19
Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire - Exercice N°(1) : Soit à déterminer à l’ELU, les sections d’armatures à placer dans la section rectangulaire ci-contre réalisée en béton armé de résistance à la compression à 28 jours f c28 = 25 MPa, armée par des aciers HA feE500 (type I) et soumise successivement aux valeurs du moment fléchissant suivantes : 0.193 ; 0.284 et 0.530 MN.m. Exercice N°(2) : Soit une poutre simplement appuyée avec console en béton armé de section rectangulaire, soumise à une combinaison d’actions permanente et d’exploitation comme le montre la figure ci-contre, on vous demande de calculer le ferraillage longitudinal de cette poutre à l’E.L.U avec schéma de ferraillage correspondant. Données : G = 40 KN/m. Q = 32 KN/m. G 1 = 30 KN/m. Q 1 = 30 KN/m. G 2 = 54 KN. Q 2 = 46 KN. Béton : f c28 = 30 MPa Acier : Fe E500 (Type I). Université Larbi Ben M’Hidi de Oum El Bouaghi Faculté des Sciences et des sciences appliquées Département de Génie Civil 3 ème année Licence Génie Civil Année universitaire : 2019 2020 Module : Béton armé II 60 cm 30 cm 55 5 A s 50 30 55 cm Coupe 1-1 A s 40 30 45 cm Coupe 2-2 Q1 G1 5,00 m Q G 2,00 m Q2 G2 A B 1 1 2 2 Q1

Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

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Page 1: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire -

Exercice N°(1) :

Soit à déterminer à l’ELU, les sections d’armatures à placer dans la section rectangulaire ci-contre

réalisée en béton armé de résistance à la compression à 28 jours fc28 = 25 MPa, armée par des aciers

HA feE500 (type I) et soumise successivement aux valeurs du moment fléchissant suivantes :

0.193 ; 0.284 et 0.530 MN.m.

Exercice N°(2) :

Soit une poutre simplement appuyée avec console en béton armé de section rectangulaire, soumise à

une combinaison d’actions permanente et d’exploitation comme le montre la figure ci-contre, on vous

demande de calculer le ferraillage longitudinal de cette poutre à l’E.L.U avec schéma de ferraillage

correspondant.

Données :

G = 40 KN/m. Q = 32 KN/m.

G1 = 30 KN/m. Q1 = 30 KN/m.

G2 = 54 KN. Q2 = 46 KN.

Béton :

fc28 = 30 MPa

Acier :

Fe E500 (Type I).

Université Larbi Ben M’Hidi de Oum El Bouaghi

Faculté des Sciences et des sciences appliquées

Département de Génie Civil

3ème

année Licence Génie Civil

Année universitaire : 2019 – 2020

Module : Béton armé II

60 cm

30 cm

55

5

As

50

30

55 cm

Coupe 1-1

As

40

30

45 cm

Coupe 2-2

Q1 G1

5,00 m

Q

G

2,00 m

Q2

G2

A B

1

1

2

2

Q1

Page 2: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Solutions :

Exercice N° (1) :

Paramètres de calcul

b = 0.3 m ; h = 0.6 m ; d = 0.55 m ; d’= 0.05 m

fc28 = 25 MPa ; fbu = 14.2 MPa ; fe = 500 MPa

l = 500/200x1.15 = 2.174 ‰

l = 3.5/(3.5+2.174) = 0.6168

l = 0.8 x 0.6168(1-0.4 x 0.6168) = 0.371

sc = fe/1.15 = 500/1.15 = 435 MPa

N01 N

02 N

03

Mu (MN.m) 0.193 0.284 0.530

= Mu/b.d².fbu 0.150 0.220 0.411

Cas 0.186

Pivot A

0.186 l

Pivot B sans Asc

l

Pivot B avec Asc

0.200 0.314 l = 0.617

Z 0.506 m 0.480 0.414

Ast 8.80 cm² 13.58 cm² 28.94 cm²

Asc 2.39 cm²

Choix de barres 6T14 (9,24 cm2) 7T16 (14,07 cm

2) 5T16 + 4T25 (29,69 cm

2)

3T12 (3,39 cm2)

Exercice N°(2) :

1. Calcul des efforts internes :

qu = 1,35G + 1,50Q = 1,35x40 + 1,50x32

→ qu = 102 KN/m

qu1 = 1,35G1 + 1,50Q1 = 1,35x30 + 1,50x30

→ qu1 = 85,5 KN/m

Pu = 1,35G2 + 1,50Q2 = 1,35x54 + 1,50x46

→ Pu = 141,9 KN

Au niveau de cette poutre, on a deux sections dangereuses :

Section N°1 : au niveau de la travée :

Réaction : VA =

l

lP

l

lqlq uuu 1

2

11

22

ELU : VA= 164,04 KN

Le moment à une distance x de l’appui A, a pour expression : 2

)(2xq

xVxM u

A

ELU : x0 = 1,61 m → max

UM 131,91 KN.m > 0

Q1

5,00 m

Q

G G1

2,00 m

Q2

G2

A B

Page 3: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Section N°2 : sur appui, au niveau de l’encastrement de la console (à x = 2,00 m),

Mmax = 1

211 Pl

2

lq < 0

Mu= 454,8 KN.m

2. calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU :

MPa 1785,0

28 bu

b

c

bu ff

f

s = 15,1

500

s

fe

= 434,78 MPa

Section N°1 : Mu = 131,91 KN.m (M > 0 → partie tendue en bas)

Le moment reduit :

103,017)50(30

1091,131

² 2

3

buo

u

fdb

M

< 0.186 pivot A s = 10 % s = MPafe

s

78,43415,1

500

136,0 )21(125,1

28,474,01 cmdZ

Donc, la quantité d’armature tendue sera égale à :

2 42,6 cm

Z

MA

s

u

s

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

228

min 66,123,0

cmf

dfbAA

e

to

s Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 2,4 MPa

Condition vérifiée.

Dispositions Constructives :

L’armature inférieure : Aadoptée = AS (6T12) = 6,79 cm2

L’armature supérieure (de montage) : A’s (3T12) = 3,39 cm2

Section N°2 : Mu = 454,8 KN.m (M < 0 → partie tendue en haut)

Le moment reduit :

557,017)40(30

108,454

² 2

3

buo

u

fdb

M

> 0.186 pivot B on calcule μl = 0,8αl(1 – 0,4αl)

D’après le théorème des triangles semblables, on a : l00

0

000

l5,3

5,3

et l = 510215,1

500

xxE

fe

ss

= 2,17 x 10-3 = 2,17 ‰

αl = 0,617

μl = 0,372

On remarque que μ = 0,557 > μl = 0,372 section doublement armée (As’≠ 0)

Page 4: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Moment absorbé par le béton seul :

Ml = μl b d2 fbu = 0,372 x 30 x 40

2 x 17

Ml = 303552 N.m = 303,552 KN.m

Donc ; la section d’armature tendue sera égale à :

78,434)540(

10)552,3038,454(

78,43440753,0

10552,303

753.0617.04,014,01)(

33

'

x

xx

xA

xavecdd

MM

d

MA

s

ll

s

lu

sl

l

s

As = 23,18 + 9,94 As = 33,12 cm2

Et la section d’armature comprimée sera égale à :

D’après le théorème des triangles semblables, on a :

617,0

)40

5617,0(5.3)(5,3

'

000

'

xd

d

l

l

s

s’= 2,79 ‰ > l = 2,17 ‰ σs

’= MPa

fe

s

78,43415,1

500

78,434)540(

10)552,3038,454( 3'

x

xAs

As’ = 9,94 cm

2

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

228

min 32,123,0

cmf

dfbAA

e

to

s Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 2,4 MPa

Dispositions Constructives :

L’armature supérieure : Aadoptée = AS(7T25) = 34,36cm2

L’armature inférieure : A’s (9T12) = 10,18 cm2

''

'

)( s

lus

dd

MMA

55 cm

30 cm

6T12

3T12

(Cadre + étrier)T8

45 cm

30 cm

9T12

7T25

(Cadre + étrier)T8

Page 5: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Série N°(4) : flexion simple à l’ELU - section en Té -

Exercice N° (1) :

Déterminer les armatures à l’E.L.U.R de la section en BA sous forme de T, montrée sur la

figure ci-dessous sollicitée en flexion simple et dont les caractéristiques sont les suivantes :

Matériaux :

béton : fc28 = 16 MPa.

acier : HA fe = 400 MPa (type 1);

Moment appliqué : Mu = 370 000 N.m

Exercice N° (2 :

Déterminer les armatures à l’E.L.U.R de la même section en BA sous forme de T, donnée dans

l’exercice N°1 sollicitée en flexion simple et dont les caractéristiques des matériaux restent

inchangeables Moment appliqué : Mu = 640 000 N.m

Exercice N°(3) :

Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une

combinaison d’actions permanente et d’exploitation comme le montre la figure ci-contre.

On vous demande de calculer le ferraillage longitudinal de cette console à l’E.L.U. et de vérifier les

contraintes à l’E.L.S. si la fissuration est non préjudiciable.

Données :

G = 25 KN/m.

Q = 20 KN/m.

Béton :

fc28 = 20 MPa

Acier :

Fe E400 (Type I)

Université Larbi Ben M’Hidi de Oum El Bouaghi

Faculté des Sciences et des sciences appliquées

Département de Génie Civil

3ème

année Licence Génie Civil

Année universitaire : 2019 – 2020

Module : Béton armé II

As

8

54

20

96

12

45

20

80 cm

55 cm

2 m

Q G

Page 6: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Solutions :

Exercice N°(1) :

1. calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU :

MPa 07,985,0

28 bu

b

c

bu ff

f

Position de l’AN :

MT = fbu . bh0.(d – h0/2) = 9,07 x 96 x 8 (54 – 4) x 10-3 → MT = 348,288 KN.m

On remarque que Mu = 370 KN.m > MT = 348,288 KN.m → l’AN est dans la nervure et le calcul se

fait pour une section en Té.

Moment developpé par les débords : Md = fbu . (b – b0).h0.(d – h0/2)

Md = 9,07 x (96 – 20) x 8 (54 – 4) x 10-3 → Md = 275,728 KN.m

Moment developpé par la nervure : Mn = Mu – Md = 370 – 275,728

→ Mn = 94,272 KN.m

Le moment reduit :

178,007,9)54(20

10272,94

² 2

3

0

bu

n

fdb

M

< 0.186 pivot A s = 10 ‰ s = 15,1

400

s

fe

= 347,83 MPa

247,0 )21(125,1

901,04,01

Donc, la quantité d’armature tendue sera égale à :

83,34754901,0

10272,94

83,347)2

854(

10728,275

)2

(

33

0

xx

x

x

xA

d

M

hd

MA

s

s

n

s

d

s

2 42,21 cmAs

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

2280

min 97,023,0

cmf

dfbAA

e

t

s Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 1,56 MPa Condition

vérifiée

Page 7: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Donc, l’armature inférieure : Aadoptée(7T20) = 21,99 cm2

l’armature supérieure (armature de montage) : A’s (3T12) = 3,39 cm2

Exercice N°(2) :

Calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU :

MPa 07,985,0

28 bu

b

c

bu ff

f

Position de l’AN :

MT = fbu . bh0.(d – h0/2) = 9,07 x 96 x 8 (54 – 4) x 10-3

→ MT = 348,288 KN.m

On remarque que Mu = 640 KN.m > MT = 348,288 KN.m → l’AN est dans la nervure et le calcul se

fait pour une section en Té.

Moment developpé par les débords : Md = fbu . (b – b0).h0.(d – h0/2)

Md = 9,07 x (96 – 20) x 8 (54 – 4) x 10-3 → Md = 275,728 KN.m

Moment developpé par la nervure : Mn = Mu – Md = 640 – 275,728

→ Mn = 364,272 KN.m

Le moment reduit :

689,007,9)54(20

10272,364

² 2

3

0

bu

n

fdb

M

60 cm

20 cm

7T20

3T12

(Cadre + étrier)T8

96 cm

8

Page 8: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

> 0.186 pivot B on calcule μl = 0,8αl(1 – 0,4αl)

D’après le théorème des triangles semblables, on a :

l000

000

l5,3

5,3

et l = 5

ss 10x2x15,1

400

E

fe

= 1,74 x 10

-3 = 1,74 ‰

αl = 0,668 μl = 0,392

On remarque que μ = 0,689 > μl = 0,392 section doublement armée (As’≠ 0)

Moment absorbé par le béton seul :

Ml = μl b0 d2 fbu = 0,392 x 20 x 54

2 x 9,07

Ml = 207353 N.m = 207,353 KN.m

Donc la section d’armature comprimée sera égale à :

D’après le théorème des triangles semblables, on a : 668,0

)54

6668,0(5.3)(5,3

'

000

'

xd

d

l

l

s

s’= 3,01 ‰ > l = 1,74 ‰ σs

’= MPa

fe

s

83,34715,1

400

2

3' 4,9

83,347)654(

10)353,207272,364(cm

x

xAs

Et la section d’armature tendue sera égale à :

83,347)654(

10)353,207272,364(

83,34754733,0

10353,207

83,347)2

854(

10728,275

733.0668.04,014,01)(

)2

(

333

'0

x

xx

x

x

xA

xavecdd

MM

d

M

hd

MA

s

ll

s

ln

sl

l

s

d

s

As = 15,85 + 15,06 + 9,40 As = 40,31 cm2

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

2280

min 97,023,0

cmf

dfbAA

e

t

s Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 1,56 MPa Condition

vérifiée.

's

'ln'

s)dd(

MMA

Page 9: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Donc, l’armature inférieure : Aadoptée(13T20) = 40,84 cm2

l’armature supérieure (armature de montage) : A’s (3T20) = 9,42 cm2

Exercice N°(3) :

1. Calcul des efforts internes :

qu = 1,35G + 1,50Q

= 1,35x25 + 1.5x20

qu = 63,75 KN/m

qser = G + Q = 25 + 20

qser = 45 KN/m

à x = 0 m (section d’encastrement) → Mmax

=

2

2

q l et

Mu = - 127,5 KN.m

Mser = - 90 KN.m

Puisque le moment M < 0, les fibres tendues dans la section en Té seront en haut par rapport à l’A.N.

et les fibres comprimées seront en bas donc la forme en Té sera dans la partie tendue qui est selon les

hypothèses du BAEL à l’ELU négligée → le calcul se fait pour une section rectangulaire (b0 x d)

2. Calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU :

280,8511,33 MPac

bu bu

b

ff f

Le moment reduit :

3

2

0

127,5.100,225

² 20 (50) 11,33bu

Mu

b d f

60 cm

20 cm

13T20

3T20

(Cadre + étrier)T8

96 cm

8

As

AN

b0

M < 0

d

Partie comprimée du

béton

Page 10: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

> 0.186 pivot B on calcule μl = 0,8αl(1 – 0,4αl)

D’après le théorème des triangles semblables, on a :

l000

000

l5,3

5,3

et l = 5

400

1,15 2 10s s

fe

E x x = 1,74 x 10

-3 = 1,74 ‰

αl = 0,668 μl = 0,392

On remarque que μ = 0,225 < μl = 0,392 section simplement armée (As’= 0)

s = 15,1

400fe

s

= 347,83 Mpa

1,25 1 (1 2 ) 0,323

1 0,4 43.55 Z d cm

28,42 U

s

s

MA cm

Z

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

20 28min

0,231,04 t

s

e

b dfA A cm

f

Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 1,8 MPa

Dispositions constructives :

L’armature supérieure :

Aadoptée(6T14) = 9,24cm2

L’armature inférieure : montage

A’s (3T12) = 3,39 cm2

55 cm

20 cm

3T12

6T14

(Cadre + étrier)T8

80 cm

12

Page 11: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

3. vérification des contraintes à l’ELS :

Mser = 90 KN.m et As = 9,24 cm2

Puisque la fissuration est peu préjudiciable, il faut vérifier la condition : bc 0.6 fc28 = 12 MPa

Position de l’AN:

0)yd(A15yb2

1s

2 210 138,6 6930 0y y

544,44 y = 20,29 cm

Moment d’inertie :

)yd(A153

byI 2

s

3

I = 178 027,15 cm

4

6

4

90 10 20,29 10

178027,15 10bc

x x x

x = 10,26 MPa < 12 MPa (condition vérifiée)

6

4

( ) 15 90 10 (50 20,29) 10225,3

178027,15 10

serst

n M d yMPa

I

Page 12: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Série N°(5) : flexion simple à l’ELS

Exercice N°(1) :

Vérifiez l'état limite service pour une section (25 × 50) sollicitée par un moment de flexion à l'E.L.S

Mser = 0,2 MN.m. avec fc28 = 25 MPa et FeE400 ; d' = 5 cm ;

Ast = 6T25 = 29,45 cm² ; Asc = 3T12 = 3,39 cm²

Fissuration préjudiciable.

Exercice N°(2) :

Vérifiez l'état limite de service pour une section en Té dont les dimensions

sont représentées ci-dessous, sollicitée par un moment de flexion

à l'E.L.S Mser = 520,625 KN.m.

fc28 = 28 MPa et FeE 400 (type I) ;

As = 36,06 cm² ;

Fissuration non préjudiciable.

Exercice N°(3) :

Soit une section rectangulaire en béton armé, soumise à un moment de flexion à l’ELU : MU = 306

KN.m et à l’ELS : Mser = 217,5 KN.m comme le montre la figure ci-contre, on vous demande de :

Calculer le ferraillage longitudinal à l’E.L.U.

Vérifier les contraintes à l’E.L.S. si la fissuration est nuisible.

Recalculer le ferraillage longitudinal à l’E.L.S. si les contraintes ne vérifient pas.

faire le schéma de ferraillage correspondant.

Béton : fc28 = 28 MPa Acier : Fe E400 (Type I)

Exercice N°(4) ;

Soit une section rectangulaire en béton armé, soumise à un moment de flexion à l’ELU :

MU = 0,364 MN.m et Mser = 0,251 MN.m comme le montre la figure ci-contre, on demande de :

Calculer le ferraillage longitudinal à l’Etat Limite Ultime (E.L.U.) et de faire le schéma de

ferraillage correspondant.

Vérifier les contraintes à l’E.L.S. si la fissuration est nuisible.

Recalculer les armatures si les contraintes ne sont pas vérifiées.

Béton : Acier :

fc28 = 20 MPa Fe E400 (Type I)

Université Larbi Ben M’Hidi de Oum El Bouaghi

Faculté des Sciences et des sciences appliquées

Département de Génie Civil

3ème

année Licence Génie Civil

Année universitaire : 2019 – 2020

Module : Béton armé II

As

8

65

30

75 cm

70 cm

As

60

54

30

30

70

65

Page 13: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Solutions :

Exercice N°(1) :

Il faut vérifier les deux conditions :

1).bc 0.6 fc28 = 15 MPa

2).st st

Position de l’AN:

2 '30 ( ') 30 ( ) 0 s sby A y d A d y 225 15 3.39( 5) 15 29.45(45 ) 0y x y y

225 985,2 40265 0y y

2235,45

y = 25,01 cm

Moment d’inertie :

3' 2 215 ( ') 15 ( )

3s s

byI A y d A d y

I = 327 248,34 cm

4

9

4

0,2 10 25,01 10

327248,34 10bc

x x x

x = 15,3 MPa > 15 MPa (non vérifiée)

La contrainte de traction dans les aciers:

9

4

( ) 15 0,2 10 (45 25,01) 10183,25

327248,34 10

serst

n M d yMPa

I

Puisque la fissuration est nuisible 28

2min , 110

3s tfe f

f t28 = 0.6 + 0.06fc28 = 2.1 MPa = 1,6 (acier à haute adhérence).

min 266,66 ; 201,63 201,63MPa.s

183,25 201,63sst MPa MPa condition vérifiée

La contrainte de compression dans les aciers:

9

4

( ') 15 0,2 10 (25,01 5) 10183,44

327248,34 10

sersc

n M y dMPa

I

Exercice N°(2) :

Vérification des contraintes à l’ELS :

Mser = 520,625 KN.m et As = 36,06 cm2

Position de l’AN:

0)yd(A15by2

1s

2 0)y65(06,3615y5,37 2

05,35158y9,540y5,37 2 31,2359

y = 24,25 cm > h0 = 8 cm L’AN est dans la nervure

As

8

65

30

75 cm

70 cm

Page 14: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

L’équilibre des moments statiques : 0)yd(A15)2

hy(h)bb(yb

2

1s

000

20

05,36598y9,900y15 2 22,1734 y = 27,78 cm

Moment d’inertie :

)yd(A153

)hy)(bb(

3

byI 2

s

300

3

I = 1 169 206,1 cm

4

1) La contrainte de compression dans le béton :

I

y.Mserbc

4

6

10x1,1169206

10x78,27x10x625,520 = 12,37 MPa 0,6fc28 = 16,8 MPa (vérifiée)

2) La contrainte de traction dans les aciers:

MPa 6,248101,1169206

10)78,2765(10625,52015

I

)yd(M n

4

6ser

st

Puisque la fissuration est peu nuisible, il n’ya pas de limitation de la contrainte st

Exercice N°(3) :

1. calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU : Mu= 306 KN.m

MPa 87,15ff85,0

f bub

28cbu

s = 15,1

400fe

s

= 347,83 MPa

Le moment reduit :

152,087,15)65(30

10306

f²db

M

2

3

buo

u

< 0.186 pivot A s = 10 s = s

fe

207,0 )21(125,1

cm 62,594,01dZ

2

s

us cm 76,14

Z

MA

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

2

e

28tomins cm 56,2

f

dfb23,0AA Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 2,28 MPa Condition

vérifiée.

2. vérification des contraintes à l’ELS : Mser = 217,5 KN.m et As = 14,76 cm2

Position de l’AN:

0)yd(A15yb2

1s

20

215 221,4 14391 0y y

955,24 y = 24,46 cm

Page 15: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Moment d’inertie :

)yd(A153

ybI 2

s

30 I = 510 211,16

cm

4

a) La contrainte de compression dans le béton :

6

4

217,5 10 24,46 10

510211,16 10bc

x x x

x = 10,43 MPa < 16,8 MPa (vérifiée)

b) La contrainte de traction dans les aciers: 6

4

( ) 15 217,5 10 (65 24,46) 10259,23

510211,16 10

serst

n M d yMPa

I

Puisque la fissuration est nuisible, il faut que :

st

28ts f110 , fe3

2min min 266,67 , 210,1 210,1 MPa.

On remarque que st = 259, 23 MPa > s 210,1 MPa. Il faut recalculer le ferraillage à l’E.L.S.

3. Recalculer As à l’ELS :

Calcul de αs en utilisant la méthode analytique :

On calcule λ = 1 + (30 Mser/(bd2 σs)) = 1,245

puis cos φ = λ-3/2

= 0,720 φ = 43,95° ;

On trouve αs = 1 + 2√ λ .cos (240° + φ /3) =0,409.

Calcul de αs en utilisant l’abaque:

On calcule

3

22

15 217,5 100,123

30 65 210,1

ser

s

nM x x

x xbd

et de l’abaque, on tire αs = 0,41

Et ensuite on calcule

32217,5 10

18,450.41

65 210,1(1 )(1 )33

serS

ss

M xA cm

xd

Vérification de la contrainte dans le béton :

210,1 0,419,73

(1 ) 15(1 0.41)

s sbc

s

xMPa

n

16,8 MPa

4. Dispositions Constructives :

L’armature inférieure :

Aadopt = AS(6T20) = 18,85 cm2

L’armature supérieure (de montage) :

A’sadopt (3T12) = 3,39 cm2

70 cm

30 cm

3T12

6T20

(Cadre + étrier)T8

Page 16: Série N°(3) : flexion simple à l’ELU - section rectangulaire...Soit une poutre console en béton armé de 2 m de portée et de section en Té, soumise à une combinaison d’actions

Exercice N°(4) :

1. calcul du ferraillage longitudinal à l’ELU :

MPa 33,1185,0

28 bu

b

c

bu ff

f

Le moment reduit :

367,033,11)54(30

10.364,0

² 2

6

bufbd

Mu

> 0.186 pivot B on calcule μl = 0,8αl(1 – 0,4αl)

D’après le théorème des triangles semblables, on a : l00

0

000

l5,3

5,3

et l = 510215,1

400

xxE

fe

ss

= 1,74 x 10-3

= 1,74 ‰

αl = 0,668 μl = 0,392

On remarque que μ = 0,367 < μl = 0,392 section simplement armée (As’ = 0) s > l

s = 15,1

400

s

fe

= 347,83 MPa

605,0 )21(125,1

758,04,01

Donc, la quantité d’armature tendue sera égale à :

83,34754758,0

10364,0

6

xx

x

d

MA

s

u

s

→ 2 57,25 cmAs

CCoonnddiittiioonn ddee nnoonn ffrraaggiilliittéé ::

228

min 68,123,0

cmf

bdfAA

e

t

s Avec ; ft28 = 0.6 + 0.06fc28 = 1,8 MPa Condition

vérifiée.

Dispositions constructives :

L’armature inférieure :

Aadoptée(5T20 + 5T16) = 15,71 + 10,05 = 25,76 cm2

L’armature supérieure : (montage)

A’s (3T12) = 3,39 cm2

60 cm

30 cm

5T20 + 5T16

3T12

(Cadre + étrier)T8

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2. Vérification des contraintes à l’ELS :

Mser = 0.251 MN.m

Position de l’AN:

0)(152

1 2 ydAby s06,208654,38615 2 yy

74,1183

y = 26,58 cm

Moment d’inertie :

)(153

23

ydAby

I s

I = 478 304,06 cm

4

a) La contrainte de compression dans le béton :

4

9

1006,478304

1058,2610251,0

x

xxx

I

yM ser

bc = 13,95 MPa > 286,0 cb f = 12 MPa (non vérifiée)

Il faut augmenter les dimensions de coffrage de la section ou introduire des aciers comprimés

b) La contrainte de traction dans les aciers:

Fissuration nuisible

28ts f011 , fe3

2min

= 1,6 (acier à haute adhérence).

min 266,66 ; 186,68 186,68MPa.s

9

4

( ) 15 0,251 10 (54 26,58) 10215,84 186,68MPa

478304,06 10

serst s

n M d yMPa

I

(non

vérifiée)

Il faut recalculer le ferraillage à l’E.L.S.

3. Recalculer le ferraillage à l’ELS :

La position limite de l’axe neutre : 15 15 12

0,49115 12 186,6815

s bcs

bc st

y x

d x

Le moment résistant béton, Mrb,:

2 (1 )2 3

bc srb sM b d

= 215,536 KN.m

On remarque que Mser = 251 KN.m > Mrb = 215,536 KN.m section doublement armée (A’s ≠ 0).

Donc, la quantité d’armature tendue sera égale à :

As =

= 29,53 cm

2

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Et la quantité d’armature comprimée sera égale à :

sc

rbser

dd

MMA

s

)( '

' avec ;

'15 ( )bc s

sc

s

d

d

= 139,26 MPa

A’s = 5,31 cm2

Dispositions constructives :

L’armature supérieure comprimée :

A’adoptée(3T16) = 6,03 cm2

L’armature inférieure tendue :

Aadoptée(6T20 + 6T16) = 18,85 + 12,06 = 30,91 cm2

60 cm

30 cm

6T20 + 6T16

3T16

(Cadre + étrier)T8

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