Dalles sans effort normal

Au total 11 dalles sans pré-effort normal de compression ou de traction ont été testées dans notre étude. Ce sont les dalles de la série I à VI présentées précédemment en section 3.1.

Ce programme expérimental est constitué de neuf dalles de dimensions 4×2.6×0.3 m (dalles S1 à S5 et dalles S8 à S10) et de deux dalles de dimensions 4×2.6 m et d’épaisseur variable soit 0.35m pour la dalle S6 et 0.4m pour la dalle S7. Toutes les dalles sont simplement appuyées sur quatre côtés. Les renforts longitudinaux et transversaux ont été conçus de façon à assurer qu’une rupture par flexion ne précède pas celle par cisaillement. Les valeurs de hauteurs utiles (dl et dt, sens longitudinal et transversal) ainsi que les taux d’armatures pour chaque dalles sont donnés dans le Tableau 3-2.

 Dans la série I (S2, S8), les deux dalles ont les mêmes propriétés géométriques et les mêmes propriétés du ferraillage (taux d’armatures longitudinales et transversales identiques). Cependant, un béton de classe C40/50 a été utilisé dans la confection de la dalle S8 contrairement à un béton de classe C20/25 pour la dalle S2. Cette différence de classe de résistance de béton permettra d’étudier l'influence de la résistance en compression du béton sur le comportement au cisaillement des dalles. Il est à noter que des classes de béton plus élevées que du C40/50 n’ont pas été analysées dans notre étude en raison de la capacité limite du vérin qui est de 200 tonnes. Aller au-delà pourrait conduire à des capacités en cisaillement supérieures à la capacité maximale du vérin.

 Dans la série II (S2, S6 et S7), les trois dalles comme mentionné précédemment sont de même longueur et largeur (4×2.6 m). L’arrangement des armatures longitudinales et transversales est identique dans les trois spécimens (nombre de barres, diamètres et espacements). Cependant, ces trois dalles ont des épaisseurs différentes soit

respectivement 300mm, 350mm et 400mm. Cette différence entre les épaisseurs des dalles explique pourquoi leurs taux d’armatures sont différents. Les hauteurs effectives dl

associées aux épaisseurs des dalles S2, S6 et S7 sont respectivement de 268mm, 317mm et 368 mm. La distance de nu à nu de la charge au support av étant maintenue constante à 560mm, alors une variation du ratio d’élancement av/dl est obtenue soit respectivement 2.1, 1.8 et 1.5 respectivement pour les dalles S2, S6 et S7. Ceci permettra d’étudier l’influence de ce paramètre sur le comportement au cisaillement des dalles. Il est à noter qu’on a gardé dans notre étude une épaisseur maximale de 40 cm compte tenu également de la capacité limite du vérin. Dans les centrales nucléaires les épaisseurs peuvent aller au-delà (60cm à 1m).

 Dans la série III (S1, S4 et S5), les trois dalles ont un taux d'armature transversale similaire (ρ_t = 0.854 % pour S1 et S2, ρ_t = 0.837 % pour S5) tandis que les taux d’armatures longitudinales sont différents, le but étant d’étudier l’influence du ferraillage longitudinal sur le comportement au cisaillement des dalles. Ces dalles sont renforcées transversalement à l'aide de barres de diamètre Ø20 espacées de 150mm. Le renforcement longitudinal est composé de barres espacées également de 150mm mais de diamètres différents. Les taux d'armatures longitudinales des trois dalles S1, S4 et S5 sont respectivement de ρ_l = 1.223 % (barres de Ø25), ρ_l= 1.003 % (barres de Ø25/20 alternées) et ρ_l = 1.551 % (2Ø20, soit 2 barres de Ø20 collées). Le ferraillage a été dimensionné de façon à ce que l’occurrence de la rupture par cisaillement précède celle par flexion. Afin de mener l’étude paramétrique, nous avons conservé le même pourcentage d'accroissement de taux de renforcement longitudinal qui est d'environ 25%, d'où les valeurs choisies dans notre étude qui sont de 1%, 1.223% et 1.551%. Une valeur minimale de 1% comme c’est le cas dans les centrales nucléaires a été considérée.

 Dans la série IV (S1, S2 et S3), les taux d'armatures longitudinales pour les trois dalles sont identiques soit ρ_l = 1.223 % , tandis que les taux d’armatures transversales sont différents, le but étant d’étudier l’influence du ferraillage transversal sur le comportement au cisaillement des dalles. Les dalles sont renforcées longitudinalement à l'aide de barres de diamètre Ø25 espacées de 150mm. Le renforcement transversal est composé de barres espacées également de 150mm mais de diamètres différents. Les taux d'armatures transversales des trois dalles S1, S2 et S3 sont respectivement de ρ_t= 0.854 % (barres de Ø20), ρ_t= 1.106 % (barres de Ø25/20 alternées) et ρ_t = 1.349 % (barres de Ø25).

 Dans la série V (S2 et S2B), les deux dalles ont les mêmes propriétés géométriques. Un même béton de classe C20/25 a également été utilisé. Cependant, un diamètre maximal de granulat de 20 mm a été utilisé pour la dalle S2B, contrairement à 11.2 mm pour la dalle S2. L'objectif étant d'évaluer l'influence de la taille maximale des granulats sur le comportement au cisaillement des dalles. Il est à noter que toutes les dalles de notre étude excepté la dalle S2B ont un diamètre maximal de granulats de 11.2 mm. Une taille d'agrégat relativement petite est utilisée pour faciliter la mise en place du béton pendant le coulage des dalles. De gros diamètres de granulats pourraient rendre difficile le passage du béton à travers les armatures, ce qui pourrait conduire à un béton non homogène. Les agrégats utilisés sont de type calcaire.

 Enfin, dans la série VI (S2, S9 et S10), les trois dalles ont des arrangements d’armatures longitudinales et transversales identiques. Ces dalles sont cependant testées avec des longueurs différentes de plaque de chargement afin d'étudier l’influence sur le comportement au cisaillement de la longueur de plaque de charge. Les dimensions des plaques de charge utilisées pour les essais des dalles S2, S9 et S10 sont respectivement de 0.6x0.15m, 0.7x0.15m et 0.8x0.15m. Cette différence entre les longueurs de plaque de charge explique pourquoi leurs taux d’armatures sont différents (ρ = A_s/(b_eff× d)).

La taille des charges sur les dalles dans les bâtiments nucléaires varie en fonction du type et de la taille de l'équipement considéré. Une plaque de charge de dimensions 600 mm x 150 mm a été choisie en majorité pour toutes les dalles (700 mm x 150 mm et 800 mm x 150 mm pour S9 et S10) non liée à la taille des charges sur les dalles dans les bâtiments nucléaires mais liée au mode de défaillance souhaité. En effet, pour éviter une éventuelle rupture par poinçonnement au lieu d'une rupture escomptée par cisaillement, la taille de la zone de charge a été prise suffisamment grande. Une étude préliminaire a été réalisée, une modélisation numérique de base et des calculs analytiques effectués au préalable, pour s'assurer que la taille de charge considérée conduit bien à un mode de rupture par cisaillement.

Les propriétés géométriques et les schémas de ferraillage des dalles sont donnés sur la Figure 3.12. Il est à noter que les propriétés géométriques et de ferraillage des dalles S2B, S8, S9 et S10 sont identiques à celles de la dalle S2. Il est à noter que 10 jauges de déformation ont été placées à proximité de l’appui sur les armatures longitudinales pour capturer le cisaillement, et 4 jauges placées à proximité de la charge sur des armatures longitudinales et transversales pour capturer la flexion et vérifier si les aciers plastifient ou pas à la rupture.

Séries Dalles 𝝆𝒍

Tableau 3-2 : Données des paramètres des dalles sans effort normal

Figure 3.12 :Données géométriques et schémas de ferraillage des dalles sans effort normal