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Principes de sécurité[ modifier modifier le code ] Avant que les méthodes de calcul semi-probabilistes modernes deviennent la règle générale, les calculs de structure étaient basés sur le principe déterministe des coefficients de sécurité. Le coefficient de sécurité était défini comme le rapport d'une contrainte admissible sur une contrainte de calcul, les contraintes admissibles étant données par la nature des matériaux, et les contraintes de calcul déduites de la résistance des matériaux RDM.

Lorsque les matériaux sont soumis à des combinaisons d'efforts, ce principe de calcul basé sur le coefficient de sécurité a montré ses limites et ses insuffisances. Un exemple significatif est celui de la cheminée soumise à son poids propre et au vent.

Avec un coefficient de sécurité égal à 2, on peut croire que chaque effort élémentaire sollicitant la structure peut être doublé sans que l'on atteigne la ruine. Le premier genre de sollicitations, qui a évolué vers l'état limite de service ELS , traite les structures dans leur fonctionnement de tous les jours, les matériaux sont sollicités dans le domaine élastique uniquement. Le second genre de sollicitations, qui a évolué vers l'état limite ultime ELU , traite les structures dans leur fonctionnement exceptionnel avant ruine, les matériaux peuvent alors atteindre le domaine plastique.

La probabilité d'atteindre et dépasser cet état est de l'ordre de à Durant la vie d'un ouvrage, celui-ci doit pouvoir résister une fois à l'ELU, cela étant l'ouvrage en ressort endommagé de façon irréversible. Ainsi, le principe de sécurité des ouvrages est aujourd'hui basé sur des notions d'analyse de fiabilité probabiliste et non plus sur des coefficients de sécurité.

Cette définition probabiliste fait intervenir des notions de spectres de sollicitation et de résistance [2]. Bien que la notion de sécurité a été complètement redéfinie, les règles de calcul modernes BAEL et Eurocode 2 emploient encore le terme de coefficient de sécurité, il faut le comprendre comme coefficient de pondération et non plus comme le définissaient les anciennes règles déterministes.

Évolution des règles de calcul[ modifier modifier le code ] Les progrès scientifiques dans la compréhension du comportement des matériaux et des phénomènes physiques ont amené les règles de calcul à évoluer. Avec l'évolution de la notion de sécurité et des progrès scientifiques, les modèles de calcul se sont rapprochés du comportement réel, non linéaire, des matériaux.

Les règles de calcul du béton armé aux états limites de BAEL80 ont été les premières à intégrer pleinement le modèle de comportement non linéaire des matériaux. L'Eurocode 2, qui remplace les règles BAEL depuis [4] , est dans la lignée des règles de calcul modernes intégrant les notions probabilistes de sécurité et les comportements non linéaires des matériaux. Les matériaux sont employés dans leur domaine de comportement élastique.

En général pour les ouvrages courants de bâtiment, les éléments ne sont pas calculés en résistance à l'ELS [5] , ils le sont principalement pour des environnements agressifs ou lorsque les conditions de fissuration ou de déformation sont préjudiciables à la durabilité de l'ouvrage dimensionné.

Il convient cependant de vérifier la déformation de la structure à l'ELS afin de s'assurer que les limites admissibles ne sont pas dépassées. État limite ultime, ELU[ modifier modifier le code ] Dans ce mode de sollicitation, l'ouvrage est à la limite de la ruine [6] , il doit résister aux charges mais il subit des déformations irréversibles et en ressort endommagé.

Pour le béton, le diagramme contrainte déformation est habituellement une courbe parabole rectangle, un rectangle simplifié ou encore un diagramme bilinéaire [7]. Pour certains ouvrages d'exception, il est aussi possible d'utiliser des lois de comportement plus élaborées modélisant mieux la rhéologie réelle et complexe du béton.

Pour l'acier, le diagramme contrainte déformation est habituellement un diagramme bilinéaire, une droite ayant pour pente le module d'élasticité, limitée par les zones plastiques horizontales ou incurvées [8].

Le lecteur intéressé pourra se reporter aux ouvrages spécialisés [9]. En général pour les ouvrages courants de bâtiment, les éléments sont calculés uniquement à l'ELU [5] avec les lois de comportement simples.

Calcul[ modifier modifier le code ] Le calcul d'un ouvrage en béton armé ne se limite pas à la seule maîtrise du calcul du béton armé. Outre une bonne maîtrise de la mécanique des milieux continus et de la résistance des matériaux, cela nécessite aussi la compréhension des phénomènes physiques qui engendrent les efforts sur l'ouvrage hydrostatique, mécanique des sols, effets du vent sur les structures, phénomènes vibratoires, rhéologie des matériaux, limites des modèles de calcul, etc.

Les modèles de comportement linéaire simples, utilisés à l'origine pour dimensionner le béton, ont aujourd'hui cédé la place à des modèles rhéologiques beaucoup plus complexes, mais plus proches du comportement réel des matériaux.

Ces progrès scientifiques et techniques ont permis de réduire les quantités de matière nécessaires à la construction des ouvrages, et donc de réaliser des économies substantielles. Le calcul du béton armé est bien trop complexe pour être expliqué en quelques lignes dans cet article.

Le lecteur intéressé par le dimensionnement du béton armé pourra se reporter aux ouvrages spécialisés et aux règles de calcul du béton armé. Les cours cités dans les liens externes constituent une première introduction au calcul du béton armé. Dispositions courantes de ferraillage[ modifier modifier le code ] Façonnage du ferraillage d'une semelle sur le chantier du nouvel aéroport international de Ouagadougou.

Dans certains cas où le béton est fortement comprimé, par exemple des poutres fortement fléchies ou certains poteaux dont la géométrie est fixée par l'architecture de l'ouvrage, il arrive que le béton seul ne soit pas suffisant pour résister aux efforts de compression. Les dispositions indiquées ci-après concernent uniquement les aciers principaux. Poutres et entretoises en béton armé supportant le tablier d'un pont en arc en Tunisie. Construction de Les poutres sont armées par des aciers principaux longitudinaux, destinés à reprendre les efforts de traction dus à la flexion, et des aciers transversaux, cadres et épingles ou étriers , destinés à reprendre l'effort tranchant.

Les espaces entre cadres varient en fonction de l'effort tranchant [note 2] , resserrés quand l'effort tranchant est important, en général près des appuis, et plus espacés quand l'effort tranchant est faible, en général vers le milieu des poutres.

Poteaux[ modifier modifier le code ] Les poteaux sont armés par des aciers longitudinaux et des cadres transversaux destinés à limiter le flambement. Les cadres transversaux sont espacés régulièrement [note 3] et resserrés dans les zones de recouvrement avec les aciers en attente. Transport de treillis soudés sur un chantier.

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