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| Le béton précontraint aux états-limites (Henry Thonier) |
Le béton précontraint
Dans ce livre du béton précontrainte de monsieur Henry Thonier, on va attaquer :
- Présentation.
- La réglementation.
- Les ciments.
- Les granulats.
- Les bétons.
- Les aciers.
- Les procédés de précontrainte.
- Les sollicitations.
- Les contraintes.
- L'adhérence.
- Les pertes de précontrainte.
- Les tirants.
- Méthodes internes et externe.
- La flexion en état limite de service.
- La flexion en état limite ultime.
- L'effort tranchant.
- La torsion.
- Les efforts concentrés.
- Les systèmes hyperstatiques.
- Dispositions constructives.
- Exemples de poutre isostatique.
- Pont dalle continu à deux travées égales.
- Précontrainte par prétension.
- Exemple de poutre de bâtiment.
- Les ouvrages.
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Historique du béton précontraint
Le mot précontraint, créé par E. FREYSSINET, signifie contraint avant.
Le béton précontraint est soumis, préalablement à toute charge extérieure, à un effort de compression qui permettra de supprimer les contraintes de traction qui apparaîtraient dans un élément en béton armé.
On évite ainsi les inconvénients du béton armé tels que fissuration, corrosion des aciers et béton tendu inutile...
La précontrainte sous toutes ses formes existe depuis longtemps.
Elle est naturelle dans les arcs, voûtes, ou provoquée comme les cercles de tonneau, les roues de bicyclette, les roues de chariots, le pneu et la chambre à air, la corde et rue, la glace trempée et la scie à bois.
Voir aussi : Etude du tablier d’un viaduc en béton précontraint
Principe du béton précontraint
Pour comprendre le phénomène de précontrainte, nous proposons deux exemples :
- La roue de bicyclette :
La roue de bicyclette est constituée d'une jante avec pneu, de rayons métalliques tendus et d'un moyeu.
Examinons ce qui se passerait si les rayons n'étaient pas prétendus. La raideur de la jante n'est pas suffisante pour ne pas se déformer au contact du sol.
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| La roue de bicyclette |
Les rayons ne peuvent résister à des efforts de compression importants (élancement mécanique de l'ordre de 1 000, contrainte critique d'Euler de l'ordre de 2 MPa, effort critique d'Euler de l'ordre de 3 newton, ce qui est négligeable).
La jante a tendance à se raccourcir entre A et B mais comme son module d'Young élevé ne permet pas d'absorber ce raccourcissement sur- la longueur AB, elle pousse sur la partie extérieure à AB.
Dans la zone ED, les rayons sont comprimés pour équilibrer l'effort de compression apporté par ceux de la zone AB.
L'équilibre général serait obtenu par :
- compression des rayons des zones AB et DE.
- traction des rayons des zones EF et BD.
- la jante, comprimée sur toute sa longueur.
Or, les rayons flambent.
Qualités et défauts du béton précontraint
Comme principaux avantages du béton précontraint, on peut citer :
1. une meilleure utilisation de la matière puisque contrairement au béton armé, il n'y a pas de béton tendu inutile.
2. le béton situé autour des armatures de précontrainte est toujours comprimé, on limite ainsi les risques de corrosion des aciers.
3. les armatures à haute limite élastique utilisées en béton précontraint sont moins chères, que les aciers de béton armé.
4. l'effort de précontrainte, agissant en sens inverse des charges extérieures, limite les déformées. On obtient ainsi une diminution des flèches des poutres et donc une diminution de leur hauteur.
Voir aussi : La précontrainte dans les ouvrages d'art
5. la possibilité de franchir de plus grandes portées qu'avec des ouvrages en béton armé.
Comme inconvénients, on retiendra :
1. la nécessité de fabriquer des bétons plus résistants principalement avant 28 jours.
2. la nécessité de disposer d'un personnel qualifié pour la vérification de la pose des gains et câbles et pour la mise en tension des câbles.
3. l'obligation d'attente que la mise en tension soit faite pour pouvoir décintrer ou décoffrer.
4. les calculs en général sont plus complexes que pour les ouvrages en béton armé.
Téléchargement : Le béton précontraint (Henry Thonier)
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