèrement varier, de telle sorte que la pièce peut comporter certaines zones de faiblesse structurelle inhérentes à la qualité du béton, par exemple des bulles d'air ou des granulats plus fragiles ou moins propres, qui favorisent l'apparition de microfissures ayant tendance à s'élargir lorsque la charge appliquée et, par conséquent, la courbure de la pièce augmente.To solve this problem, the inventor has therefore analyzed the behavior, in the case of bending under the effect of a load, of the stretched part of a reinforced concrete part such as a beam or a slab resting on two supports. , in which is embedded a reinforcement cage having a lower layer of high-adhesion bars which are provided, along their length, transverse locks oriented obliquely to the longitudinal axis of the bar, to ensure a solidarization continues with the concrete of coating. As indicated above, with reference to FIG. 2, when the bending moment applied to the part determines a curvature C1 for which the tensile stresses resulting from the elongation of the tensioned part correspond to the maximum tensile strength of the concrete, one or more cracks begin to open. When the load is located, a first crack appears, normally, at its point of application. On the other hand, when the load is applied in two separated points, the tensile stresses are substantially the same between the two points of application of the load and cause, in this part of the room, the appearance of a certain number of cracks. These cracks are relatively randomly located because, during the casting, the constitution of the concrete, in particular the distribution, the granulometry and the degree of cleanliness of the aggregates, as well as the quality of the cement, can vary slightly, so that the room may have certain zones of structural weakness inherent to the quality of the concrete, for example air bubbles or more fragile or less clean aggregates, which favor the appearance of microcracks tending to widen when the load applied and as a result, the curvature of the workpiece increases.
C'est le cas, en particulier, lorsqu'une surcharge excessive est appliquée sur un ouvrage en béton, par exemple au passage sur un pont d'un camion dépassant la limite de charge par essieu, en cas de choc accidentel d'un véhicule sur une pile de pont, ou encore lors d'une secousse sismique.This is the case, in particular, when an excessive overload is applied to a concrete structure, for example the crossing of a truck exceeding the axle load limit, in the event of an accidental collision of a vehicle. on a bridge stack, or during an earthquake.
Comme indiqué plus haut, il en résulte parfois la rupture de certaines barres d'armature et la ruine de l'ouvrage.As indicated above, this sometimes results in the breaking of some reinforcing bars and the ruin of the structure.
L'inventeur s'est attaché à résoudre de tels problèmes et a étudié spécialement les conditions dans lesquelles l'armature et le béton travaillent ensemble pour résister aux contraintes appliquées.The inventor has sought to solve such problems and has specifically studied the conditions under which reinforcement and concrete work together to resist the stresses applied.
Dans ce but, il a procédé à des essais de flexion sur des poutrelles armées de différentes façons, en observant notamment la localisation des fissures, leur ordre d'apparition et en mesurant leurs épaisseurs, selon la charge appliquée.For this purpose, he has carried out bending tests on armed beams in various ways, notably by observing the location of the cracks, their order of appearance and by measuring their thickness, according to the load applied.
La figure 4 montre, par exemple, une machine d'essai de flexion 4 en forme de cadre, comportant une traverse 41 fixée, à ses extrémités, sur deux colonnes 42 entre lesquelles est placée une poutrelle d'essai 5 reposant sur deux appuis écartés 43 par l'intermédiaire de rotules 44, 44'.FIG. 4 shows, for example, a frame-shaped bending test machine 4 having a cross member 41 fixed at its ends to two columns 42 between which is placed a test beam 5 resting on two spaced apart supports. 43 via ball joints 44, 44 '.
La poutrelle 5 est soumise, dans sa partie centrale, à une charge progressivement croissante au moyen d'un vérin 45 prenant appui, dans un sens au centre de la traverse 41 et, dans l'autre sens, sur la poutrelle 5, par l'intermédiaire d'un palonnier reposant sur deux appuis à rotules 46, 46' écartés, par exemple, d'une distance de 1 m.The beam 5 is subjected, in its central part, to a progressively increasing load by means of a jack 45 bearing in one direction in the center of the cross member 41 and, in the other direction, on the beam 5, by the intermediate of a spreader resting on two ball bearings 46, 46 'apart, for example, a distance of 1 m.
Au moyen du vérin 45, on peut ainsi soumettre la poutrelle 5 à un moment de flexion progressivement croissant. Comme indiqué plus haut, sous l'effet de la charge appliquée, la partie tendue T de la pièce a tendance à s'allonger et, dans la partie OA du diagramme de la figure 2, les barres tendues et le béton s'allongent de la même façon. Cependant, les contraintes de traction qui en résultent s'appliquent différemment sur les barres tendues et sur le béton qui sont soumis, respectivement à des tractions T1 et T2 dans un rapport d'environ 1 à 15.By means of the jack 45, it is thus possible to subject the beam 5 to a gradually increasing bending moment. As indicated above, under the effect of the applied load, the stretched portion T of the workpiece tends to lengthen, and in the OA portion of the diagram of Figure 2, the tension bars and the concrete lengthen. the same way. However, the resulting tensile stresses apply differently on tension bars and on concrete which are subjected to T1 and T2 pull-ups in a ratio of approximately 1 to 15, respectively.
On peut admettre que les contraintes de traction restent constantes dans la partie la plus sollicitée, entre les deux points 46, 46' d'application de la charge.It can be assumed that the tensile stresses remain constant in the most stressed part, between the two points 46, 46 'of application of the load.
Sur le diagramme de la figure 4a, qui montre l'évolution des contraintes de traction appliquées respectivement sur le béton et sur les barres d'armatures, les deux courbes T1 , T2 présentent donc chacune un palier entre les points d'application 46, 46'.In the diagram of FIG. 4a, which shows the evolution of the tensile stresses applied respectively to the concrete and to the reinforcing bars, the two curves T1, T2 thus each have a step between the application points 46, 46 .
La figure 5 est une vue de détail schématique montrant, en coupe longitudinale, le comportement, dans sa partie la plus sollicitée, d'une poutre en béton armé 1 comportant, dans sa partie tendue, une nappe de barres d'armature 21 à haute adhérence munies, par conséquent, de nervures 23 sur toute leur longueur et dans laquelle s'ouvre une fissure 3. La figure 5a est un diagramme indiquant en ordonnées les contraintes de traction appliquées, respectivement, sur une barre tendue 21 et sur le béton d'enrobage.FIG. 5 is a schematic detail view showing, in longitudinal section, the behavior, in its most stressed part, of a reinforced concrete beam 1 comprising, in its stretched part, a sheet of reinforcing bars 21 at high adhesion provided, therefore, ribs 23 along their entire length and in which a crack 3 opens. FIG. 5a is a diagram indicating on the ordinate the tensile stresses applied, respectively, on a tensioned bar 21 and on the concrete of FIG. 'coating.
Comme le montre ce diagramme, lors de l'ouverture d'une fissure 3, la contrainte de traction T1 appliquée sur le béton s'annule au niveau de la fissure et la contrainte de traction T2 sur l'acier augmente corrélativement. Il en résulte une augmentation de l'allongement de la barre 21.As shown in this diagram, during the opening of a crack 3, the tensile stress T1 applied to the concrete vanishes at the crack and the tensile stress T2 on the steel increases correlatively. This results in an increase in the elongation of the bar 21.
Cependant, on sait que, dans le cas d'une barre à haute adhérence, la résistance à l'arrachement de cette barre est supérieure à sa résistance à la traction si la longueur scellée dépasse une certaine longueur dite « longueur de scellement », à partir de laquelle la barre est totalement bloquée dans le béton. Dans le cas d'une pièce en béton armé, la longueur d'une barre d'armature longitudinale dépasse largement cette longueur de scellement. De ce fait, lorsqu'une amorce de fissure 3 se crée dans le béton, les deux parties 21a, 21 'a de la barre s'étendant dans le béton, de part et d'autre de la fissure 3, sont totalement bloquées par les nervures 23 et c'est donc seulement la longueur d'acier 24 correspondant à l'épaisseur e de la fissure, qui est soumise à l'allongement. En cas d'augmentation des sollicitations, la largeur de la fissure 3 peut s'agrandir, par exemple de 1/10eme à 2/10eme, puis 3/10eme de millimètres, ce qui signifie que la longueur d'acier libre 24 dans la fissure va être amenée à doubler puis tripler, les parties scellées 21a, 21 'a restant bloquées dans le béton. Comme aucun acier ne peut supporter un tel allongement, une augmentation excessive des sollicitations provoquant un élargissement de la fissure et, par conséquent, une élongation trop importante de cette petite longueur de la barre va entraîner, par striction, la rupture brutale de celle-ci avec un risque d'effondrement de la structure.However, it is known that, in the case of a high-adhesion bar, the pull-out strength of this bar is greater than its tensile strength if the sealed length exceeds a certain length called "sealing length", at from which the bar is totally blocked in the concrete. In the case of a reinforced concrete part, the length of a longitudinal reinforcing bar greatly exceeds this length of sealing. Therefore, when a crack initiation 3 is created in the concrete, the two portions 21a, 21 'of the bar extending into the concrete, on either side of the crack 3, are completely blocked by the ribs 23 and it is therefore only the length of steel 24 corresponding to the thickness e of the crack, which is subjected to elongation. In case of increase in the stress, the crack width 3 can be enlarged, e.g., 1/10 th to 2/10 th and 3/10 th of a millimeter, which means that the free steel length 24 in the crack will be brought to double and then triple, the sealed portions 21a, 21 'remaining locked in the concrete. As no steel can withstand such an elongation, an excessive increase in the stresses causing a widening of the crack and, consequently, an excessive elongation of this short length of the bar will cause, by necking, the sudden rupture thereof with a risk of collapse of the structure.
L'inventeur s'est donc avisé qu'il serait intéressant de permettre un décrochage du béton au voisinage de la fissure, de telle sorte que la barre puisse s'allonger de la longueur nécessaire sous l'effet des tractions appliquées, sans causer de désordre dans le béton d'enrobage ni striction de l'acier.The inventor therefore thought that it would be interesting to allow the concrete to drop in the vicinity of the crack, so that the bar could lengthen the length necessary under the effect of applied tractions, without causing disorder in the concrete coating or necking of the steel.
Pour cela, il a eu l'idée d'inclure dans la barre à haute adhérence des zones de glissement dépourvue de crans ou nervures d'ancrage et permettant ainsi un décrochement de la barre sans désordre dans le béton.For this, he had the idea to include in the high-adhesion bar slip areas devoid of notches or anchoring ribs and thus allowing a detachment of the bar without disorder in the concrete.
Cependant, comme indiqué plus haut, si les fissures se forment d'abord dans la partie la plus sollicitée de la pièce, leur localisation reste aléatoire car elle dépend de la qualité du béton qui ne peut être absolument homogène.However, as indicated above, if the cracks first form in the most stressed part of the room, their location remains random because it depends on the quality of the concrete which can not be absolutely homogeneous.
Il est donc avantageux, pour tenir compte de cette répartition aléatoire des fissures, de ménager, le long d'une barre d'armature, plusieurs zones lisses écartées les unes des autres.It is therefore advantageous, to take account of this random distribution of cracks, to provide, along a reinforcing bar, several smooth zones spaced apart from each other.
D'autre part, la longueur cumulée de ces zones lisses doit être limitée, de telle sorte que chaque barre tendue reste du type à haute adhérence sur la plus grande partie de sa longueur, afin de conserver à la pièce en béton une raideur permettant de limiter sa déformation sous flexion. On a donc mis au point un nouveau type de barre d'armature dont le principe est schématisé sur la figure 6.On the other hand, the cumulative length of these smooth zones must be limited, so that each tensioned bar remains of the high-adhesion type over most of its length, in order to keep the concrete part a stiffness allowing to limit its deformation under flexion. We have therefore developed a new type of rebar whose principle is shown schematically in Figure 6.
Selon l'invention, au lieu d'être ménagés, comme habituellement, sur toute la longueur de la barre d'armature 21 afin de réaliser un blocage continu, les crans ou nervures 23 sont disposés dans des zones de blocage écartées 25 ayant chacune une longueur I et séparées l'une de l'autre par une zone 26 ayant une surface lisse et s'étendant sur une distance d.According to the invention, instead of being formed, as usual, over the entire length of the reinforcing bar 21 in order to achieve a continuous blocking, the notches or ribs 23 are arranged in spaced apart locking zones 25 each having a length I and separated from each other by a zone 26 having a smooth surface and extending over a distance d.
Comme précédemment, les efforts appliqués sur la pièce en béton armé 1 , par exemple un moment de flexion, entraînent l'allongement de la partie tendue T de la pièce et, par conséquent, la mise en traction de chaque barre tendue 21 et du béton 16 qui l'enrobe, avec l'apparition d'au moins une amorce de fissure 3 lorsque la résistance à la traction du béton 16 est dépassée.As previously, the forces applied on the reinforced concrete part 1, for example a bending moment, cause the extension of the stretched portion T of the part and, consequently, the placing in tension of each tension bar 21 and the concrete 16 which enrobe, with the appearance of at least one crack primer 3 when the tensile strength of concrete 16 is exceeded.
Une augmentation des contraintes de traction appliquées détermine, corrélativement, une augmentation des contraintes d'adhérence de part et d'autre de la partie 24 d'une barre tendue 21 correspondant à l'ouverture de la fissure 3 qui, dans le cas de la figure 6, se forme au niveau de la zone lisse 26 comprise entre deux zones de blocage 25. Au droit de cette fissure 3, le différentiel de traction entre la contrainte de traction de l'acier T2 et celle du béton T1 est maximal. Lorsque la contrainte de cisaillement appliquée par ce différentiel de traction, dépasse la résistance au décollement de l'acier qui est plus faible dans la zone lisse 26a de la barre, celle-ci va se détacher du béton.An increase in the tensile stresses applied determines, correlatively, an increase in the adhesion stresses on either side of the portion 24 of a tensioned bar 21 corresponding to the opening of the crack 3 which, in the case of the Figure 6, is formed at the smooth zone 26 between two locking zones 25. At the right of this crack 3, the traction differential between the tensile stress of the steel T2 and that of the concrete T1 is maximum. When the shear stress applied by this traction differential exceeds the peel strength of the steel which is lower in the smooth zone 26a of the bar, the bar will become detached from the concrete.
Il se forme donc, de part et d'autre de la fissure 3, deux parties décrochées 27, 27' (figure 6) s'étendant sur une longueur totale 2 d' qui est fonction de l'augmentation des contraintes de traction appliquées, due à l'ouverture de la fissure.It thus forms, on both sides of the crack 3, two unhooked parts 27, 27 '(FIG. 6) extending over a total length 2 which is a function of the increase in tensile stresses applied, due to the opening of the crack.
Du fait qu'elles sont décrochées du béton, ces deux parties 27, 27' de la barre vont pouvoir s'allonger librement et l'allongement correspondant à cette augmentation des contraintes de traction, va donc se répartir sur la longueur 2d' de la partie décrochée. Par exemple, si la longueur décrochée 2d' est de 50 mm, la barre 21 pourra s'allonger de 50 à 50,1 puis 50,2 puis 50,3 millimètres si la fissure s'agrandit de 0,1 à 0,2 puis à 0,3 millimètres. Une barre d'acier peut parfaitement supporter un tel allongement réparti sur une longueur d'environ 50 millimètres alors que, dans le cas de la figure 4, cet allongement était limité à la seule partie libre 24 de la barre, correspondant à la largeur de la fissure.Because they are unhooked concrete, these two parts 27, 27 'of the bar will be able to lie freely and the elongation corresponding to this increase in tensile stresses, will therefore be distributed over the length 2d 'of the unhooked part. For example, if the unhooked length 2d 'is 50 mm, the bar 21 can extend from 50 to 50.1 then 50.2 then 50.3 millimeters if the crack increases from 0.1 to 0.2 then to 0.3 millimeters. A steel bar can perfectly support such elongation distributed over a length of about 50 millimeters whereas, in the case of FIG. 4, this elongation was limited to the only free portion 24 of the bar, corresponding to the width of the crack.
De plus, au fur et à mesure de l'augmentation de la traction, le décrochement va pouvoir s'étendre sur toute la longueur d de la zone lisse 26a, le long de laquelle le béton d'enrobage n'est donc soumis à aucune contrainte de traction. Comme le montre la figure 6a, la contrainte de traction T1 s'annule alors sur toute la longueur de la zone lisse 26a et présente un palier à ce niveau, de part et d'autre de la fissure 3, la contrainte de traction T1 sur l'acier augmentant corrélativement sur un palier de même longueur. Par conséquent, l'allongement de la barre qui en résulte va se répartir sur toute cette longueur d, sans désordre dans le béton. Grâce à cette possibilité d'allongement de la barre 21 au niveau d'une fissure, le long d'une zone lisse 26, il sera donc possible d'éviter ou, au moins, de diminuer considérablement le risque de rupture des armatures pouvant entraîner la ruine et l'effondrement brutal d'un ouvrage.In addition, as and when the increase in traction, the recess will be able to extend over the entire length d of the smooth zone 26a, along which the concrete coating is therefore not subject to any tensile stress. As shown in FIG. 6a, the tensile stress T1 then vanishes over the entire length of the smooth zone 26a and presents a bearing at this level, on either side of the crack 3, the tensile stress T1 on the steel increasing correspondingly on a bearing of the same length. As a result, the resulting elongation of the bar will be distributed over this entire length of time, without any mess in the concrete. With this possibility of extending the bar 21 at a crack, along a smooth zone 26, it will therefore be possible to avoid or, at least, considerably reduce the risk of breaking frames that can lead to the ruin and the brutal collapse of a work.
Une poutre ou une dalle en béton ainsi armée résistera donc mieux au passage d'une charge dépassant la limite pour laquelle elle a été calculée ou bien aux surcharges localisées résultant d'une secousse sismique.A reinforced concrete beam or slab will therefore better resist the passage of a load exceeding the limit for which it was calculated or localized overloads resulting from an earthquake.
En effet, du fait que les zones de glissement peuvent être réparties sur toute la longueur des armatures, on pourra bénéficier de la possibilité d'allongement de celles-ci en tout endroit où pourront se former des fissures ayant tendance à s'élargir. D'autre part, dans la zone décrochée de la barre, le béton n'est plus entraîné par l'acier.Indeed, because the sliding zones can be distributed over the entire length of the reinforcements, we can benefit from the possibility of extending them in any place where can form cracks tending to widen. On the other hand, in the unhooked area of the bar, concrete is no longer driven by steel.
La fissure a donc moins tendance à s'élargir et aucune autre fissure ne peut apparaître sur la longueur d de la zone décrochée 26a puisque le béton n'est plus tendu.The crack is therefore less likely to widen and no other crack can appear over the length d of the unhooked zone 26a since the concrete is no longer taut.
On a donc eu l'idée qu'en répartissant des parties lisses le long de chaque barre tendue, il serait possible d'agrandir la zone où peuvent apparaître aléatoirement des fissures et d'augmenter le nombre de celles-ci en diminuant corrélativement leur épaisseur maximale.So we had the idea that by spreading smooth parts along each stretcher bar, it would be possible to enlarge the area where can appear randomly cracks and increase the number of them by correspondingly decreasing their thickness Max.
Pour mettre au point ce nouveau type d'armature à haute adhérence, on a soumis plusieurs séries de poutrelles munies de barres d'armature selon l'invention, à des essais de flexion réalisés dans les mêmes conditions sur une machine d'essai du type représenté sur la figure 4. Pour permettre les comparaisons, toutes ces poutrelles d'essai étaient armées d'une façon analogue par une cage de ferraillage 2 représentée schématiquement, en coupe transversale, sur la figure 7 et en coupe longitudinale sur les différentes vues de la figure 8. Pour tenir compte essentiellement du rôle des barres tendues, cette cage de ferraillage 2 présente une forme triangulaire comportant seulement trois barres longitudinales, respectivement deux barres inférieures 21 dans la partie tendue de la poutre 5 et une barre supérieure 22 dans la partie comprimée, lesdites barres étant reliées par des étriers triangulaires 20. La figure 8 montre les résultats d'une première série d'essais de flexion réalisés sur six types de poutrelles, respectivement 51 à 56, dans lesquelles les cages d'armature sont réalisées de la même façon et comportent, pour simplifier, seulement trois étriers de solidarisation 20 placés respectivement dans la partie centrale et aux deux extrémités de chaque poutrelle. La figure 7 montre schématiquement une telle disposition sur sa partie gauche qui est une vue en coupe transversale selon la ligne A-A de la figure 8, au niveau de l'étrier central.In order to develop this new type of high-adhesion reinforcement, several series of beams provided with reinforcing bars according to the invention have been subjected to bending tests carried out under the same conditions on a test machine of the following type. 4 to allow comparisons, all these test beams were similarly armed by a reinforcement cage 2 shown schematically in cross-section in FIG. 7 and in longitudinal section on the various views of FIG. Figure 8. To take into account essentially the role of the tensioned bars, this reinforcement cage 2 has a triangular shape having only three longitudinal bars, respectively two lower bars 21 in the stretched portion of the beam 5 and an upper bar 22 in the compressed part, said bars being connected by triangular stirrups 20. FIG. 8 shows the results of FIG. a first series of bending tests carried out on six types of beams, respectively 51 to 56, in which the reinforcement cages are made in the same way and comprise, for simplicity, only three securing brackets 20 placed respectively in the central part and at both ends of each beam. Figure 7 schematically shows such an arrangement on its left side which is a cross-sectional view along the line AA of Figure 8, at the central yoke.
Selon l'invention, les barres longitudinales inférieures des poutrelles d'essais sont munies de zones de blocage dont le nombre et la répartition varient d'une poutrelle à l'autre.According to the invention, the lower longitudinal bars of the test beams are provided with locking zones whose number and distribution vary from one beam to another.
Pour faciliter la réalisation des zones de blocage, ces barres tendues 21 sont constituées de bandes métalliques lisses à section aplatie, comme indiqué sur la figure 7.To facilitate the realization of the locking zones, these tensioned bars 21 consist of smooth metal strips with a flattened section, as indicated in FIG.
En effet, dans cette première série d'essais, pour simplifier la réalisation des poutrelles, on a utilisé des barres plates à surface lisse avec de simples points de blocage réalisés par de petits fers transversaux 28 soudés sur les faces supérieures planes des barres longitudinales 21 comme cela est indiqué sur la partie droite de la figure 7 qui est une vue en coupe transversale selon la ligne B-B de la figure 8, le nombre et la répartition de ces fers transversaux variant selon le type de poutrelle d'essais.In fact, in this first series of tests, to simplify the construction of the beams, flat bars with a smooth surface were used with simple locking points made by small transverse irons 28 welded to the flat upper faces of the longitudinal bars. as shown on the right side of Figure 7 which is a cross-sectional view along line BB of Figure 8, the number and distribution of these transverse irons varying according to the type of test beam.
Ainsi, la première poutrelle 51 représentée schématiquement à la partie supérieure de la figure 8, comporte un seul blocage central a0 constitué par la partie inférieure 20a de l'étrier central 20, soudée sur les deux barres 21 qui, de façon classique, sont simplement munies de crosses d'ancrage à leurs deux extrémités.Thus, the first beam 51 diagrammatically represented in the upper part of FIG. 8, comprises a single central blockage 0 formed by the lower part 20a of the central yoke 20, welded to the two bars 21 which, in a conventional manner, are simply provided with anchor bolts at both ends.
La seconde poutrelle 52 est munie, en revanche, de cinq blocages comprenant le même blocage central a0 et, de part et d'autre de celui-ci, deux paires de fers transversaux soudés sur les barres 21 , et constituant quatre blocages, respectivement au a2 d'un côté et a\, a'2 de l'autre côté. On peut ainsi faire varier le nombre et les écartements des points de blocages constitués par les fers transversaux placés de part et d'autre du blocage central 20a et plus ou moins écartés les uns des autres, toutes les poutrelles d'essais ayant la même portée, par exemple 1 ,5 m entre les appuis 44, 44' pour une distance de 0,30 m entre les points d'application de la charge 46, 46'. Par exemple, dans le cas de la poutrelle 52, les quatre fers transversaux 27 constituant, avec le fer central 20a, les cinq blocages a^, a2, a0, a\, a'2 sont écartés l'un de l'autre d'une distance d'environ 25 cm pour une portée entre appuis 1 ,5 m. Comme le montre la figure 8, la poutrelle 53 comporte quatre fers transversaux, de chaque côté du fer central 20a et, par conséquent, neuf blocages respectivement bi....b4, a0, b'i b'4 écartés l'une de l'autre d'environ 14 cm. La poutrelle 54 comporte sept fers transversaux de chaque côté du fer central 20a, soit 15 blocages écartés de 9,4 cm. La poutrelle 55 comporte 10 fers transversaux de chaque côté du fer central 20a, soit 21 blocages écartés de 6,8 cm et la poutrelle 56 comporte 30 fers transversaux soit 31 blocages écartés de 4,7 cm.The second beam 52 is provided, on the other hand, with five blockages comprising the same central locking at 0 and, on either side thereof, two pairs of transverse irons welded on the bars 21, and constituting four blockages, respectively a u a 2 on one side and a \, a ' 2 on the other side. It is thus possible to vary the number and spacings of the blocking points constituted by the transverse irons placed on either side of the central blocking 20a and more or less spaced from each other, all test beams having the same scope. for example 1.5 m between the supports 44, 44 'for a distance of 0.30 m between the load application points 46, 46'. For example, in the case of the beam 52, the four transverse irons 27 constituting, with the central iron 20a, the five blocks a ^, a 2 , a 0 , a \, a ' 2 are separated one of the another from a distance of about 25 cm for a span between supports 1.5 m. As shown in Figure 8, the beam 53 has four transverse irons, each side of the central iron 20a and, therefore, nine blockages respectively bi .... b 4 , a 0 , b'i b ' 4 apart the one of the other about 14 cm. The beam 54 has seven transverse irons on each side of the central iron 20a, 15 blocks spaced apart by 9.4 cm. The beam 55 has 10 transverse irons on each side of the central iron 20a, 21 blocks spaced apart by 6.8 cm and the beam 56 comprises 30 transverse irons 31 blocks spaced 4.7 cm apart.
Toutes ces poutrelles ont été soumises à des essais de flexion dans les mêmes conditions et l'on a observé l'apparition des microfissures au cours de l'augmentation progressive de la charge appliquée par le vérin 45.All these beams were subjected to bending tests under the same conditions and the appearance of microcracks was observed during the progressive increase in the load applied by the jack 45.
Sur les différents schémas de la figure 8 on a indiqué par des traits verticaux, la localisation des fissures, ainsi que l'ordre dans lequel elles sont apparues.In the various diagrams of FIG. 8, the location of the cracks and the order in which they appeared have been indicated by vertical lines.
Ainsi, sur la poutrelle 51 comportant seulement un blocage central a0, on observe, de part et d'autre de celui-ci, l'apparition successive de deux fissures, respectivement une première fissure U à droite et une seconde fissure f2 à gauche, ces deux fissures étant localisées dans la partie centrale, la plus sollicitée, de la poutre, sensiblement à égale distance du plan médian vertical.Thus, on the beam 51 comprising only a central blocking at 0 , the successive appearance of two cracks, respectively a first U crack on the right and a second crack f 2 on the other side, is observed on either side of it. left, these two cracks being located in the central part, the most stressed, of the beam, substantially equidistant from the vertical median plane.
La poutrelle 52 comporte, de chaque côté du blocage central a0, deux points de blocage écartés d'une distance d'environ 25cm pour une portée de 1 ,5 m entre les deux appuis 44, respectivement a^, a2, à gauche et a\, a'2, à droite. Au cours de l'augmentation du moment de flexion appliqué, on voit apparaître successivement une première fissure fi à gauche du blocage central a0, une seconde fissure f2 à droite, une troisième fissure f3 à gauche de la première fissure fi et une quatrième fissure f4 à droite de la seconde fissure f2.The beam 52 comprises, on each side of the central locking at 0 , two locking points spaced apart by a distance of approximately 25 cm for a span of 1.5 m between the two supports 44, respectively a ^, a 2 , on the left and a \, a ' 2 , on the right. During the increase of the bending moment applied, successively appears a first crack to the left of the central lock at 0 , a second crack f 2 to the right, a third crack f 3 to the left of the first crack f 1 and a fourth crack f 4 to the right of the second crack f 2 .
Tout se passe donc comme si les zones de glissement attiraient de nouvelles fissures en évitant, ainsi, un élargissement de la première fissure fi.Everything happens as if the sliding zones attracted new cracks, thus avoiding an enlargement of the first crack fi.
On a ainsi pu observer que, grâce à cette constitution particulière des barres d'armature tendues, à partir de l'apparition d'une première fissure et du décrochage de la barre dans une première zone de glissement entre deux blocages, une augmentation des contraintes de traction appliquées déterminait successivement l'apparition d'autres fissures et le décrochage de la barre tout d'abord dans des zones de glissement voisines de cette première zone fissurée puis, selon la valeur des contraintes, dans d'autres zones de glissement plus éloignées et ainsi de suite, en s'écartant de part et d'autre de la première zone de glissement au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction appliquées.It has thus been observed that, thanks to this particular constitution of the tensioned reinforcing bars, from the appearance of a first crack and the stall of the bar in a first sliding zone between two blockages, an increase in the stresses applied traction successively determined the appearance of other cracks and the stall of the bar firstly in sliding zones close to this first cracked zone and then, depending on the value of the stresses, in other more remote sliding zones and so on, deviating on either side of the first sliding zone as the tensile stresses applied are increased.
Cependant, on peut observer que les fissures ne sont pas localisées de façon parfaitement symétrique de part et d'autre du plan médian de la poutre, car, comme indiqué plus haut, le risque d'ouverture d'une fissure dépend de la qualité du béton qui n'est pas absolument homogène. Par exemple, dans le cas de la poutre 52 à cinq blocages, les quatre fissures observées sont localisées dans la partie centrale de la poutre, entre les blocages a^ et a'i, de part et d'autre du blocage central a0.However, it can be observed that the cracks are not located perfectly symmetrically on either side of the median plane of the beam because, as indicated above, the risk of opening a crack depends on the quality of the crack. concrete that is not absolutely homogeneous. For example, in the case of the beam 52 with five blockages, the four cracks observed are located in the central part of the beam, between the blocks a ^ and a'i, on either side of the central block at 0 .
Dans le cas de la poutrelle 53 munie de neuf points de blocage, on observe l'apparition de la première fissure fi sur la zone de glissement hi, à gauche du blocage central a0, puis successivement, l'apparition, à droite du blocage central a0, d'une seconde fissure f2 sur la zone de glissement h'i, puis d'une troisième fissure f3 sur la zone de glissement h'2, à droite du blocage b'1 , une quatrième fissure f4 dans la zone de glissement h2 et une cinquième fissure f5 dans la zone de glissement h'3 à droite du blocage b'2. La figure 8 montre également la localisation et l'ordre d'apparition des fissures sur les poutrelles 54 (15 blocages), 55 (21 blocages) et 56 (31 blocages). On voit que, à part des cas particuliers pouvant être dus à la constitution du béton, comme la fissure f8 pour la poutrelle 54 et la fissure f7 pour la poutrelle 56, ces fissures sont d'abord localisées dans la partie centrale de la poutrelle puis s'éloignent de plus en plus du plan médian au cours de l'augmentation de la charge appliquée par le vérin 45.In the case of the beam 53 provided with nine locking points, the appearance of the first crack fi is observed on the sliding zone hi, to the left of the central locking at 0 , then successively, the appearance, to the right of the blocking central to 0 , a second crack f 2 on the sliding zone h'i, then a third crack f 3 on the sliding zone h ' 2 , to the right of the blocking b'1, a fourth crack f 4 in the sliding area h 2 and a fifth fissure 5 f in the sliding area h '3 on the right of the locking b' 2. Figure 8 also shows the location and order of appearance of the cracks on the beams 54 (15 blocks), 55 (21 blocks) and 56 (31 blocks). It can be seen that, apart from particular cases that may be due to the constitution of the concrete, such as the crack f 8 for the beam 54 and the crack f 7 for the beam 56, these cracks are first located in the central part of the concrete. beam and then move away more and more from the median plane during the increase in the load applied by the jack 45.
L'utilisation de barres d'armature comportant une série alternée de zones de glissement espacées, séparées les unes des autres par des points de blocage écartés, va donc permettre de répartir la fissuration sur une certaine longueur de la poutre, l'apparition d'une fissure dans une zone de glissement provoquant le décrochement de la barre dans cette zone de glissement en annulant la contrainte de traction sur tout le béton d'enrobage décroché, de telle sorte que l'élargissement de la fissure est limité dans cette zone décrochée et qu'aucune autre fissure n'aura donc tendance à s'y former, cette partie de la pièce étant, pour ainsi dire, "vaccinée".The use of reinforcing bars comprising an alternating series of spaced sliding zones, separated from one another by separated blocking points, will therefore make it possible to distribute the cracking over a certain length of the beam, the appearance of a crack in a sliding zone causing the detent of the bar in this sliding zone by canceling the tensile stress on all the cut-in concrete, so that the widening of the crack is limited in this unhooked zone and that no other crack will therefore tend to form there, this part of the room being, so to speak, "vaccinated".
Ainsi, à partir de l'apparition d'une première fissure et du décrochage d'une barre longitudinale tendue dans une première zone de glissement, l'augmentation progressive des contraintes de traction appliquées va déterminer successivement l'apparition de fissures et le décrochage de la barre, tout d'abord dans ou au voisinage des zones de glissement situées de part et d'autre de cette première zone fissurée puis, selon la valeur des contraintes, dans d'autres zones de glissement plus éloignées de part et d'autre de la première zone décrochée et ainsi de suite, en s'écartant de part et d'autre de celle-ci au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction appliquées.Thus, from the appearance of a first crack and the stall of a longitudinal bar tensioned in a first sliding zone, the gradual increase in tensile stresses applied will successively determine the appearance of cracks and the stall of the bar, firstly in or in the vicinity of the sliding zones located on either side of this first cracked zone and then, depending on the value of the stresses, in other more distant sliding zones on either side the first unhooked zone and so on, deviating on either side of it as and when the tensile stresses applied.
On a donc eu l'idée qu'en répartissant judicieusement des zones de blocage et des zones de glissement le long des barres d'armature tendues, on pourrait augmenter le nombre de fissures secondaires apparaissant successivement de part et d'autre de la zone comportant la première fissure et, corrélativement, diminuer l'épaisseur de celle-ci, chaque fissure secondaire ayant une épaisseur telle que la somme des épaisseurs de la première fissure et des fissures secondaires ouvertes à un instant déterminé, soit fonction de l'allongement global de la barre qui résulte des contraintes appliquées à cet instant. Cet allongement se répartit donc sur l'ensemble des parties décrochées des armatures qui correspondent à ces fissures secondaires, au fur et à mesure de leur apparition.It has therefore been suggested that by judiciously distributing blocking zones and sliding zones along the tensioned reinforcing bars, it would be possible to increase the number of secondary cracks appearing successively on either side of the zone comprising the first crack and, correspondingly, reduce the thickness thereof, each secondary crack having a thickness such that the sum of the thicknesses of the first crack and secondary cracks open at a given instant, is a function of the overall elongation of the bar that results from the constraints applied at this moment. This lengthening is distributed therefore on all the unhooked parts reinforcements that correspond to these secondary cracks, as and when they appear.
Pour la mise en œuvre de l'invention, il va ainsi être possible de déterminer le nombre et la répartition des zones de blocage, leurs longueurs respectives et celles des zones de glissement, en fonction de la répartition et des valeurs prévisibles des contraintes de traction le long de chaque barre tendue, de façon que l'épaisseur de chaque fissure ne dépasse pas une limite donnée.For the implementation of the invention, it will thus be possible to determine the number and distribution of the locking zones, their respective lengths and those of the sliding zones, depending on the distribution and the predictable values of the tensile stresses. along each stretched bar, so that the thickness of each crack does not exceed a given limit.
Ceci est illustré par les diagrammes des figures 9, 10, 1 1 qui regroupent les résultats des essais réalisés sur les différentes poutrelles. La figure 9 est un diagramme indiquant, pour chaque poutrelle, la flèche mesurée lors des essais de chargement et correspondant à la charge indiquée en ordonnées. On voit que chaque poutrelle a une limite à partir de laquelle la courbe tend vers une asymptote, la poutrelle n'opposant plus de résistance à la déformation. Comme on pouvait s'y attendre, cette limite est la plus faible pour la courbe 1 correspondant à la poutrelle 51 de la figure 8, la chute brutale de la résistance correspondant au décrochage des armatures tendues qui présentent une surface lisse, de part et d'autre du blocage central 20a.This is illustrated by the diagrams of FIGS. 9, 10 and 11 which summarize the results of the tests carried out on the various beams. FIG. 9 is a diagram indicating, for each beam, the deflection measured during the loading tests and corresponding to the load indicated on the ordinate. We see that each beam has a limit from which the curve tends to an asymptote, the beam no longer opposing resistance to deformation. As expected, this limit is the lowest for the curve 1 corresponding to the beam 51 of FIG. 8, the sudden drop in the resistance corresponding to the stall of the tensioned reinforcements which have a smooth surface, on both sides. other central locking 20a.
La courbe 2 qui correspond à la poutrelle 52 avec cinq blocages, présente une limite supérieure et l'on remarque que l'augmentation du nombre de blocages confère à la poutrelle une résistance supérieure mais seulement jusqu'à une certaine limite. En effet, la poutrelle 56 ayant trente et un blocages et correspondant à la courbe 6 présente une résistance un peu inférieure à celle des poutrelles 53, 54, 55.The curve 2 which corresponds to the beam 52 with five blockages, has an upper limit and it is noted that the increase in the number of blockages gives the beam a higher resistance but only up to a certain limit. Indeed, the beam 56 having thirty-one blockages and corresponding to the curve 6 has a resistance a little lower than that of the beams 53, 54, 55.
On constate que la résistance maximale de ces trois poutrelles est pratiquement la même alors que le nombre de zones de blocage varie de plus de 40 %. L'adjonction de blocages permet donc d'augmenter la résistance de la poutrelle mais seulement jusqu'à un seuil à partir duquel cette résistance diminue. Le meilleur résultat est obtenu pour les poutresIt can be seen that the maximum strength of these three beams is practically the same while the number of blocking zones varies by more than 40%. The addition of blockages thus makes it possible to increase the resistance of the beam but only up to a threshold from which this resistance decreases. The best result is obtained for the beams
54 et 55 correspondant respectivement aux courbes 4 et 5 et comportant respectivement quinze et vingt et un blocages.54 and 55 respectively corresponding to the curves 4 and 5 and comprising respectively fifteen and twenty-one blockages.
La figure 10 est un diagramme indiquant, en ordonnées, le nombre de fissures qui apparaissent au cours de l'augmentation de la flèche indiquée en abscisses. Comme indiqué plus haut, pour la poutre 51 comportant seulement un blocage central, on ne voit apparaître que deux fissures fi f2 dont la largeur augmente donc progressivement au cours de l'augmentation de la flèche.FIG. 10 is a diagram indicating, on the ordinate, the number of cracks that appear during the increase of the arrow indicated on the abscissa. As indicated above, for the beam 51 comprising only a central blocking, only two fi f 2 cracks appear, the width of which therefore increases progressively during the increase of the deflection.
Le plus grand nombre de fissures est obtenu pour la poutrelle 54 (courbe 4) avec neuf fissures et pour la poutrelle 55 (courbe 5) avec huit fissures. II est à noter que ces fissures apparaissent assez rapidement, avant que la flèche dépasse 10 millimètres pour une portée de 1 ,5 m entre appuis. II est donc intéressant de mettre en relation ce diagramme avec celui de la figure 11 qui indique, en ordonnées, l'ouverture cumulée des fissures en fonction de la flèche indiquée en abscisses.The greatest number of cracks is obtained for the truss 54 (curve 4) with nine cracks and for the truss 55 (curve 5) with eight cracks. It should be noted that these cracks appear fairly quickly, before the arrow exceeds 10 millimeters for a range of 1, 5 m between supports. It is therefore interesting to relate this diagram to that of FIG. 11 which indicates, on the ordinate, the cumulative opening of the cracks as a function of the arrow indicated on the abscissa.
A part la courbe 2 correspondant à la poutrelle 52 avec cinq blocages, on constate que l'ouverture cumulée des fissures est à peu près la même pour les autres poutrelles tant que la flèche reste peu importante.Apart from the curve 2 corresponding to the beam 52 with five blockages, it is found that the cumulative opening of the cracks is about the same for the other beams as the arrow remains small.
Les courbes 4 et 5 correspondant aux poutrelles 54 et 55 montrent qu'il y a un espacement optimal entre blocages permettant d'obtenir le plus grand nombre de fissures avec une ouverture cumulée limitée, cet espacement étant un compromis entre la résistance de la poutre et le nombre de fissures.The curves 4 and 5 corresponding to the beams 54 and 55 show that there is an optimal spacing between blockages making it possible to obtain the greatest number of cracks with a limited cumulative opening, this spacing being a compromise between the resistance of the beam and the number of cracks.
Il ressort donc de cette première série d'essais que l'utilisation de barres d'armature comportant, selon l'invention, une série de zones de glissement séparées par des points de blocage, permet de répartir la fissuration sur une zone pouvant aller jusqu'à 2/3 de la longueur de la poutrelle et, en augmentant ainsi le nombre de fissures, de limiter leurs ouvertures. Il sera donc possible de respecter plus facilement la réglementation qui impose une ouverture maximale ne dépassant pas 0,2 à 0,3 mm, au plus 0,5 millimètres et, par conséquent, de limiter le risque de corrosion au cours du temps.It therefore emerges from this first series of tests that the use of reinforcing bars comprising, according to the invention, a series of sliding zones separated by locking points, makes it possible to distribute the cracking over an area that can reach to 2/3 of the length of the beam and, thus increasing the number of cracks, to limit their openings. It will therefore be possible to comply more easily with the regulations which impose a maximum opening not exceeding 0.2 to 0.3 mm, at most 0.5 millimeters and, consequently, to limit the risk of corrosion over time.
De plus, l'alternance de points de blocage et de zones de décrochage permet, au niveau de chaque fissure, de répartir l'allongement des barres tendues sur une assez grande longueur et, par conséquent, d'éviter le risque de rupture par striction des barres d'armature dans les zones les plus sollicitées en cas d'augmentation excessive et/ou localisée des contraintes de traction.In addition, the alternation of locking points and stall zones makes it possible, at each crack, to distribute the elongation of the tension bars over a fairly long length and, consequently, to avoid the risk of failure by necking. reinforcing bars in the most stressed zones in the event of excessive and / or localized increase in tensile stresses.
Cependant, dans cette première série d'essais, réalisée pour étudier l'influence des zones de glissement, les blocages, constitués de simples fers transversaux étaient ponctuels. Or, comme indiqué plus haut, il est préférable, pour conserver la raideur souhaitée de la pièce, que chaque barre d'armature reste du type à haute adhérence sur la plus grande partie de sa longueur, les zones de glissement ayant une longueur plus faible que les zones de blocage entre lesquelles elles sont ménagées, de la façon représentée schématiquement sur la figure 6.However, in this first series of tests, carried out to study the influence of the sliding zones, the blockages, consisting of simple transverse irons were punctual. However, as indicated above, it is preferable, in order to maintain the desired stiffness of the part, that each reinforcing bar remains of the high-adhesion type over the greater part of its length, the sliding zones having a smaller length than the blocking zones between which they are arranged, as shown diagrammatically in FIG.
En outre, la répartition des fissures étant aléatoire, il est possible que, dans la partie la plus sollicitée de la pièce, des zones de blocage présentent un point particulier de plus grande faiblesse, tel qu'une bulle d'air ou un granulat poussiéreux et que la fissure se crée à cet endroit, de la façon représentée schématiquement sur la figure 12.In addition, the distribution of cracks being random, it is possible that in the most stressed part of the room, blocking zones present a particular point of greater weakness, such as a dusty air bubble or granulate. and that the crack is created there, as diagrammatically shown in FIG.
Dans ce cas, comme le montre le diagramme de la figure 12a, la contrainte de traction T1 dans le béton s'annule au droit de la fissure 3 et il en résulte, corrélativement, une augmentation de la contrainte de traction T2 qui est reprise par les deux parties 25b ,25'b de chaque barre tendue 21 s'étendant de part et d'autre de la fissure 3.In this case, as shown in the diagram of FIG. 12a, the tensile stress T1 in the concrete vanishes at the crack 3 and consequently, an increase in the tensile stress T2 which is taken up by the two parts 25b, 25'b of each tension bar 21 extending on either side of the crack 3.
Or, comme indiqué plus haut, une barre à haute adhérence est totalement bloquée dans le béton et résiste à une contrainte de traction pouvant atteindre la limite élastique de l'acier si elle est scellée dans le béton sur une longueur minimale I0 qui est appelée longueur de scellement. Cette longueur de scellement dépend de la qualité du béton et de la nature des barres d'armature. Dans le cas d'une barre ronde, cette longueur de scellement peut être de l'ordre de 10 à 12 fois son diamètre pour une barre à haute adhérence et de 20 à 25 fois le diamètre pour une barre lisse.However, as indicated above, a high-adhesion bar is totally blocked in the concrete and withstands a tensile stress that can reach the elastic limit of the steel if it is sealed in the concrete for a minimum length I 0 which is called sealing length. This sealing length depends on the quality of the concrete and the nature of the rebar. In the case of a round bar, this sealing length can be of the order of 10 to 12 times its diameter for a high-adhesion bar and 20 to 25 times the diameter for a smooth bar.
Ceci peut être mis en évidence par un essai d'arrachement réalisé, par exemple, de la façon illustrée par la figure 13, sur une barre d'acier 6 scellée dans une éprouvette de béton 60.This can be demonstrated by a peel test carried out, for example, in the manner illustrated in FIG. 13, on a steel bar 6 sealed in a concrete specimen 60.
Cette barre 6 est prolongée à l'extérieur de l'éprouvette 60 par une partie libre 61 sur laquelle est appliqué un effort de traction par des mors de serrage 62, au moyen de vérins non représentés prenant appui sur la face avant de l'éprouvette 60.This bar 6 is extended outside the test piece 60 by a free portion 61 on which is applied a tensile force by clamping jaws 62, by means of cylinders not shown bearing on the front face of the test tube 60.
En faisant varier les efforts appliqués et la longueur de la barre scellée dans l'éprouvette, on peut déterminer la longueur minimale de scellement (I0) de la barre à partir de laquelle celle-ci résiste à la traction appliquée, sans désordre dans le béton, jusqu'à la limite élastique de l'acier, c'est-à-dire jusqu'à la rupture par striction de la barre 6 en dehors de l'éprouvette.By varying the forces applied and the length of the sealed bar in the test piece, it is possible to determine the minimum length of seal (I 0 ) of the bar from which it resists the applied tension, without any disturbance in the concrete, up to the elastic limit of the steel, that is to say until breaking by necking of the bar 6 outside the specimen.
Un dispositif de mesure 63 tel qu'un peson, fixé à l'extrémité opposée 61 ' de la barre 6, permet de vérifier si la longueur L scellée dans l'éprouvette 60, dépasse la longueur minimale de scellement (I0), la traction appliquée sur l'extrémité 61 ' de la barre 6 opposée aux mors 62 étant, alors, nulle. En effet, la contrainte de traction appliquée par les mors 62 sur l'extrémité avant 61 diminue progressivement le long de la longueur de scellement (I0) et est nulle sur la partie restante de la barre 6.A measuring device 63 such as a load cell, attached to the opposite end 61 'of the bar 6, makes it possible to check whether the length L sealed in the test piece 60 exceeds the minimum sealing length (I 0 ), the traction applied to the end 61 'of the bar 6 opposite the jaws 62 being, then, zero. Indeed, the tensile stress applied by the jaws 62 on the front end 61 decreases progressively along the sealing length (I 0 ) and is zero on the remaining part of the bar 6.
De la même façon, comme le montre la figure 12a, si, d'un côté de la fissure, la longueur (h) de la partie 25b de la zone de blocage 25 est supérieure à la longueur de scellement (I0), l'augmentation Δt de la traction appliquée sur une barre 21 , en raison de l'ouverture d'une fissure 3 est maximale au droit de la fissure 3 et diminue progressivement de part et d'autre de celle-ci, jusqu'à devenir nulle à une distance (I0) de la fissure, la traction appliquée sur la barre reprenant alors sa valeur moyenne T2.In the same way, as shown in FIG. 12a, if, on one side of the crack, the length (h) of the part 25b of the blocking zone 25 is greater than the sealing length (I 0 ). Δt increase of the traction applied to a bar 21, due to the opening of a crack 3 is maximum to the right of the crack 3 and gradually decreases on either side of it, to become zero at a distance (I 0 ) of the crack, the traction applied to the bar then taking its average value T2.
En revanche, si la longueur (I2) de la partie restante 25'b de la zone de blocage, est inférieure à la longueur de scellement (I0), cette partie à haute adhérence 25'b ne peut absorber qu'une partie de l'augmentation de traction Δt et, à son extrémité 29, il reste donc un surcroît de contrainte Δ't qui est transmis à la zone de glissement voisine 26b, le même surcroît de contrainte Δ't devant être absorbé par le béton d'enrobage.On the other hand, if the length (I 2 ) of the remaining part 25'b of the blocking zone is less than the sealing length (I 0 ), this high-adhesion part 25'b can absorb only a part of the tensile increase Δt and, at its end 29, there remains an additional stress Δ't which is transmitted to the adjacent sliding zone 26b, the same additional stress Δ't to be absorbed by the concrete d 'coating.
Le différentiel de traction 2Δ't entre l'acier et le béton est équilibré par la contrainte tangentielle d'adhérence le long de cette partie lisse 26b. Or, les essais montrent que, dans le cas d'une barre lisse, la longueur de scellement déterminant un blocage total de la barre par rapport au béton d'enrobage est de l'ordre de 20 à 25 fois son diamètre. De plus, comme indiqué plus haut, la longueur des zones lisses 26 ménagées le long d'une barre tendue 61 doit être relativement limitée afin de ne pas diminuer exagérément la raideur de la pièce. Par conséquent, la longueur d de la zone de glissement 26b de la barre est, normalement, inférieure à la longueur de scellement l'o d'une barre lisse équivalente, et cette partie 26b va donc se décrocher du béton sous l'effet du différentiel de traction 2 Δ't, si celui-ci est supérieur à la contrainte tangentielle d'adhérence de cette zone lisse 26b. Les deux courbes T1 et T2 présentent, alors, un palier sur toute la longueur de la zone de glissement 26b, comme le montre la figure 12a.The traction differential 2Δ't between the steel and the concrete is balanced by the tangential stress of adhesion along this smooth part 26b. However, the tests show that, in the case of a smooth bar, the sealing length determining a total blockage of the bar relative to the concrete coating is of the order of 20 to 25 times its diameter. In addition, as indicated above, the length of the smooth zones 26 formed along a tensioned bar 61 must be relatively limited so as not to excessively reduce the stiffness of the part. Therefore, the length d of the sliding zone 26b of the bar is normally less than the sealing length o of an equivalent smooth bar, and this portion 26b will therefore fall out of the concrete as a result of the traction differential 2 Δ't, if it is greater than the tangential stress of adhesion of this smooth zone 26b. The two curves T1 and T2 then have a bearing along the entire length of the sliding zone 26b, as shown in FIG. 12a.
Le surcroît de traction Δ't est donc appliqué sur la zone de blocage suivante 25' et absorbé par celle-ci, la traction sur la barre 61 reprenant alors sa valeur moyenne T2, de même que la traction absorbée sur le béton reprend sa valeur T1.The excess traction Δ't is therefore applied to the next blocking zone 25 'and absorbed by it, the traction on the bar 61 then returning to its average value T2, just as the traction absorbed on the concrete resumes its value. T1.
Cependant, un tel décrochement de la zone de glissement 26b suppose que, à l'extrémité de la zone de blocage adjacente 25'b, il existe encore un surcroît de traction de l'acier par rapport au béton, et ceci n'est possible que si la partie 25'b de la zone de blocage ne dépasse pas la longueur de scellement I0 d'une barre à haute adhérence. En outre, comme on vient de le voir, il est nécessaire que la longueur d de la zone de glissement adjacente 26b soit telle que cette zone puisse être décrochée par ce surcroît de traction.However, such a detachment of the sliding zone 26b assumes that at the end of the adjacent blocking zone 25'b, there is still more traction of the steel relative to the concrete, and this is not possible only if the part 25'b of the blocking zone does not exceed the sealing length I 0 of a high-adhesion bar. In addition, as we have just seen, it is necessary for the length d of the adjacent sliding zone 26b to be such that this zone can be unhooked by this additional traction.
De plus, il apparaît que, dans le cas de la formation d'une fissure au niveau d'une zone de blocage, pour éviter un blocage total de la barre par rapport au béton entraînant un risque de rupture par striction de celle-ci, il faut que la longueur de cette zone de blocage soit inférieure au double de la longueur de scellement I0. De la sorte, en effet, l'augmentation de traction résultant de la formation d'une fissure au niveau d'une zone à haute adhérence ne sera absorbée que partiellement par l'une des parties de cette zone placée d'un côté de la fissure et transmise à la zone de glissement voisine qui se décrochera sous l'effet du différentiel de traction et permettra donc un allongement correspondant de la barre.In addition, it appears that, in the case of the formation of a crack at a blocking zone, to prevent total blockage of the bar relative to the concrete resulting in a risk of rupture by necking thereof, the length of this blocking zone must be less than twice the sealing length I 0 . In this way, indeed, the increase in traction resulting from the formation of a crack at a high adhesion zone will be absorbed only partially by one of the parts of this zone placed on one side of the crack and transmitted to the neighboring slip area that will fall under the effect of the traction differential and thus allow a corresponding elongation of the bar.
De même, la longueur de chaque zone lisse ne doit pas dépasser la longueur de scellement d'une barre lisse équivalente, de façon que le différentiel de traction entre l'acier et le béton permette son décrochement à l'extrémité de la zone de blocage précédente.Similarly, the length of each smooth zone must not exceed the sealing length of an equivalent smooth bar, so that the traction differential between the steel and the concrete allows its recess at the end of the blocking zone. previous.
Par ailleurs, comme indiqué plus haut, il faut que le différentiel de traction entre l'acier et le béton, à l'extrémité d'une zone de blocage, soit suffisant pour entraîner le décrochement de la zone de glissement adjacente. Or, ce différentiel de traction sera d'autant plus important que la longueur de la zone de blocage sera faible.Furthermore, as indicated above, it is necessary that the traction differential between the steel and the concrete, at the end of a blocking zone, is sufficient to cause the recess of the adjacent sliding zone. However, this traction differential will be all the more important as the length of the locking zone will be small.
On peut donc en déduire une corrélation entre les longueurs des zones de blocage et celles des zones lisses qui peuvent être d'autant plus longues que les zones HA précédentes sont courtes, tout en restant inférieures à la longueur de scellement équivalente.One can thus deduce a correlation between the lengths of the blocking zones and those of the smooth zones which can be even longer than the previous HA zones are short, while remaining lower than the equivalent sealing length.
Pour la réalisation des barres d'armature selon l'invention comportant des zones de blocage et des zones de glissement alternées, il sera donc intéressant d'adapter le nombre et les longueurs relatives de ces zones, afin de choisir une répartition optimale en fonction du résultat recherché.For the realization of the reinforcing bars according to the invention comprising locking zones and alternating sliding zones, it will therefore be interesting to adapt the number and the relative lengths of these areas, in order to choose an optimal distribution according to the desired result.
Dans ce but, on a procédé à une seconde série d'essais de flexion réalisés dans les mêmes conditions, au moyen d'une machine du type représenté sur la figure 4, sur des poutrelles armées de barres selon l'invention, et dans lesquelles on a fait varier le nombre, la répartition et les longueurs relatives des zones de blocage et des zones de glissement.For this purpose, a second series of bending tests was carried out under the same conditions, by means of a machine of the type shown in FIG. 4, on beams armed with bars according to the invention, and in which the number, distribution and relative lengths of the blocking zones and the sliding zones have been varied.
La figure 14 montre, en coupe transversale sur sa partie droite et en demi-coupe longitudinale sur sa partie gauche, une telle poutrelle d'essais 7 dans laquelle est noyée une cage de ferraillage 2 comportant, comme précédemment, deux barres longitudinales inférieures 71 et une barre longitudinale supérieure 72 reliées, aux deux extrémités et dans la partie centrale de la poutre, par des étriers 70 de forme triangulaire.FIG. 14 shows, in cross-section on its right-hand side and in longitudinal half-section on its left-hand side, such a test beam 7 in which is embedded a reinforcement cage 2 comprising, as previously, two lower longitudinal bars 71 and an upper longitudinal bar 72 connected at both ends and in the central part of the beam by stirrups 70 of triangular shape.
Comme précédemment, les barres tendues 71 sont constituées, dans les essais réalisés, de bandes à section rectangulaire, ayant, par exemple, une largeur de 25 mm et une épaisseur de 3,5 mm. Les poutrelles d'essais ainsi réalisées ont été soumises à des essais de flexion sur une machine du type représenté sur la figure 4, avec une distance de 0,30 m entre les points d'application de la charge 46, 46' et une portée de 1 ,5 m entre les points d'appui 44, 44'.As before, the tensioned bars 71 consist, in the tests carried out, of strips of rectangular section, having, for example, a width of 25 mm and a thickness of 3.5 mm. The test beams thus produced were subjected to bending tests on a machine of the type shown in FIG. 4, with a distance of 0.30 m between the points of application of the load 46, 46 'and a bearing. 1.5 m between the fulcrums 44, 44 '.
Pour faire varier facilement le nombre, la répartition et les longueurs relatives des zones de glissement et des zones de blocage, celles-ci ont été constituées par des tronçons de fers à haute adhérence (dits HA) 73 qui sont soudés sur les barres longitudinales 71 et séparés les uns des autres par des zones libres 74. L'utilisation de barres plates 71 facilite le soudage des fers HA 73 sur la face supérieure plane de celles-ci.To easily vary the number, distribution and relative lengths of the sliding zones and the blocking zones, these have been formed by sections of high-adhesion irons (so-called HA) 73 which are welded to the longitudinal bars 71 and separated from each other by free zones 74. The use of flat bars 71 facilitates the welding of the irons 73 on the flat upper face thereof.
De la sorte, sur la longueur d'une barre longitudinale 71 , il est possible de faire varier le nombre et les longueurs relatives des fers à haute adhérence 73 qui constituent des zones de blocage et des espaces 74 qui constituent des zones de glissement, l'armature étant seulement constituée, à ce niveau, d'une bande lisse.In this way, along the length of a longitudinal bar 71, it is possible to vary the number and the relative lengths of the high-adhesion irons 73 which constitute blocking zones and spaces 74 which constitute sliding zones, armature being only constituted, at this level, a smooth band.
On a ainsi pu réaliser une série de poutrelles d'essais munies de barres d'armature de différents types, qui ont été soumises à des essais de flexion par application, sur les appuis écartés 46, 46', d'une charge verticale progressivement croissante. Au cours de chaque essai, on a mesuré la charge appliquée et la flèche correspondante prise par la poutrelle dans son plan médian et l'on a repéré l'ordre d'apparition et la localisation des fissures, en mesurant leurs épaisseurs.It has thus been possible to produce a series of test beams provided with reinforcing bars of different types, which have been subjected to bending tests by applying, on the spaced supports 46, 46 ', a progressively increasing vertical load. . During each test, the applied load and the corresponding deflection taken by the beam in its median plane were measured and the order of appearance and location of the cracks was measured by measuring their thicknesses.
Le tableau de la figure 15 regroupe les résultats d'essais de flexion réalisés sur trois séries de cinq poutrelles ayant toutes une longueur de 1 ,8 m pour une portée entre appuis de 1 ,5 m et une distance de 0,30 m entre les points d'application de la charge 46, 46'. Pour permettre les mesures, les poutrelles étaient divisées en sections d'une largeur de 10 cm afin de repérer l'ordre d'apparition des fissures et de les localiser en mesurant leurs distances par rapport à l'extrémité de gauche de la poutrelle, comme indiqué sur le schéma de la figure 16. Chaque poutrelle est repérée par un nombre de trois chiffres, les deux premiers chiffres indiquant la longueur, en centimètres, des fers HA constituant chaque zone de blocage et le troisième chiffre indiquant la longueur, en centimètres, des zones lisses interposées entre deux zones de blocage successives. Ainsi, la poutrelle P061 comporte des zones de blocage de 6 cm séparées par des zones lisses de 1 cm.The table in Figure 15 groups together the results of bending tests carried out on three series of five beams all having a length of 1.8 m for a support span of 1.5 m and a distance of 0.30 m between them. load application points 46, 46 '. To allow measurements to be made, the beams were divided into 10 cm wide sections in order to identify the order of appearance of the cracks and to locate them by measuring their distances from the left end of the beam, such as shown in the diagram of Figure 16. Each beam is marked by a number of three digits, the first two digits indicating the length, in centimeters, of the irons HA constituting each blocking zone and the third digit indicating the length, in centimeters, of the smooth zones interposed between two blocking zones. successive. Thus, the P061 beam has 6 cm blocking zones separated by smooth zones of 1 cm.
Les cinq poutrelles de la première série comportent donc toutes des zones de blocage ayant une longueur de 6 cm séparées par des zones lisses dont la longueur varie de 1 cm pour la poutrelle P061 à 5 cm pour la poutrelle P065. Pour chaque poutrelle, on a noté, en fonction de la charge appliquée et au fur et à mesure de leur apparition, le nombre de fissures, l'épaisseur de la fissure la plus large et la flèche atteinte, à ce moment, par la poutrelle dans son plan médian. Le tableau de la figure 15 regroupe ces résultats par colonnes correspondant chacune à une largeur maximale de fissures. Par exemple, la poutrelle P061 comportant des zones de blocage de 6 cm séparées par des zones lisses de 1 cm ne présente aucune fissure sous une charge de 7,5 kN alors que la flèche est de 3 cm dans le plan médian. En revanche, sous une charge de 15 kN, on voit apparaître 6 fissures dont l'épaisseur ne dépasse pas 0,1 mm, la flèche atteinte sous cette charge étant de 5 cm. De même, sous une charge de 30 kN, la flèche est de 10 cm et l'on voit apparaître 10 fissures avec une épaisseur maximale de 0,3 mm.The five beams of the first series therefore all comprise blocking zones having a length of 6 cm separated by smooth zones whose length varies from 1 cm for the P061 beam to 5 cm for the P065 beam. For each beam, the number of cracks, the thickness of the widest crack and the deflection reached at that moment by the truss were noted, as a function of the load applied and as and when they appeared. in its middle plane. The table in Figure 15 groups these results by columns each corresponding to a maximum width of cracks. For example, the P061 beam with 6 cm blocking areas separated by 1 cm smooth areas shows no cracks under a load of 7.5 kN while the boom is 3 cm in the median plane. On the other hand, under a load of 15 kN, 6 cracks appear whose thickness does not exceed 0.1 mm, the arrow reached under this load being 5 cm. Similarly, under a load of 30 kN, the arrow is 10 cm and we see appear 10 cracks with a maximum thickness of 0.3 mm.
Pour les poutrelles de la deuxième série, les zones de blocage ont une longueur de 10 cm et sont séparées par des zones lisses dont la longueur varie de 1 cm pour la poutrelle P101 à 5 cm pour la poutrelle P105. Les poutrelles de la troisième série sont munies d'armatures comportant des zones de blocage de 14 cm séparées par des zones lisses dont la longueur va de 1 à 5 cm.For the beams of the second series, the blocking zones are 10 cm long and are separated by smooth zones whose length varies from 1 cm for the P101 truss to 5 cm for the P105 truss. The beams of the third series are provided with reinforcements having 14 cm locking zones separated by smooth zones whose length ranges from 1 to 5 cm.
Comme indiqué plus haut, toutes les poutrelles d'essais sont armées de barres plates ayant une aire, en section transversale, de 25 x 3,5 mm qui correspond à celle d'une barre ronde équivalente de diamètre 10,5 mm pour laquelle la longueur de scellement est de 10 à 15 cm. Même pour les barres de la troisième série, les zones de blocage ont une longueur inférieure au double de la longueur de scellement et ne risquent donc pas de déterminer un blocage total en cas de formation d'une fissure à ce niveau.As mentioned above, all the test beams are equipped with flat bars having a cross-sectional area of 25 x 3.5 mm which corresponds to that of an equivalent round bar of diameter 10.5 mm for which the sealing length is 10 to 15 cm. Even for the bars of the third series, the locking zones have a length less than double the sealing length and therefore do not risk determining a total blockage in the event of formation of a crack at this level.
Le tableau de la figure 15 montre que la répartition des zones de blocage et des zones lisses influe sensiblement sur la raideur de la pièce, c'est-à-dire la flèche prise sous une certaine charge, le nombre de fissures et leurs épaisseurs.The table of FIG. 15 shows that the distribution of the blocking zones and the smooth zones substantially influences the stiffness of the part, that is to say the deflection taken under a certain load, the number of cracks and their thicknesses.
Il semble que la meilleure configuration soit celle des poutrelles P101 et P102 comportant des zones de blocage de 10 cm ainsi que P141 et P142 comportant des zones de blocage de 14 cm. En effet, pour une même épaisseur maximale de fissures, ces poutrelles peuvent supporter une charge supérieure de 25 à 30 % à la charge admise par les autres poutrelles.It seems that the best configuration is that of P101 and P102 beams with 10 cm blocking areas as well as P141 and P142 with locking zones of 14 cm. Indeed, for the same maximum thickness of cracks, these beams can withstand a load 25 to 30% higher than the load allowed by the other beams.
Par exemple, pour une épaisseur maximale des fissures de 0,2 mm, les poutrelles P101 et P102 supportent une charge dépassant 30 KN alors que, pour les autres poutrelles, une telle charge provoque l'ouverture de fissures ayant une épaisseur de 0,3 ou, même, de 0,5 mm.For example, for a maximum thickness of cracks of 0.2 mm, the beams P101 and P102 support a load exceeding 30 KN while, for the other beams, such a load causes the opening of cracks having a thickness of 0.3 or even 0.5 mm.
D'autre part, il semble préférable de limiter la longueur des zones de glissement à 30 mm, de préférence 10 ou 20 mm, la charge supportée, pour une même épaisseur maximale de fissures, étant inférieure pour des zones de glissement de 40 et 50 mm. En pratique, la longueur des zones de glissement devrait être de l'ordre de 5 à 30 mm. Toutefois le tableau de la figure 15 montre qu'un résultat intéressant peut être obtenu également avec les poutrelles P062 et P063 qui associent des couples de longueurs HA faibles et de zones lisses plus importantes.On the other hand, it seems preferable to limit the length of the sliding zones to 30 mm, preferably 10 or 20 mm, the load supported, for the same maximum thickness of cracks, being lower for slip zones of 40 and 50 mm. In practice, the length of the sliding zones should be of the order of 5 to 30 mm. However, the table in FIG. 15 shows that an interesting result can also be obtained with beams P062 and P063 which combine pairs of low HA lengths and larger smooth zones.
Il apparaît donc que, dans certains cas, des longueurs réduites de zones de blocage peuvent être intéressantes si elles sont associées à des zones lisses relativement importantes permettant une plus grande dissipation d'énergie lors de leur décrochage.It therefore appears that, in certain cases, reduced lengths of blocking zones may be of interest if they are associated with relatively large smooth zones allowing greater energy dissipation during their stall.
Une telle association serait particulièrement avantageuse pour des ouvrages construits dans des zones à risque sismique ou pour des applications présentant un risque d'explosion ou de choc violent.Such an association would be particularly advantageous for structures built in seismic risk areas or for applications presenting a risk of explosion or violent impact.
A titre d'exemple, le tableau de la figure 16 indique l'évolution de la fissuration pour la poutrelle P102 qui semble donner les meilleurs résultats puisqu'elle peut supporter une charge allant jusqu'à 39 kN, avec une flèche de 12 cm, pour une épaisseur maximale de fissures de 0,3 mm.By way of example, the table in FIG. 16 indicates the evolution of the cracking for the P102 truss, which seems to give the best results since it can withstand a load of up to 39 kN, with a deflection of 12 cm. for a maximum thickness of cracks of 0.3 mm.
La poutrelle est représentée schématiquement au-dessus de ce tableau, afin d'indiquer l'ordre d'apparition et la localisation des fissures. Sur le tableau, les deux premières colonnes indiquent respectivement la charge appliquée et la flèche mesurée au milieu de la poutrelle, sous cette charge.The beam is shown schematically above this table, to indicate the order of appearance and location of cracks. In the table, the first two columns indicate the applied load and the arrow measured in the middle of the beam, respectively, under this load.
Les autres colonnes indiquent, pour chacune des fissures et selon leur ordre d'apparition, l'épaisseur de cette fissure en fonction de la charge appliquée.The other columns indicate, for each of the cracks and in their order of appearance, the thickness of this crack as a function of the load applied.
On aurait pu s'attendre à ce que la fissure f^ qui apparaît la première dans la partie centrale de la poutrelle présente toujours une épaisseur supérieure aux autres.It would have been expected that the crack f ^ which appears first in the central part of the beam always has a greater thickness than the others.
En réalité, il apparaît que, si l'ouverture cumulée des fissures, indiquée dans la dernière colonne du tableau, augmente en fonction de la charge appliquée, quatre fissures f2, f3, f4, f5 s'ouvrent très rapidement à partir d'une charge de 15 kN, ce qui permet ensuite de limiter l'ouverture de la première fissure fi qui présente la même épaisseur que les fissures f3, f4, f5 jusqu'à une charge relativement importante, de 39 kN, pour laquelle cette épaisseur de 0,3 mm reste encore admissible, la seconde fissure f2, plus éloignée de fi, ayant une épaisseur un peu plus faible. D'ailleurs, c'est à partir de cette charge maximale de 39 kN que la partie comprimée C de la poutrelle commence à éclater, la charge ne pouvant alors augmenter que faiblement jusqu'à la ruine de la poutrelle, sans rupture des aciers.In fact, it appears that, if the cumulative opening of the cracks, indicated in the last column of the table, increases according to the applied load, four cracks f 2 , f 3 , f 4 , f 5 open very quickly to from a load of 15 kN, which then allows to limit the opening of the first crack fi which has the same thickness as the cracks f 3 , f 4 , f 5 to a relatively large load, 39 kN , for which this thickness of 0.3 mm is still acceptable, the second crack f 2 , farther from fi, having a slightly smaller thickness. Moreover, it is from this maximum load of 39 kN that the compressed part C of the beam begins to burst, the load can then increase only slightly until the ruin of the beam, without breaking the steels.
D'autre part, les essais montrent que la fissuration s'étend sur une longueur de l'ordre des 2/3 de la portée de la poutrelle entre les appuis 44, 44' et que, dès le début de la fissuration, la zone où apparaissent les premières fissures ne se limite pas à la partie centrale de la poutre, entre les points d'application de la charge 46, 46'. Par exemple, dans le cas de la poutrelle P102, les fissures f2 et f3 se forment à l'extérieur de cette partie centrale 46, 46'.On the other hand, the tests show that the cracking extends over a length of about 2/3 of the span of the beam between the supports 44, 44 'and that, from the beginning of the crack, the zone where the first cracks appear is not limited to the central part of the beam, between the points of application of the load 46, 46 '. For example, in the case of the P102 beam, the cracks f 2 and f 3 form outside this central portion 46, 46 '.
Comme indiqué plus haut, toutes les poutrelles étaient armées, dans la partie tendue T, de barres plates 71 ayant une section transversale de 25 x 3,5 mm, équivalente à une barre ronde ayant un diamètre d'environ 10 mm. Pour la poutre P102, les zones de blocage ont donc une longueur du même ordre que la longueur de scellement I0.As indicated above, all the beams were armed, in the stretched portion T, of flat bars 71 having a cross section of 25 × 3.5 mm, equivalent to a round bar having a diameter of about 10 mm. For the beam P102, the locking zones therefore have a length of the same order as the sealing length I 0 .
Ces deux séries d'essais confirment donc que l'utilisation de barres d'armature comportant, selon l'invention, une série alternée de zones de blocage et de zones de glissement permet de répartir la fissuration sur une grande longueur de la pièce, pouvant aller jusqu'au 2/3 de la portée entre appuis et, ainsi, en multipliant le nombre de fissures de réduire leurs épaisseurs et d'augmenter sensiblement la charge supportée pour une épaisseur maximale de fissures respectant la réglementation, afin d'éviter, en particulier, le risque de corrosion des armatures. De plus, en ménageant, le long de l'armature, des zones lisses pouvant se décrocher du béton et, ainsi, s'allonger librement au droit ou au voisinage d'une fissure, on évite le risque de rupture de l'armature par striction. Cet avantage est particulièrement important dans des zones à risques sismiques, ou bien en cas d'explosion ou de choc violent. En effet, une partie d'un ouvrage tel qu'une poutre ou une dalle, par exemple, pourra éventuellement subir une déformation relativement importante sans rupture des armatures et, par conséquent, sans risque d'effondrement brutal de l'ouvrage, en raison de la répartition de la fissuration sur pratiquement toute la portée de la pièce et de la dissipation d'énergie par décrochement de certaines zones lisses. De même, une travée de pont soumise accidentellement à une surcharge trop élevée, par exemple, au passage d'un convoi exceptionnel, pourra se déformer avec, éventuellement, ouverture de nombreuses fissures qui pourront être réparées par la suite, mais sans risque majeur pour la tenue de l'ouvrage.These two series of tests thus confirm that the use of reinforcing bars comprising, according to the invention, an alternating series of locking zones and sliding zones makes it possible to distribute the cracking over a great length of the part, which can to go up to 2/3 of the span between supports and, thus, by multiplying the number of cracks to reduce their thicknesses and to increase substantially the load supported for a maximum thickness of cracks respecting the regulations, in order to avoid, in particular, the risk of corrosion of reinforcement. In addition, by providing, along the frame, smooth areas that can unhook the concrete and, thus, to lie freely in the right or near a crack, it avoids the risk of rupture of the frame by necking. This advantage is particularly important in areas with seismic risks, or in case of explosion or violent shock. Indeed, a part of a structure such as a beam or slab, for example, may eventually undergo a relatively large deformation without breaking frames and, therefore, without risk of sudden collapse of the structure, because the distribution of cracking over practically the whole range of the room and the dissipation of energy by detachment of certain smooth zones. Similarly, a bridge span accidentally subjected to too high a load, for example, to the passage of an exceptional convoy, may be deformed with, possibly, opening of many cracks that can be repaired thereafter, but without major risk for the holding of the work.
Mais l'invention ne se limite évidemment pas aux détails des modes de réalisations et des exemples qui viennent d'être décrits.But the invention is obviously not limited to the details of the embodiments and examples that have just been described.
En particulier, comme indiqué plus haut, on a utilisé, pour la réalisation des poutrelles d'essais, des barres d'armature plates constituées de bandes métalliques, les zones de blocage pouvant, ainsi, être constituées simplement de barres HA soudées sur les faces planes desdites bandes. En effet, une telle disposition permettait, pour les essais, de faire varier facilement la longueur des zones de blocage et leur espacement. Cependant, l'utilisation de bandes plates, comme barres d'armatures, qui a fait l'objet de la demande de brevet EP 1 191 163 du même déposant, présente bien d'autres avantages. En particulier, comme indiqué plus haut, l'adhérence de l'acier au béton étant proportionnelle à la surface de contact et, donc, au périmètre de l'acier, une barre plate qui a un périmètre environ 1 ,6 fois plus grand que celui d'une barre ronde équivalente ayant la même section transversale, présente une meilleure adhérence. D'autre part, la résistance des aciers tendus est fonction de leur section et de leur bras de levier, c'est-à-dire la distance séparant le centre de gravité de l'acier de celui de la partie comprimée du béton. Or, géométriquement, ce bras de levier est sensiblement accru par l'emploi de bandes plates au lieu de barres rondes de même section, car, comme indiqué dans le document EP 1 191 163 cité plus haut, les étriers de liaison entre les deux nappes de barres peuvent être soudés ou collés sur les faces internes de celles-ci, ce qui permet de placer les barres longitudinales plus près des faces de parement correspondantes de la pièce, tout en respectant la distance d'enrobage minimale. Il en résulte, en outre, que l'on peut, ainsi, réaliser des pièces plus minces et, par conséquent, plus légères, pour la même résistance.In particular, as indicated above, it has been used, for the production of test beams, flat reinforcing bars consisting of metal strips, the locking zones can thus be constituted simply by HA bars welded to the faces. planes of said bands. Indeed, such an arrangement allowed, for testing, to easily vary the length of the blocking areas and their spacing. However, the use of flat strips, such as reinforcing bars, which was the subject of patent application EP 1 191 163 by the same applicant, has many other advantages. In particular, as indicated above, the adhesion of the steel to the concrete being proportional to the contact surface and, therefore, to the perimeter of the steel, a flat bar which has a perimeter approximately 1, 6 times larger than that of an equivalent round bar having the same cross section, has a better adhesion. On the other hand, the strength of the tensile steels is a function of their section and their lever arm, that is to say the distance separating the center of gravity of the steel from that of the compressed part of the concrete. However, geometrically, this lever arm is substantially increased by the use of flat strips instead of round bars of the same section because, as indicated in the document EP 1 191 163 cited above, the connecting stirrups between the two layers bars can be welded or glued on the inner faces thereof, which allows to place the longitudinal bars closer to the corresponding facing faces of the room, while respecting the minimum coating distance. The result is, in addition, that one can, thus, achieve thinner pieces and, consequently, lighter for the same resistance.
Par ailleurs, dans les essais réalisés, les zones de blocage étaient constituées de simples barres HA soudées sur les faces internes des bandes plates. Dans la réalité, ces zones de blocage pourraient être réalisées de façon différente. Par exemple, les bandes plates servant d'armatures pourraient être constituées d'une tôle refendue après laminage. Il serait alors possible, au cours du laminage, de réaliser des empreintes en relief ou en creux sur les deux faces de la tôle constituant, après refendage, les faces larges de la bande.Furthermore, in the tests carried out, the locking zones consisted of simple HA bars welded to the inner faces of the flat strips. In reality, these blocking zones could be realized differently. For example, the flat strips used as reinforcements could be made of a slit sheet after rolling. It would then be possible, during rolling, to make embossed or recessed impressions on both sides of the sheet forming, after slitting, the broad faces of the strip.
Toutefois, si l'utilisation de barres plates comme armatures, présente de multiples avantages, l'invention peut également s'appliquer à tous les profils de barres, en particulier des barres rondes à section circulaire. Dans ce cas, comme indiqué schématiquement sur les figures 6 et 12, les barres selon l'invention différeraient des barres à haute adhérence classiques par le fait que, lors du laminage, les crans ou nervures de blocage ne sont pas réalisés, de façon continue, sur toute la longueur de la barre, mais seulement sur des zones de blocage écartées, alternant avec des zones de glissement lisses.However, if the use of flat bars as reinforcements has many advantages, the invention can also be applied to all bar profiles, in particular round bars with round section. In this case, as indicated schematically in FIGS. 6 and 12, the bars according to the invention would differ from conventional high-adhesion bars in that, during rolling, the notches or blocking ribs are not produced in a continuous manner. , over the entire length of the bar, but only on remote blocking areas, alternating with smooth sliding areas.
Par ailleurs, l'invention a été décrite dans le cas d'une poutre ou d'une dalle mais peut s'appliquer à toutes sortes d'ouvrages et à toutes formes de pièces en béton telles que poutres, planchers, dalles, voiles, etc.Moreover, the invention has been described in the case of a beam or a slab but can be applied to all kinds of structures and to all forms of concrete parts such as beams, floors, slabs, sails, etc.
Mais, l'utilisation de barres d'armature selon l'invention présente encore d'autres avantages.However, the use of reinforcing bars according to the invention has other advantages.
En effet, la dissipation d'énergie nécessaire au décrochement des aciers par rapport au béton absorbe une partie de l'énergie provoquant la fissuration telle qu'une secousse sismique, un mouvement de terrain ou un choc accidentel et permet donc une meilleure résistance globale de l'ouvrage. A cet égard, il sera possible de moduler la résistance au décrochement des armatures afin de l'adapter à des contraintes spécifiques et, en particulier, de déterminer la répartition et les longueurs relatives des zones de blocage et des zones de glissement en fonction du but recherché. Par exemple, les essais ont montré qu'en réalisant des zones de blocage ayant une longueur de l'ordre de la longueur de scellement, associées à des zones de décrochage assez courtes, ne dépassant pas 20 mm, il était possible d'augmenter la charge maximale admissible sans dépasser une épaisseur maximale de fissures de 0,3 mm, correspondant à la réglementation. II serait possible, cependant, d'augmenter la longueur des zones de glissement afin que leur décrochement dissipe un maximum d'énergie en cas de choc accidentel ou de secousse sismique en admettant, alors, une plus grande déformation sous l'effet des charges appliquées ou en renforçant le ferraillage.Indeed, the dissipation of energy required for the stepping of the steels relative to the concrete absorbs part of the energy causing the cracking such as a seismic shock, a movement of ground or an accidental shock and thus allows a better overall resistance of the work. In this respect, it will be possible to modulate the resistance to the offset of the reinforcements in order to adapt it to specific constraints and, in particular, to determine the distribution and the relative lengths of the locking zones and sliding zones according to the purpose. research. For example, the tests have shown that by producing locking zones having a length of the order of the length of seal, associated with rather short stall zones, not exceeding 20 mm, it was possible to increase the maximum permissible load without exceeding a maximum thickness of cracks of 0.3 mm, corresponding to the regulations. It would be possible, however, to increase the length of the sliding zones so that their recess dissipates a maximum of energy in the event of an accidental shock or seismic shock while admitting, then, a greater deformation under the effect of the applied loads. or by reinforcing the reinforcement.
Mais on peut aussi moduler l'adhérence qui est proportionnelle à la surface de contact du béton sur l'acier, en agissant sur le profil, en section transversale, des barres d'armature. En particulier, comme indiqué plus haut, l'utilisation de barres d'armature constituées de bandes plates à section ovale ou rectangulaire permet, pour une même aire en section transversale, d'agrandir le périmètre et, donc, la surface de contact et l'énergie nécessaire au décrochement.But it is also possible to modulate the adhesion which is proportional to the contact surface of the concrete on the steel, acting on the profile, in cross section, of the reinforcing bars. In particular, as indicated above, the use of reinforcing bars consisting of flat strips with an oval or rectangular section makes it possible, for the same cross-sectional area, to enlarge the perimeter and therefore the contact surface and the surface area. energy required for the recess.
Pour augmenter encore cette surface de contact sans créer d'aspérités dans le sens du futur décrochement, il serait également possible de ménager sur la surface de l'acier des empreintes continues parallèles à l'axe longitudinal de la barre.To further increase this contact surface without creating asperities in the direction of the future recess, it would also be possible to provide on the surface of the steel continuous impressions parallel to the longitudinal axis of the bar.
La figure 17, par exemple, montre une barre ronde et une barre plate à section rectangulaire, ayant l'une et l'autre, en section transversale, un profil ondulé avec des parties longitudinales, en creux 23 et en saillie 24, qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal de la barre sur toute la longueur de chaque zone de glissement.FIG. 17, for example, shows a round bar and a flat bar with a rectangular cross-section, both of which, in cross-section, have a corrugated profile with longitudinal, recessed and protruding portions 24, which are extend parallel to the longitudinal axis of the bar over the entire length of each sliding zone.
Mais on peut aussi agir sur l'état de surface de l'acier en créant, sur la surface de la barre, des aspérités constituées de particules fixées de façon détachable sur la surface externe de la barre et s'étendant en saillie dans le béton d'enrobage afin d'augmenter la liaison d'adhérence et la valeur limite de la contrainte d'adhérence à partir de laquelle une augmentation des contraintes de traction entraîne le décrochage de la barre. Avantageusement, ces particules en saillie peuvent se détacher progressivement les unes après les autres en restant incluses dans le béton, au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction, de façon à maintenir la contrainte d'adhérence à une valeur limite sur une plage d'augmentation desdites contraintes. Ces particules pourraient être fixées par collage sur la surface externe de la barre, par exemple en saupoudrant sur celle-ci du gros sable appliqué sous pression sur la barre, à haute température, en sortie de laminoir. On pourrait aussi utiliser des particules métalliques tels que des copeaux d'acier, des billes ou de la limaille, fixés sur la surface externe de la barre par thermosoudage.But we can also act on the surface of the steel by creating, on the surface of the bar, asperities consist of particles releasably attached to the outer surface of the bar and protruding into the concrete in order to increase the adhesion bond and the limit value of the adhesion stress from which an increase in the tensile stresses causes the stall of the bar. Advantageously, these protruding particles can be detached gradually one after the other remaining in the concrete, as the tensile stresses increase, so as to maintain the adhesion stress to a limit value on a range of increase of said constraints. These particles could be fixed by gluing on the outer surface of the bar, for example by sprinkling on it of the large sand applied under pressure on the bar, at high temperature, at the output of the rolling mill. We could also use metal particles such as steel chips, balls or filings fixed on the outer surface of the bar by heat sealing.
De tels procédés permettraient de moduler la résistance au cisaillement des saillies ainsi réalisées. Pour le collage, on pourrait employer des colles plus ou moins résistantes et faire varier la taille des saillies et, donc, leur surface encollée mise en contact avec l'acier.Such methods would make it possible to modulate the shear strength of the projections thus produced. For bonding, it would be possible to use more or less resistant adhesives and vary the size of the projections and, therefore, their bonded surface brought into contact with the steel.
On pourrait aussi faire varier la taille des grains saupoudrés sur la barre et la pression appliquée ensuite ou bien l'ampérage de la soudure lorsque celle-ci est réalisée électriquement. De tels procédés permettraient de conserver une surface plane de contact entre l'acier et le béton après décollement, car la rupture de désolidarisation ne se produirait pas à l'intérieur du béton, comme dans le cas des aciers HA, mais à l'interface acier/saillie, par rupture de l'encollement ou de la soudure, chaque particule en saillie restant incluse sans désordre à l'intérieur du béton, après décollement.It would also be possible to vary the size of the grains sprinkled on the bar and the pressure subsequently applied or the amperage of the weld when it is made electrically. Such methods would make it possible to maintain a plane contact surface between the steel and the concrete after delamination, since the breaking of uncoupling would not occur inside the concrete, as in the case of HA steels, but at the interface steel / protrusion, by breaking the bonding or welding, each protruding particle remaining included without disorder inside the concrete, after detachment.
Il apparaît donc que l'utilisation, selon l'invention, de barres d'armature présentant une alternance de zones de blocage et de zones de glissement présente de multiples avantages. Tout d'abord, la répartition de la fissuration sur une grande longueur de la pièce permet, en augmentant le nombre de fissures, de diminuer leur épaisseur, et par conséquent, le risque de corrosion des armatures au cours du temps. Il sera d'ailleurs possible, en raison de la faible ouverture des fissures, de protéger les armatures du risque de corrosion au moyen d'une couche de peinture ou d'un produit d'enduction adapté. D'autre part, en cas d'ouverture excessive d'une fissure, on évite le risque de rupture de l'armature par striction en permettant à celle-ci de se décrocher du béton sur une longueur qui pourra, ainsi s'allonger.It therefore appears that the use, according to the invention, of reinforcing bars having an alternation of locking zones and sliding zones has multiple advantages. Firstly, the distribution of cracking over a long length of the part makes it possible, by increasing the number of cracks, to reduce their thickness, and consequently, the risk of corrosion of the reinforcements over time. It will also be possible, because of the small opening of the cracks, to protect the reinforcements from the risk of corrosion by means of a layer of paint or a suitable coating product. On the other hand, in case of excessive opening of a crack, it avoids the risk of rupture of the reinforcement by necking allowing it to unhook concrete on a length that can, so lie down.
Mais ce décrochement provoque également une dissipation d'énergie et il sera donc possible de déterminer la répartition et les longueurs relatives des zones de blocage et des zones lisses de façon à moduler la capacité de la pièce à résister à des sollicitations anormales sans risque d'effondrement de la structure à la suite d'une rupture accidentelle des armatures. En pratique, pour chaque ouvrage, la répartition des zones de blocage et des zones de glissement pourra être déterminée en fonction de la charge de service normal et des charges accidentelles contre lesquelles il convient de se protéger, de telle sorte que, en service normal, les armatures tendues se comportent de la façon habituelle avec un blocage de la barre par rapport au béton d'enrobage sur toute sa longueur et que, en cas de surcharge accidentelle, le décrochement de certaines zones de glissement, dû au différentiel de contrainte Acier/Béton permette, d'une part un allongement des armatures évitant le risque de rupture et, d'autre part, provoque une dissipation d'énergie capable d'éviter un effondrement brutal de l'ouvrage. L'invention donne ainsi la possibilité de résoudre tout un ensemble de problèmes sans remettre en cause la conception générale et le mode de calcul des cages de ferraillage, en utilisant seulement des barres d'armatures d'un type nouveau mais qui peuvent être réalisées industriellement de façon simple et peu coûteuse. But this recess also causes energy dissipation and it will be possible to determine the distribution and relative lengths of the locking zones and smooth areas so as to modulate the ability of the part to withstand abnormal stresses without risk of collapse of the structure as a result of an accidental breaking of the reinforcements. In practice, for each structure, the distribution of the blocking zones and the sliding zones can be determined according to the normal operating load and the accidental loads against which it is necessary to protect oneself, so that, in normal service, the tensile reinforcement behaves in the usual way with a blocking of the bar with respect to the encasing concrete over its whole length and that, in case of accidental overload, the recess of certain sliding zones, due to the stress differential Steel / Concrete allows, on the one hand an elongation of reinforcement avoiding the risk of rupture and, on the other hand, causes a dissipation of energy able to avoid a brutal collapse of the structure. The invention thus provides the possibility of solving a whole set of problems without calling into question the general design and the calculation method of the reinforcement cages, using only rebar of a new type but which can be realized industrially in a simple and inexpensive way.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'une pièce en béton armé (1 ) comportant, de part et d'autre d'une ligne neutre (10), une partie comprimée (C) et une partie tendue (T) soumise à des contraintes de traction et ayant tendance à s'allonger sous l'effet de la charge supportée par la pièce, et dans laquelle est noyée une cage d'armature (2) comportant, dans la partie tendue, au moins une barre longitudinale tendue (21 ) solidarisée avec le béton par une liaison d'adhérence déterminant, le long de ladite barre (21 ), une contrainte tangentielle d'adhérence variant en fonction des contraintes de traction appliquées, respectivement, sur la barre (21) et sur le béton d'enrobage (16), une augmentation de la contrainte de traction dans le béton au dessus d'une valeur limite entraînant l'ouverture d'au moins une fissure (3) avec un transfert de la contrainte de traction sur la barre (21) et un allongement correspondant de celle-ci, procédé dans lequel, au moins dans la partie la plus sollicitée de la pièce, ladite barre tendue (21 ) est munie d'une pluralité de moyens d'ancrage espacés (23) formant des butées prenant appui sur le béton d'enrobage (16), caractérisé par le fait que les moyens d'ancrage (23) de la barre (21) sont répartis en une série discontinue de zones de blocage espacées (25) comprenant chacune une pluralité de moyens d'ancrage (23) et séparées les unes des autres par des zones de glissement (26) dépourvues de moyens d'ancrage, dans chacune desquelles une augmentation locale du différentiel de traction entre la barre (21 ) et le béton au-dessus d'une valeur limite, entraîne un décrochage de la barre (21 ) par rapport au béton (16) qui l'enrobe, sur au moins une partie (27) de la longueur de ladite zone de glissement (26) comprise entre deux zones de blocage (25a, 25'a), ladite partie décrochée (27) pouvant s'allonger sans désordre dans le béton d'enrobage (16) sous l'effet des contraintes de traction appliquées sur la barre tendue (21 ).1. A method for producing a reinforced concrete part (1) comprising, on either side of a neutral line (10), a compressed part (C) and a tensioned part (T) subjected to stress traction and having a tendency to elongate under the effect of the load supported by the workpiece, and in which is embedded in a reinforcement cage (2) comprising, in the tensioned portion, at least one longitudinal tensioned bar (21) secured with the concrete by a bond of determining adhesion, along said bar (21), a tangential stress of adhesion varying according to the tensile stresses applied, respectively, on the bar (21) and on the concrete of coating (16), an increase of the tensile stress in the concrete above a limit value resulting in the opening of at least one crack (3) with a transfer of the tensile stress on the bar (21) and a corresponding elongation thereof, in which process, at least in part la more stressed of the workpiece, said tensioned bar (21) is provided with a plurality of spaced anchor means (23) forming abutments bearing on the encasement concrete (16), characterized in that the means of anchoring (23) of the bar (21) are distributed in a discontinuous series of spaced locking zones (25) each comprising a plurality of anchoring means (23) and separated from each other by sliding zones (26). ) without anchoring means, in each of which a local increase in the traction differential between the bar (21) and the concrete above a limit value, causes the bar (21) to disengage with respect to the concrete ( 16) which encases, on at least a portion (27) the length of said sliding zone (26) between two blocking zones (25a, 25'a), said hooked portion (27) being able to lengthen without disorder in the embedding concrete (16) under the effect of the tensile stresses applied to the extended bar (21).
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, la pièce (1 ) comportant, dans le béton (15), des zones de faiblesse inhérentes à la qualité du béton et réparties de façon aléatoire, au niveau desquelles une augmentation des contraintes de traction appliquées au-dessus de la limite élastique du béton entraîne, dans la partie la plus sollicitée de la pièce, l'apparition d'au moins une fissure (3) localisée au moins au droit de l'une desdites zones de faiblesse, l'ouverture de ladite fissure (3) déterminant, à ce niveau, l'annulation de la contrainte de traction dans le béton et une augmentation locale corrélative de l'effort de traction appliqué sur la barre d'armature (21), avec une augmentation correspondante de la tendance à l'allongement de celle-ci sous l'effet des contraintes appliquées, caractérisé par le fait que l'augmentation locale de l'effort de traction sur la barre (21 ) au niveau d'une fissure (3) détermine un décrochage de la barre (21 ) par rapport au béton d'enrobage (16), au moins dans la zone de glissement (26a) la plus proche de ladite fissure (3) et sur une longueur (cT) telle que l'effort de décrochage de la barre (21 ) par rapport au béton (16) compense au moins en partie le différentiel de traction entre les deux matériaux lorsque ce différentiel entraîne un dépassement de la contrainte d'adhérence sur la longueur considérée.2. The method of claim 1 wherein, the piece (1) having, in the concrete (15), zones of weakness inherent to the quality of the concrete and randomly distributed, at which an increase in the tensile stresses applied. above the elastic limit of the concrete causes, in the most stressed part of the part, the appearance of at least one crack (3) localized at least in line with one of the said zones of weakness, the opening said crack (3) determining, at this level, the cancellation of the tensile stress in the concrete and a correlative local increase in the tensile force applied to the reinforcing bar (21), with a corresponding increase in the tendency to elongate it under the effect of the applied stresses, characterized in that the local increase of the tensile force on the bar (21) at a crack (3) determines a stall of the bar (21) by to the embedding concrete (16), at least in the sliding zone (26a) closest to said crack (3) and over a length (cT) such that the stall force of the bar (21) by to the concrete (16) at least partially offsets the traction differential between the two materials when this differential causes the adhesion stress to exceed the length considered.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, une partie du différentiel de traction au niveau d'une fissure (3) étant compensée par le décrochage du béton (16) dans une première zone de glissement (26), le surcroit de traction restant appliqué sur la barre (21 ) est absorbé, au moins en partie, par la zone de blocage voisine (25'a) s'étendant au-delà de la première zone de glissement (26a), du côté opposé à la fissure (3).3. Method according to claim 2, characterized in that, a part of the traction differential at a crack (3) being compensated by the stall of the concrete (16) in a first sliding zone (26), the additional traction remaining applied on the bar (21) is absorbed, at least in part, by the adjacent blocking zone (25'a) extending beyond the first sliding zone (26a), on the opposite side to the crack (3).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'à partir de l'apparition d'une première fissure (3) dans une première zone de faiblesse, la barre d'armature (21) se décroche du béton d'enrobage dans au moins une première zone de glissement (26a), la plus proche de ladite fissure (3) et qu'une augmentation des contraintes de traction appliquées détermine successivement l'ouverture d'au moins une fissure secondaire (31 ) dans une autre zone de faiblesse du béton de la pièce (1 ) et le décrochage de la barre (21) dans au moins une autre zone de glissement (26b), la plus proche de ladite fissure secondaire (31 ), et ainsi de suite au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction, la somme des épaisseurs de la première fissure (3) et des fissures secondaires (31 ,32...) ouvertes à un instant déterminé, étant fonction de l'augmentation de l'allongement de la barre résultant de l'augmentation des contraintes appliquées à cet instant et cette augmentation de l'allongement se répartissant sur l'ensemble des zones de glissement décrochées (26a, 26b...), au fur et à mesure de l'apparition des fissures secondaires (31 ,32...).4. Method according to claim 3, characterized in that from the appearance of a first crack (3) in a first zone of weakness, the reinforcing bar (21) is detached from the concrete coating in at least one first sliding zone (26a), the closest to said crack (3) and that an increase in applied tensile stresses successively determines the opening of at least one secondary crack (31) in another zone weakness of the concrete part (1) and the stall of the bar (21) in at least one other sliding zone (26b), the closest to said secondary crack (31), and so on as and when measurement of the increase in tensile stresses, the sum of the thicknesses of the first crack (3) and secondary cracks (31, 32 ...) open at a given instant, being a function of the increase in the elongation of the bar resulting from the increase in the constraints applied at this moment and this increase in elongation is distributed over all of the slip zones (26a, 26b ...), as and when the occurrence of secondary cracks (31, 32 ...).
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, dans le cas où une première fissure (3) se forme au niveau d'une première zone de glissement (26a), l'augmentation locale de la contrainte de traction appliquée sur la barre tendue (21 ) résultant de l'ouverture de la fissure (3) provoque un décrochage de la barre (21) de part et d'autre de ladite fissure (3) sur une longueur totale (d1) pour laquelle l'effort de décrochage de la barre (21) par rapport au béton compense au moins une partie du différentiel de traction entre les deux matériaux.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the case where a first crack (3) is formed at a first sliding zone (26a), the local increase in the stress of traction applied to the tensioned bar (21) resulting from the opening of the crack (3) causes the rod (21) to be unhooked on either side of said crack (3) over a total length (d 1 ) for which the stall force of the bar (21) relative to the concrete compensates for at least a portion of the traction differential between the two materials.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, dans le cas où une première fissure (3) se forme au niveau d'une première zone de blocage (25a), en provoquant une augmentation locale de la traction appliquée sur la barre tendue (21 ), au moins une première partie de cette augmentation de traction est absorbée par les deux parties de la première zone de blocage (25a) s'étendant de part et d'autre de la fissure (3) et la partie restante de l'augmentation de traction sur la barre (21 ) est compensée par l'effort de décrochage de la barre tendue (21) par rapport au béton au moins sur une partie de la zone de glissement la plus proche.6. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that, in the case where a first crack (3) is formed at a first blocking zone (25a), causing a local increase of the tension applied on the tensioned bar (21), at least a first part of this tensile increase is absorbed by the two parts of the first blocking zone (25a) extending on either side of the crack (3). ) and the remaining portion of the traction increase on the bar (21) is compensated by the stall force of the tension bar (21) relative to the concrete at least over part of the nearest sliding area.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le nombre, la longueur et la répartition des zones de blocage (25) et les longueurs correspondantes des zones de glissement (26) sont déterminés en fonction de la répartition et des valeurs prévisibles des contraintes de traction le long de chaque barre tendue (21 ), compte tenu des charges appliquées, de façon que l'épaisseur de chacune des fissures (3,31 , 32...) ne dépasse pas une limite donnée.7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number, length and distribution of the blocking zones (25) and the corresponding lengths of the sliding zones (26) are determined according to the distribution and predictable values of the tensile stresses along each tension bar (21), taking into account the applied loads, so that the thickness of each of the cracks (3,31,32 ...) does not exceed a given limit.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les longueurs relatives des zones de blocage (25) et des zones de glissement (26) réparties le long de chaque barre tendue (21 ), sont déterminées en tenant compte de leur position, de façon à donner à la pièce (1) la raideur nécessaire pour rester dans une plage de valeurs admises pour la flèche de la pièce sous une charge donnée.8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relative lengths of the locking zones (25) and sliding zones (26) distributed along each tension bar (21), are determined taking into account their position, so as to give the piece (1) the stiffness necessary to remain within a range of values allowed for the arrow of the room under a given load.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone de blocage s'étend sur une longueur au moins égale à une longueur dite de scellement (I0) de la barre (21 ) déterminant une contrainte d'adhérence au moins égale à la contrainte maximale de traction admissible par la barre (21).9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that each locking zone extends over a length at least equal to a so-called sealing length (I 0 ) of the bar (21) determining a stress of adhesion at least equal to the maximum allowable tensile stress of the bar (21).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone de blocage s'étend sur une longueur inférieure au double d'une longueur de scellement (I0) de la barre d'armature pour laquelle ladite barre (21 ) supporte, sans déplacement par rapport au béton d'enrobage, un effort de traction pouvant atteindre la limite élastique de la barre.10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that each locking zone extends over a length less than twice a sealing length (I 0 ) of the reinforcing bar for which said bar ( 21) supports, without displacement relative to the concrete coating, a tensile force up to the elastic limit of the bar.
11 . Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que chaque zone de glissement s'étend sur une longueur inférieure à la longueur de scellement (l'o) d'une barre lisse à section ronde équivalente.11. Method according to one of claims 9 and 10, characterized in that each sliding zone extends over a length less than the sealing length ( 1'o ) of a smooth bar with equivalent round section.
12. Procédé selon la revendication 11 , caractérisé par le fait que chaque zone de glissement (26) s'étend sur une longueur de l'ordre de 5 à 30 mm.12. The method of claim 11, characterized in that each sliding zone (26) extends over a length of the order of 5 to 30 mm.
13. Procédé de béton armé pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone de glissement (26) d'une barre longitudinale tendue (21) présente une surface externe lisse dans le sens longitudinal.13. A method of reinforced concrete for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that each sliding zone (26) of a longitudinal stretched bar (21) has a smooth outer surface in the direction longitudinal.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que, chaque barre longitudinale tendue (21) présentant, en section transversale, l'aire nécessaire à la résistance à la traction souhaitée, le profil de ladite barre (21 ), dans chaque zone de glissement (26), est adapté de façon à lui donner le périmètre nécessaire pour que la surface de contact entre la barre et le béton fournisse une liaison par collage et frottement permettant d'atteindre la valeur limite souhaitée de la contrainte tangentielle d'adhérence dans ladite zone de glissement (26).14. The method of claim 13, characterized in that, each longitudinal stretched bar (21) having, in cross section, the area required for the desired tensile strength, the profile of said bar (21), in each sliding zone (26), is adapted to give it the perimeter necessary for the contact surface between the bar and the concrete to provide a connection by gluing and friction making it possible to reach the desired limit value of the tangential stress of adherence in said sliding zone (26).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que chaque barre longitudinale tendue (21) présente, en section transversale, un profil aplati avec une largeur supérieure à l'épaisseur, de façon à augmenter son périmètre par rapport à celui d'une barre circulaire équivalente ayant la même aire transversale.15. The method of claim 14, characterized in that each longitudinal stretched bar (21) has, in cross section, a flattened profile with a width greater than the thickness, so as to increase its perimeter relative to that of an equivalent circular bar having the same transverse area.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que chaque barre longitudinale tendue (21 ) présente, en section transversale, un profil ondulé avec des parties longitudinales, en creux et en saillie, s'étendant parallèlement à l'axe de la barre, sur toute la longueur de chaque zone de glissement (26).16. The method of claim 15, characterized in that each longitudinal stretched bar (21) has, in cross section, a corrugated profile with parts longitudinal, recessed and protruding, extending parallel to the axis of the bar, along the entire length of each sliding zone (26).
17. Procédé selon l'une des revendications 14, 15, 16, caractérisée par le fait que, dans chaque zone de glissement (26), la face externe de la barre comporte une couche de particules fixées de façon détachable sur la surface externe de la barre et s'étendant en saillie dans le béton d'enrobage de façon à augmenter la liaison d'adhérence avec le béton et la valeur limite de la contrainte d'adhérence à partir de laquelle une augmentation des contraintes de traction entraîne le décrochage de la barre, lesdites particules se détachant progressivement les unes après les autres de la barre, en restant incluses dans le béton, au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction, de façon à maintenir la contrainte d'adhérence à sa valeur limite sur une plage d'augmentation desdites contraintes de traction.17. Method according to one of claims 14, 15, 16, characterized in that, in each sliding zone (26), the outer face of the bar comprises a layer of particles detachably attached to the outer surface of the rod and protruding into the embedding concrete so as to increase the adhesion bond with the concrete and the limit value of the adhesion stress from which an increase in tensile stresses causes the stall to the bar, said particles gradually becoming detached one after the other from the bar, remaining included in the concrete, as and when the tensile stresses increase, so as to maintain the adhesion stress to its value limit over a range of increase of said tensile stresses.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que les particules sont fixées par collage sur la surface externe de la barre.18. The method of claim 17, characterized in that the particles are fixed by gluing on the outer surface of the bar.
19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que les particules sont saupoudrées et appliquées sous pression sur la surface externe de la barre à haute température, en sortie de laminoir.19. The method of claim 17, characterized in that the particles are sprinkled and applied under pressure on the outer surface of the high temperature bar at the output of the rolling mill.
20. Procédé selon la revendication 17, caractérisée par le fait que les particules sont constituées de copeaux, de billes métalliques ou de limaille et fixées sur la surface externe de la barre par électrosoudage au contact. 20. The method of claim 17, characterized in that the particles consist of chips, metal balls or filings and fixed on the outer surface of the bar by electrofusion contact.
21. Procédé selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisée par le fait que les particules fixées sur la surface externe de chaque zone de glissement de la barre ont des dimensions variées de façon à se détacher progressivement, selon la taille de la partie fixée, au fur et à mesure de l'augmentation des contraintes de traction appliquées.21. Method according to one of claims 17 to 20, characterized in that the particles fixed on the outer surface of each sliding zone of the bar have various dimensions so as to detach gradually, depending on the size of the part fixed, as the tensile stresses applied increase.
22. Pièce en béton armé réalisée par le procédé selon l'une des revendications précédentes et comprenant une cage d'armature (2) noyée dans du béton moulé (15) et comportant au moins une barre longitudinale tendue (21) du type à haute adhérence, le long de laquelle sont ménagées une pluralité de moyens d'ancrage espacés (23) formant des butées prenant appui sur le béton d'enrobage (16), caractérisé par le fait que les moyens d'ancrage de la barre (21 ) sont répartis en une série discontinue de zones de blocage espacées (25) comprenant chacune une pluralité de moyens d'ancrage (23) et séparées les unes des autres par des zones de glissement (26) dépourvues de moyens d'ancrage, dans chacune desquelles une augmentation locale du différentiel de traction entre la barre (21) et le béton (16) au-dessus d'une valeur limite, entraîne un décrochage de la barre (21 ) par rapport au béton (16) qui l'enrobe, sur au moins une partie (27) de la longueur de ladite zone de glissement (26) comprise entre deux zones de blocage (25a, 25'a), ladite partie décrochée (27) pouvant s'allonger sans désordre dans le béton d'enrobage (16) sous l'effet des contraintes de traction appliquées sur la barre tendue (21 ). 22. Reinforced concrete part produced by the method according to one of the preceding claims and comprising a reinforcing cage (2) embedded in cast concrete (15) and comprising at least one longitudinal bar tension (21) of the high type. adhesion, along which are formed a plurality of spaced apart anchoring means (23) forming abutments bearing on the encasement concrete (16), characterized in that the anchoring means of the bar (21) are divided into a discontinuous series of spaced locking zones (25) each comprising a plurality of anchoring means (23) and separated from each other by sliding zones (26) devoid of anchoring means, in each of which a local increase in the traction differential between the bar (21) and the concrete (16) above a limit value, causes the bar (21) to disengage with respect to the concrete (16) which coats it, on at least a part (27) of the length of said zoo no slip (26) between two blocking zones (25a, 25'a), said unhooked portion (27) being able to elongate without disorder in the embedding concrete (16) under the effect of the tensile stresses applied on the tension bar (21).
EP09801519.1A 2008-12-09 2009-12-09 Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part Active EP2356292B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858407A FR2939459B1 (en) 2008-12-09 2008-12-09 PROCESS FOR MAKING A PART IN REINFORCED CONCRETE AND PART THUS REALIZED
PCT/FR2009/052468 WO2010067023A1 (en) 2008-12-09 2009-12-09 Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2356292A1 true EP2356292A1 (en) 2011-08-17
EP2356292B1 EP2356292B1 (en) 2015-09-23

Family

ID=40888134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09801519.1A Active EP2356292B1 (en) 2008-12-09 2009-12-09 Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11199000B2 (en)
EP (1) EP2356292B1 (en)
JP (1) JP5497061B2 (en)
FR (1) FR2939459B1 (en)
WO (1) WO2010067023A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108571121A (en) * 2018-05-16 2018-09-25 广西大学 The method for determining deformed bar anchorage length design value in concrete based on predetermined fraction

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012131579A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Rand York Castings (Proprietary) Limited Steel bar
FR2990710B1 (en) 2012-05-18 2015-02-20 Soc Civ D Brevets Matiere ARMATURE BAR WITH IMPROVED ADHERENCE
CN110879177B (en) * 2018-09-06 2022-03-04 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 Test piece sealing and reinforcing device in concrete hydraulic fracture test

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US843843A (en) * 1906-10-29 1907-02-12 Albert S Reavis Concrete building construction.
FR420102A (en) * 1910-09-06 1911-01-23 Giovanni Antonio Porcheddu Advanced special type of iron and its application in reinforced concrete constructions
FR532620A (en) * 1921-03-23 1922-02-08 Advanced metal reinforcement for beams, columns or other construction elements, in concrete or reinforced cement
FR597888A (en) * 1924-06-24 1925-12-01 Hauts Fourneaux Et Acieries De Special circular ribbed profile for square rolled bars serving as reinforcement for reinforced concrete
DE801175C (en) * 1948-10-02 1950-12-28 Deutsche Bundesbahn Twisted or twisted prestressed concrete inserts with constant winding changes
US3245190A (en) * 1962-06-05 1966-04-12 Gateway Erectors Inc Metallically reinforced concrete structures
FR1380233A (en) * 1964-01-22 1964-11-27 S I S M A Societa Ind Siderurg Steel bars for reinforced concrete with improved adhesion
US3554270A (en) * 1967-07-24 1971-01-12 Erico Prod Inc Metal casing apparatus and method
DE2430170C3 (en) * 1974-06-24 1979-10-11 Philipp Holzmann Ag, 6000 Frankfurt Tendon made of high tensile strength steel for prestressed concrete components or structures
JPS5114231U (en) * 1974-07-16 1976-02-02
JPS60203761A (en) * 1984-03-28 1985-10-15 財団法人鉄道総合技術研究所 Tension material for prestressed concrete
JPS6157745A (en) * 1984-08-27 1986-03-24 中越　千吉 Metal long article or plate body for reinforcing hydraulic cement or plaster
JPS6311746A (en) * 1986-06-30 1988-01-19 日本鋼管株式会社 Rod steel for preventing cracking reinforced concrete
DE8717395U1 (en) * 1986-08-23 1988-04-28 Blome GmbH & Co KG, 44628 Herne Solid or hollow, plastic-coated steel rod
DE3816930A1 (en) * 1988-05-11 1989-11-23 Heribert Hiendl REVERSIBLE CONCRETE STEEL
FR2814480B1 (en) 2000-09-26 2008-10-17 Soc Civ D Brevets Matiere REINFORCING CAGE FOR AN ARMED CONCRETE ELEMENT
KR100426078B1 (en) * 2001-05-30 2004-04-08 유성권 A still plate for mending/reinforcement crack of concrete structures
US20040211678A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Edmondson Stephen J. Cathodic corrosion protection powder coating composition and method
JP2006104884A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Nippon Steel Corp Concrete reinforcing bar
JP4319995B2 (en) * 2005-02-25 2009-08-26 株式会社竹中工務店 Reinforcing bar with highly anti-adhesive coating and method for producing the same
US20090022980A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Teruhiko Sugimoto Reinforcing bar material coated with high adhesion anticorrosion film and method of producing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010067023A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108571121A (en) * 2018-05-16 2018-09-25 广西大学 The method for determining deformed bar anchorage length design value in concrete based on predetermined fraction
CN108571121B (en) * 2018-05-16 2020-07-17 广西大学 Method for determining design value of anchoring length of deformed reinforcing steel bar in concrete

Also Published As

Publication number Publication date
EP2356292B1 (en) 2015-09-23
JP5497061B2 (en) 2014-05-21
FR2939459B1 (en) 2020-08-14
FR2939459A1 (en) 2010-06-11
WO2010067023A1 (en) 2010-06-17
US20110244211A1 (en) 2011-10-06
US11199000B2 (en) 2021-12-14
JP2012511647A (en) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2356292B1 (en) Method for producing a reinforced concrete part, and thus-produced part
CA2357919C (en) Reinforcing cage for a reinforced concrete element
FR2902814A1 (en) Earthquake resistant portico support node for building, has joints connecting node with cross-pieces and comprising core constituted of cables passing on pulleys, and case comprising dampening bar that dampens voltage peaks of cables
EP2850259B1 (en) Improved-grip reinforcing bar and method of producing the same
FR3012497A1 (en) METHOD FOR REINFORCING A WOODEN BUILDING ELEMENT BY ASSEMBLING A POST-TENSIONED REINFORCING MODULE
EP3175057B1 (en) A pre-tensioned bearing structure
EP1222340B1 (en) Formwork with a filtering wall
EP0005092B1 (en) Construction element in the form of a slab and structure comprising such an element
FR2599070A2 (en) RIGID METALLIC CONNECTION BETWEEN RAISED FLOORS AND PREFABRICATED REINFORCED POLES FOR SELF-STABILIZING STRUCTURES
EP3117054A1 (en) Reinforcing bar for a structural element
EP1689951B1 (en) Method for production of a block of concrete and a block of concrete
FR3065471B1 (en) WORK COMPRISING AT LEAST ONE ARK AND ASSOCIATED MANUFACTURING METHOD
CH552737A (en) PRE-STRAINED MULTICELLULAR STRUCTURE FOR SILO, BOTTLE, TANK AND PROCESS FOR ITS EXECUTION.
BE700663A (en)
FR2918396A1 (en) Flexible reinforced concrete beam for e.g. building, has cable with quadrilateral form whose two sides are perpendicular to plane of joint and other two sides pass to joint point, and angle bars for protecting edges of joint in zone
CH569870A5 (en) Composite beam with rigid reinforcement - has axial tension on reinforcement removed after concrete sets to compress concrete
FR2928391A1 (en) Longitudinal reinforcement bar for reinforcement cage of rectangular sectioned beam in e.g. building, has oblong transversal section provided with flattened large surfaces and round lateral sides, where bar is made of concrete
FR3069870A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A STRUCTURE ELEMENT
BE478843A (en)
BE488673A (en)
BE661699A (en)
BE483750A (en)

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110608

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20121210

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150430

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 751344

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20151015

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 602009033842

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151224

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151223

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK05

Ref document number: 751344

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160123

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160125

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 602009033842

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20151209

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20151223

26N No opposition filed

Effective date: 20160624

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151223

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151209

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151231

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20091209

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150923

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20221230

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20221229

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20221230

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20231220

Year of fee payment: 15