Plan de l

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CEOS fr Fissuration sous chargement THM

• Plan de l exposé
• 1 Les formules règlementaires de fissuration
• 2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage
• 3 Les poutres du LCPC gradient hydrique
• 4 La maquette MAQBETH fissuration sous
  gradient thermique
• 5 Conclusions - Les principaux paramètres

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1. Les formules règlementaires de fissuration

• Code-modèle FIP-CEB 1978
• Code modèle FIP-CEB 1990
• EN1992-1-1 version européenne et ANF EN1992-3
• SIA 262
• ACI 318 (jusquà 1999 et version 2005)
• CCBA68
• Les formules sont décomposées en
• Un calcul de la section de béton denrobage des
  aciers
• Un calcul de la distance entre fissures
• Un calcul de lallongement de lacier
• Un calcul de louverture de fissures

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1. Les formules règlementaires de fissuration

• La démarche destimation des déformations et des
  contraintes en THM
• Calcul des déformations imposées
• Calcul de températures au bétonnage et de retrait
  endogène ? ? ??
• Calcul de teneur en eau ou dhumidité relative
  dans la paroi ? K ?Rh
• Calcul de propagation de température
  ? ? ??
• Calcul des bridages
• EN1992-3 ou ACI 207
• Calcul élastique (Eléments finis ou Rdm) plus
  coefficient de réduction pour tenir compte de
  fissuration
• Difficultés
• évolution du module Eceff (avec ? ou avec le
  temps au jeune âge ou avec le temps en fluage
• Estimation des réductions de section ou dinertie
• Calcul de béton armé contrainte dans les aciers
  puis de wk

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Voile de 1,20 m x 20 m de long.
• Ferraillage horizontal ? 20 _at_ 180 mm enrobage de
  70 mm
• Tube verticaux _at_ 785 mm.
• Lun en béton BO (36 MPa) lautre en béton BHP
  (60 MPa avec fumée de silice)

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• État des lieux après bétonnage (A quelle date ?)
• BO 8 fissures, (1 x 40 µm) (4 x 100 µm) (2 x
  200 µm) (1 x 500 µm)
• Espacements 1,60 m, 2,35 m et 3,20 m 2, 3 ou 4
  x pas des tubes verticaux

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• État des lieux après bétonnage (A quelle date ?)
• BHP 1 fissure, (1 x 100 µm)

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Calcul de température
• BO Q 376 kJ/kg (au lieu de 336 kJ/kg) avec un
  dosage à 350 kg/m3 de CPA55.

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Calcul de température
• BHP Q 336 kJ/kg avec un dosage à 266 (ciment
  CPJ55PM) 40,3 kg/m3 de fumée de silice.

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Calcul de température
• BO temp maximale 60 C (pour temp initiale de
  19 C) - ?T 41C
• BHP temp maximale 48 C (pour temp initiale de
  17 C) - ?T 31C
• Coefficient de dilatation
• BO ? 5 10 -6
• BHP ? 7 10 -6
• Mêmes déformations imposées 205 µm/m ou 217 µm/m
• Module et résistance en traction
• BO Ec 0,80 Ecm 27,4 GPa - fctm 3,27 MPa
• BHP Ec 0,87 Ecm 34 GPa - fctm 4,35 MPa
• Lois dévolution selon EN1992-1-1 avec ciment à
  prise normal
• Module Ecm et fctm ont la même évolution donc
  mêmes phénomènes
• La fissuration devrait être la même sur les deux
  voiles.
• Contraire à lobservation

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Calcul de contrainte
• avec un coefficient de bridage R 1 et avec un
  contrainte maximale 2 x contrainte moyenne
  (concentration de contraintes autour des tubes).

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Coefficient de bridage - ACI-207-2 - L/H 10
  doù K 1 à 0,75
• Effet du sol ou du radier
• Af 2,5 Ac

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Coefficient de bridage - EN1992-3 L/H 10 doù
  K 0,5

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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage
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2 Les voiles de Civaux fissuration au bétonnage

• Conclusions
• Très grande dispersion (distance entre fissures
  ou ouverture de fissures)
• Distance entre fissures indépendantes de la
  classe du béton
• Ouverture plus grande si résistance du béton plus
  élevée
• Ouvertures de fissures aberrantes, mais si
  ouverture voisines des mesures distances entre
  fissures sous-estimées
• Seul EN1992-3 donne des résultats satisfaisants
  (calcul sans passer par les contraintes) wk R
  ?0 srmax
• Ferraillage installé lt ferraillage mini en
  traction et wk mesuré faible
• Pas de distinction entre les 2 bétons ?

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3 Les poutres du LCPC gradient hydrique

• Les poutres du LCPC sous gradient hydrique
• Poutre 250 mm large 500 mm de hauteur et 3 m de
  long
• HR 30 sur une face et 100 sur lautre

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3 Les poutres du LCPC gradient hydrique

• Pas de bridage
• Flèche cohérente avec gradient hydrique mesuré
• À 14 mois ?sup -350 µm/m (HR 30 ) et ?inf
  100 µm/m (HR 100)
• Flèche 0,851 mm pour 0,9 mm mesurée
• Pas de fissuration
• Corrélation entre teneur en eau ou humidité
  relative et déformations

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• La maquette MAQBETH du CEA
• Cylindre de 0,50 m de rayon interne et 0,60 m
  dépaisseur
• Fissuration sous gradient thermique jusquà 200
  C ?? 140 C
• Ferraillage fort (? 25 _at_ 133 mm) et enrobage
  faible 30 mm

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Calcul thermique

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Calcul thermique

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Calcul thermique

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Estimation du bridage
• Moment thermique sous ?? 135 C (régime
  permanent)
• Module lent Ec 43 / (1?) 17,9 GPa
• Mth 0,73 MNm/m
• Calcul dun tube (libération du moment aux
  extrémités)

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Section centrale (calcul élastique)
• Légère compression tangentielle N 0,8 MN/m
• Flexion constante sur 1 m de haut M 0,73 MN/m
• Calcul des contraintes en béton armé ?s 300 MPa
• Section centrale (réduction des efforts
  thermiques de 50 )
• Calcul des contraintes en béton armé ?s 150 MPa
• Seul lACI 349-1R07 traite dune estimation du
  coefficient de réduction des effets thermiques (a
  priori sans tenir compte de la participation du
  béton entre les fissures)

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Avec le ratio dacier de MAQBETH, le coefficient
  de réduction du moment vaut 0,38
• Avec participation du béton entre fissures, ce
  coefficient serait supérieur à 0,5
• Autres difficultés évolution du module avec la
  température et le fluage

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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique
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4 La maquette MAQBETH fissuration sous
gradient thermique

• Conclusions
• Dispersion moins grande que pour fissuration au
  bétonnage
• Distance entre fissures entre 368 mm et 161 mm
  pour 142 observé
• Ouverture de fissures avec ?s 300 MPa trop
  forte (0,45 à 0,23 mm)
• Ouverture de fissures avec ?s 150 MPa plus
  réaliste (sauf FIP-CEB90 et SIA qui sont trop
  faibles)
• Difficultés (non traitées dans les normes de
  caculs)
• estimation du module (évolution dans le temps et
  en fonction de la température)
• Réduction de linertie du fait de la fissuration
• Ferraillage important et enrobage faible

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5. Conclusions - Les principaux paramètres

• Essai LCPC
• pas de conclusion sur formule de fissuration
• Corrélation entre teneur en eau et déformations à
  étudier
• Essai MAQBETH
• Domaine de validité des formules règlementaires
  (enrobage faible et ratio de ferraillage élevé)
• Évolution du module (température et fluage)
• Réduction des sections et inerties avec la
  fissuration
• Essais galeries de Civaux
• Hors du domaine de validité des formules
  règlementaires (enrobage fort et ferraillage
  faible lt ferraillage mini en traction)
• Seul EN1992-3 donne un ordre de grandeur cohérent

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5. Conclusions - Les principaux paramètres

• Paramètres communs aux autres type de
  fissurations
• Résistance en traction fctm ou fct,eff
• Adhérence acier béton ?bd
• Ratio dacier ?s (As / Ac,eff)
• Diamètre des aciers ?
• Enrobage c et espacement s
• Contrainte dans les aciers ?s
• Localisation des fissures (réduction de Ac,eff)
• Phase de formation de fissures

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5. Conclusions - Les principaux paramètres

• Paramètres spécifiques au THM
• Détermination des déformations imposées
• Calcul de températures et de retrait endogène
  ? ? ??
• Calcul de teneur en eau ou dhumidité relative
  dans la paroi ? K ?Rh
• Calcul des contraintes selon les bridages
• EN1992-3 ou ACI 207
• Calcul élastique (Eléments finis ou Rdm) plus
  coefficient de réduction pour tenir compte de
  fissuration
• Difficultés
• évolution du module Eceff (avec ? ou avec le
  temps au jeune âge ou avec le temps en fluage
• Estimation des réductions de section ou dinertie