Influence des armatures longitudinales et transversales

Le comportement au cisaillement des dalles sous chargement ponctuel est différent de celui des poutres. Dans les poutres, les fissures se développent perpendiculairement à la direction de la portée, tandis que dans les dalles appuyées sur quatre côtés comme dans notre étude, les fissures se développent perpendiculairement et parallèlement à la direction de la portée principale, indiquant donc la capacité des dalles à répartir la charge sur les directions longitudinales et transversales. Par conséquent, comparé au cas des poutres, les armatures transversales et longitudinales pourraient éventuellement avoir une plus grande influence sur le comportement au cisaillement des dalles sous une charge concentrée.

Pour évaluer l'influence des armatures sur le comportement au cisaillement, les dalles des séries III (S4, S1 et S5) et IV (S1, S2 et S3) ont été conçues avec respectivement différents taux d’armatures longitudinales et transversales (Tableau 3-2). Il existe deux possibilités pour faire varier les taux d’armatures: soit le nombre de barres varie et les diamètres sont maintenus constants, soit de façon inverse le diamètre des barres est modifié et le nombre de barres reste constant. Un changement dans le nombre de barres signifie que la distance entre elles sera modifiée. Dans notre étude, nous avons opté pour la seconde

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alternative. Le diamètre des barres a été modifié pour étudier l’influence des taux d’armatures.

L'espacement entre les barres est donc maintenu constant (150 mm) dans les deux directions de portée.

Les résultats obtenus pour les dalles des séries III (S4, S1 et S5) et IV (S1, S2 et S3) sont présentés sur les Figure 4.15, Figure 4.16 et le Tableau 4-4. Ces résultats indiquent une tendance pas claire de l'influence des armatures longitudinales ou transversales sur la capacité au cisaillement des dalles. Par conséquent, sur la base des données expérimentales disponibles dans cette étude, l'effet de l'armature transversale et longitudinale sur la résistance au cisaillement des dalles ne peut être quantifié. On tentera tout de même d’apporter un meilleur éclaircissement sur ce point dans la simulation numérique des dalles (4.9).

Cependant, pour la réponse charge-déplacement au cisaillement, certaines conclusions peuvent être tirées. On peut d’abord remarquer sur la Figure 4.15 une augmentation de la rigidité post-élastique des dalles à mesure que le taux d’armatures longitudinales augmente.

Cette influence sur la rigidité des dalles n'a pas été observée avec la variation du taux d’armatures transversales (Figure 4.16). Ensuite on peut également remarquer pour la dalle S5, une première chute de charge suivie d’une reprise de charge jusqu'à l'effondrement. Cela pourrait être attribué à un fort effet de goujon en raison du taux d'armatures longitudinales relativement important (l=1,551% pour S5). En effet comme mentionné précédemment en section 2.1.2.4 l’intensité du mécanisme de reprise du cisaillement par effet de goujon est accentuée par la quantité des armatures longitudinales.

Les schémas de fissuration obtenus pour les dalles des présentes séries III (S4, S1 et S5) et IV (S1, S2 et S3) sont donnés sur la Figure 4.17. Les schémas de fissurations observés sont quasi-similaires dans toutes les dalles à l’exception de la dalle S3. Comme on peut le voir pour la dalle S3, bien que le taux d’armatures transversales soit relativement élevé, un faible nombre de fissures est observé (face inférieure) et la fissuration ne se propage pas aussi loin comme il est le cas pour les autres dalles, ce qui témoigne d’une faible répartition de la charge. Cela pourrait être attribué à la très faible résistance en compression du béton qui est de 18 MPa. Le fait que la rupture ait lieu avec un faible nombre de fissures est dû à la faible liaison d'adhérence entre l'acier et le béton. En effet, dans les structures en béton armé, la force d'adhérence entre le béton et l'acier est liée aux propriétés du béton, telles que sa résistance en traction et en compression. En général, des valeurs plus élevées de résistance de béton donneront une plus grande force d’adhérence. La qualité de la liaison acier-béton a une grande influence sur la formation de fissures, leur espacement et leur largeur.

A titre de comparaison, Lantsoght et al. 2013 [19] ont montré comme discuté en section 2.1.3.1 que plus le taux d’armatures transversales est élevé (t=0.132% à t=0.258%

dans leur étude), plus cela menait à une meilleure répartition de la charge, la fissuration obtenue dans leurs dalles étant plus étendue. Une conclusion similaire pourrait également être tirée de notre étude si l’on considère les schémas de fissuration des dalles S1 et S2 (sans S3).

Il est tout de même important de souligner que les dalles analysées dans Lantsoght et al.

2013 [19] ont des résistances en compression différentes (34.5MPa pour t=0.132% et 51.6MPa pour t=0.258%) ce qui est également le cas pour les dalles S1 et S2 dans notre étude (24.1MPa pour t=0.854% et 30.9MPa pour t=1.106%). Pourtant comme abordé plus haut ces résistances en compression différentes, du fait de leur influence sur la liaison acier-béton et donc sur la formation des fissures, auraient pu jouer un rôle dans les schémas de fissuration obtenus. Il serait donc d’avantage plus intéressant dans une étude ultérieure de pouvoir analyser à nouveau la fissuration sous l’influence du taux d’armatures transversales pour des dalles ayant des résistances en compression très voisines.

Figure 4.15 :Comportement au cisaillement des dalles de la série III : Influence des armatures longitudinales

Figure 4.16 :Comportement au cisaillement des dalles de la série IV : Influence des armatures

Tableau 4-4 :Dalles série III et IV : Capacité en cisaillement normalisées

Dalles Faces inférieures Faces supérieures

S1

S2

S3

S4

S5

Figure 4.17 :Schémas de fissuration des dalles S1, S2, S3, S4 et S5 : Série III et IV

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