Fer a Béton (Armature)

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Fer a Béton (Armature)

Tout savoir sur le fer à béton et son utilisation

Le fer à béton est également appelé barre d’armature et, comme son nom l’indique, il est principalement utilisé pour le renforcement du béton. Si son utilisation est quasi nécessaire en maçonnerie, on peut également le retrouv12er dans le jardinage.

Un matériau nécessaire en maçonnerie

Le fer à béton est réalisé en acier, un mélange de fer et de carbone. Il est présenté avec un diamètre variant entre 6 et 50 mm et se distingue par une surface nervurée. Cette dernière permet notamment à la barre d’armature de bien adhérer avec le béton.

En effet, le fer à béton est principalement utilisé en renforcement du béton pour lui donner un caractère “armé”. Le béton seul est une structure fragile qui a besoin d’une armature pour être à la fois résistant et souple. En d’autres termes, le béton peut être sujet à la rupture mais lorsqu’il est protégé d’une armature il se révèle plus résistant. La manipulation du fer à béton peut se faire en atelier ou sur le chantier. Dans le premier cas, on a généralement recours à la soudure pour monter l’armature. Sur le terrain, le fer en béton est généralement assemblé par ligature.

Dans le commerce, le fer en béton est proposé en barres droites ou en rouleaux. On parle de treillis soudé pour les structures préparées et préalablement soudées. Dans la même catégorie de fers prêts à l’emploi, on retrouve également les semelles, chaînages, poteaux et bien d’autres. Le recours au fer à béton intervient principalement au moment du coffrage. Petite astuce pour choisir son armature : pour renforcer son béton, il n’y a rien de tel que les fers pour supporter un poids important. Si on souhaite privilégier la prévention des fissures, préférer le treillis.

Longueur Nombre de barre / Tonne Prix /Tonne Capacité / Conteneur  Pays d’origine
 Pays de Provenance
ø 06 ø 08 ø 10 ø 12 ø 14 Transport Inclus 20 Pieds 40 Pieds  Turquie
5,80 m 777 437 280 194 142 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
5,90 m 764 430 275 191 140 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
6,00 m 751 422 270 188 138 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
7,00 m 644 362 232 161 118 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
7,50 m 601 338 216 150 110 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
8,00 m 563 317 203 141 103 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
8,50 m 530 298 191 133 97 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
9,00 m 501 282 180 125 92 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
9,10 m 495 278 178 124 91 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
9,50 m 474 267 171 119 87 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
10,00 m 451 253 162 113 83 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
10,50 m 429 241 154 107 79 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
11,00 m 410 230 147 102 75 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
11,50 m 392 220 141 98 72 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
11,80 m 382 215 137 95 70 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie
12,00 m 375 211 135 94 69 600 USD 28 Tonnes 28 Tonnes  Turquie

Dans le jardin

Fer à béton comme tuteur au jardin

Si le fer à béton est principalement utilisé en maçonnerie, il peut également être utilisé dans la réalisation de structures en extérieur. On peut notamment utiliser le fer à béton comme un véritable objet de décoration. Il suffit de faire appel à son imagination pour créer de jolis objets d’art.

Par exemple, prendre un fer à béton d’une longueur de 50 cm environ. Le plier de manière à former une sorte de pétale. En répétant l’opération cinq fois, on assemble les pétales formés et miracle, nous obtenons une jolie fleur. Il suffit ensuite d’ajouter un support et de fixer le tout avec une simple opération de soudure.

Ces nouveaux objets sont particulièrement prisés pour le jardin, et les plantes grimpantes. En poussant, les plantes suivent la structure de l’objet et forment une œuvre d’art. Il est possible de peindre le fer ou de le laisser rouiller pour un bel effet vintage. Toujours dans le jardin, on peut aussi se servir du fer à béton pour réaliser une petite arche et permettre aux plantes grimpantes de s’épanouir.

Pour cela, prévoir un fer de 6 mètres de long. Il faut ensuite le courber et l’enfoncer 60 cm dans le sol afin qu’il adhère bien. Espacer les arcs de 50 cm et les relier avec des barres en acier. Terminer en recouvrant la structure d’un grillage et les plantes se chargeront du reste.

Les caractéristiques de l’acier en béton armé et leurs caractéristiques mécaniques

Aciers pour béton armé

Mode de sollicitation des aciers dans le béton armé

Les barres d’acier sont toujours enrobées de béton et n’ont entre elles que peu de contacts. Les charges sont appliquées au béton et c’est le béton qui transmet ces charges aux aciers.

Forme optimale

C’est la forme ronde :

Car lors de la mise en œuvre, le béton doit pouvoir remplir le plus possible de volume qui lui est offert. Cette condition est plus facile à remplir quand la section est plus ramassée que si l’armature présente des angles vifs; lorsque la barre est pliée, la forme de cette section ne doit pas tellement changer; on démontre que l’adhérence béton-acier est meilleure pour les barres à section ramassée que pour les autres.

Limite d’élasticité des aciers :

Les constructeurs font toujours travailler les barres d’acier à un taux inférieur ou égal à la limite d’élasticité de cet acier. La raison principale est la suivante « l’allongement dans le sens de l’effort d’une barre s’accompagne toujours d’une contraction transversale ». En conséquence si la limite élastique de l’acier est dépassée, la contraction transversale est très importante et l’armature n’est plus adaptée à sa gaine de béton. Ce qui diminue considérablement l’adhérence acier-béton. Dès lors la construction périra à cause de ce manque d’adhérence.

Ductivité :

C’est un caractère important des aciers pour l’armature, c’est son caractère à être maniable (déformable) parce que les aciers livrés par les usines sont en barre or dans un ouvrage on doit façonner les armatures pour leur donner la forme convenable. Ce pliage à froid ne doit pas occasionner de dommage sur la qualité de l’acier donc cet acier doit avoir une certaine ductivité.

Types d’aciers pour le béton armé

On dénombre quatre (04) types d’aciers utilisés pour le béton armé :

  • Les ronds lisses
  • Les barres à haute adhérence
  • Les treillis soudés
  • Autres

Les ronds lisses

Les diamètres nominaux sont les suivants : 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32 et 40 mm

Caractéristiques mécaniques

Ces aciers sont obtenus en trois (03) nuances qui sont : Fe E 22 ; Fe E 24 ; Fe E 34

Dénomination de l’acier Limite d’élasticité  Contrainte de rupture Allongement de rupture [%]
Kgf/mm² Hbar Kgf/mm² Hbar
Fe E 22 22 21,6 33 32 22
Fe E 24 24 23,5 42 41,2 25
Fe E 34 34 33,4 60 58,9 16

Les barres à hautes adhérences

Fer à haute adhérence

On a cherché à augmenter les limites d’élasticité des aciers pour réaliser des économies pour le prix. Mains de nombreuses recherches effectuées sur les barres ont montré que si on n’améliore pas l’adhérence des aciers au béton, on s’expose à de graves inconvénients : on démontre à propos de l’étude de fissuration du béton que la largeur de la fissure augmente avec la contrainte de l’acier mais que l’adhérence de l’acier au béton fait diminuer cette largeur de fissure. Il faut que les armatures de hautes nuances soient aussi à haute adhérence.

Les nombreuses recherches effectuées sur les barres ont conduit à la conclusion suivante : les meilleures formes sont celles de cylindre portant des nervures transversales normales à l’axe ou incliné sur lui et de saillie relativement faible. Actuellement les aciers à haute nuance comprennent deux (02) classes :

  • aciers crénelés
  • aciers écrouis : aciers tors (les plus présents sur le marché) et aciers tentor.

Aciers tors : nervures longitudinales diamétralement opposé qui après laminage étaient parallèles à l’axe ensuite après torsion sont transformés en hélice circulaire.

Caractéristiques mécaniques de l’acier

Il y a quatre (04) nuances :

  • HA Fe E 40 A
  • HA Fe E 40 B
  • HA Fe E 45
  • HA Fe E 50
Dénomination de l’acier Limite d’élasticité [Kgf/mm²] Contrainte de rupture [Kgf/mm²] Allongement de rupture [%]
HA Fe E 40 A d>20 : 40 48,5 14
d<20 : 42
HA Fe E 40 B d>20 : 40 12
d<20 : 42
HA Fe E 45 45 52 12
HA Fe E 50 50 57,5 10

Les treillis soudés

C’est un grillage de fil d’acier se croisant perpendiculairement à l’intervalle régulier.
Ce sont des armatures utilisées dans les dalles, dans les murs préfabriqués, etc. les diamètres nominaux sont : 3 – 3,5 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10 – 12.

Treillis soudé en fer HA

Treillis soudé en fer lisse

Contraintes admissibles de l’acier

Les règlements stipulent que les caractères mécaniques qui constituent les bases techniques de justification de sécurité sont les limites d’élasticité nominales à la traction et à la compression. Il est admis que ces deux (02) valeurs sont égales. La limite d’élasticité visée est la limite apparente d’élasticité ou si cette dernière ne peut être saisie, la limite conventionnelle d’élasticité est à 0,2% d’allongement rémanent.

Limite d’élasticité nominale

C’est la moyenne des valeurs mesurées des limites d’élasticité diminué de deux (02) fois de la moyenne quadratique, désigné par leurs symboles  en compression et  en traction. Elle est exprimée en [bar].

Contrainte admissible

Le règlement prévoit deux (02) cas :

  • Charge + charge + action du vent
  • Charge + charge sans action du vent noté et  dans les deux cas.

Ex : HA Fe E 40 A

  • Avec le vent = 4000 Kgf/cm²
  • Sans le vent = 4000 x 2/3 = 2666 Kgf/cm²

Caractères technologiques des aciers

Caractères d’adhérence

L’aptitude d’une armature à rester solidaire du béton qui l’enrobe est caractérisée par deux (02) coefficients sans dimension :

  • coefficient de fissuration
  • coefficient de scellement

Coefficient de fissuration  –
Ceci intervient dans les calculs relatifs à la fissuration et qui prennent les valeurs suivantes :

$$\eta = \left| \begin arrayrcl 1 \rightarrow RL \ 1,3 \rightarrow HA \phi

< 6mm \ 1,6 \rightarrow HA \phi \ge 6mm \endarray \right$$

Coefficient de scellement $\displaystyle \psi_s$
Ceci intervient dans les calculs relatifs aux ancrages.

$$\psi_s = \left| \beginarrayrcl 1 \rightarrow RL \ 1,5 \rightarrow HA \endarray \right$$

Aptitude au façonnage et au soudage

L’aptitude au façonnage est déterminée par les essais de pliage ou de pliage suivi de dépliage. Ces essais permettent de déterminer le rayon minimal du mandrin (de cintrage) sur lequel les barres peuvent être cintrées si nécessaire.
Tous les aciers pourraient être soudés à condition d’y mettre le temps, les moyens et le prix.

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