La plupart des structures en béton armé ne seront pas pourvues de barres renforcées de pleine longueur. La fabrication et le transport de longues barres sont difficiles, ce qui limite l’utilisation de barres d’armature de pleine longueur.
La méthode utilisée pour joindre les barres d’armature, afin que la force soit transférée efficacement d’une barre à l’autre est appelée épissage. L’intégrité de la structure en béton dépend de l’épissure correcte des barres d’armature.
Fig.1 : Épissure d’une barre d’armature
Les forces sont transférées d’une barre à l’autre par des liaisons dans le béton. La force est d’abord transférée au béton par la liaison d’une barre, puis elle est transférée à l’autre barre formant l’épissure par la liaison entre celle-ci et le béton. Ainsi, le béton au point d’épissure est soumis à des contraintes élevées de cisaillement et de fendage qui peuvent provoquer des fissures dans le béton. Une épissure correctement conçue est l’élément clé de la transmission des forces à travers les barres de renforcement en créant un chemin de charge approprié.
Fig.2: Étriers aux points d’épissure
Méthodes d’épissure des barres d’armature
- Épissure à recouvrement
- Épissure mécanique
- Épissure soudée
En Inde, l’exigence d’épissure des barres d’armature est couverte par la norme IS456 cl.25.2.5. Le code spécifie également que l’épissure des éléments de flexion ne doit pas se faire aux sections où le moment de flexion est supérieur à 50% du moment de résistance, et pas plus de 50% des barres d’armature ne doivent être épissurées à une section donnée. L’épissage des barres doit être effectué pour des barres alternées si plus d’une barre doit être épissée.
1.Lap Splices
L’épissure à recouvrement est l’épissure la plus commune et la plus économique employée dans la construction. Les épissures soudées et les épissures mécaniques nécessitent plus de travail et de compétences par rapport à l’épissure à recouvrement.
Fig.3 : Epissure de barre >36mm de diamètre
Les points importants à noter tout en fournissant des épissures à recouvrement dans les barres d’armature:
- Les épissures dans l’armature doivent toujours être décalées. Les distances centre à centre des chevauchements ne doivent pas être inférieures à 1,3 fois la longueur de chevauchement requise des barres. Les barres à chevaucher doivent être fournies soit verticalement l’une au-dessus de l’autre, soit horizontalement l’une à côté de l’autre.
- La longueur totale de chevauchement des barres, y compris les coudes, les crochets, etc. en tension de flexion ne doit pas être inférieure à 30 fois le diamètre de la barre de la longueur de développement complet Ld tel que calculé, selon la plus grande des deux valeurs.
- La longueur de chevauchement en tension directe doit être de 30 fois le diamètre de la barre (30) ou de 2 Ld, selon la plus grande des deux valeurs. Les épissures en tension doivent être enfermées dans des spirales faites de barres de 6 mm avec un pas ne dépassant pas 100 mm. Des crochets doivent également être prévus à l’extrémité des barres de tension.
- La longueur du recouvrement en compression doit être supérieure à 24 ou Ld en compression. Lorsque les colonnes sont soumises à la flexion, la longueur de recouvrement peut également être augmentée à la valeur en tension de flexion si la barre s’avère être en tension.
- Lorsque deux diamètres différents de barres doivent être recouverts, la longueur de recouvrement doit être calculée sur la base du diamètre de la plus petite barre.
- La jonction par recouvrement de barres d’armature de plus de 36mm de diamètre doit être évitée. Dans le cas où de telles barres doivent être chevauchées, elles doivent être soudées. Lorsque le soudage des barres froides est autorisé, les instructions spéciales applicables à ces barres doivent être suivies.
- Lorsque le recouvrement des barres d’armature doit être effectué dans des circonstances inhabituelles telles que l’épissage dans des zones de moments importants ou que plus de 50% des barres doivent être épissées, des spirales supplémentaires étroitement espacées doivent être prévues autour des barres recouvertes et la longueur du recouvrement doit être augmentée.
- Lorsque des barres en faisceau doivent être épissurées par recouvrement, une barre d’armature à la fois doit être épissurée et les épissures doivent être décalées.
- Si les règles générales concernant les recouvrements ne peuvent pas être respectées dans une construction, des épissures soudées spéciales ou des connexions mécaniques doivent être fournies (Cl. 25.2.5.2 de la norme IS 456).
- L’utilisation d’épissures de recouvrement entraînera des problèmes de congestion des épissures qui exigeront une autre méthode d’épissure. La congestion des barres d’armature créera des points de contrainte critiques dans les barres d’armature, la difficulté pour le béton de passer à travers, la longueur de l’épissure serait insuffisante.
2.Épissure mécanique
Une épissure mécanique ou un joint font usage d’un coupleur ou d’un manchon pour épisser deux barres d’armature. L’épissure mécanique est un nouveau type d’épissure dans l’industrie de la construction indienne.
Fig.4 : Joint mécanique >36mm de diamètre
L’épissure mécanique présente de nombreux avantages par rapport à la méthode conventionnelle de chevauchement. Certains d’entre eux sont :
- Une barre de renforcement continue est obtenue grâce à cette épissure par couplage. Les erreurs dues à une mauvaise longueur de recouvrement comme dans la méthode conventionnelle sont évitées.
- Le gaspillage d’acier est réduit. L’utilisation d’un joint mécanique permet d’éviter les longueurs de recouvrement. Cela permettra d’économiser une quantité appréciable d’acier.
- On peut utiliser les coupleurs comme des goujons. Cela permettra d’économiser le matériel de coffrage.
- Les joints mécaniques ne créeront pas de congestion d’acier car le chevauchement des barres est éliminé.
- Les coupleurs offrent une plus grande flexibilité aux concepteurs.
- La résistance au niveau du joint est facilement analysée dans le cas d’une épissure mécanique par rapport à un joint à recouvrement conventionnel.
Les coupleurs mécaniques sont l’épissure ou le joint mécanique le plus couramment utilisé pour le renforcement. Les coupleurs mécaniques peuvent être de deux types :
- Coupleurs filetés
- Coupleurs non filetés
Coupleurs filetés : Les coupleurs filetés sont classés en deux catégories :
- Coupleurs filetés coniques : Ce type de coupleurs coniques est monté à une extrémité de la barre d’armature filetée et la barre d’armature adjacente est connectée et serrée au moyen d’une clé dynamométrique calibrée. La procédure est effectuée sur le site.
Fig.5:Coupleurs filetés coniques (Image Courtesy : CSRI)
- Coupleurs filetés à rouleaux : Dans ce type, les barres qui doivent être connectées sont pressées par un ensemble de rouleaux. Ces extrémités pressées sont connectées par un coupleur avec des filets correspondants et parallèles.
Fig.6:Coupleurs filetés à rouleaux(Image Courtesy : CSRI)
Coupleurs non filetés : Ce type de coupleurs a une variété de types qui sont utilisés dans les zones où les coupleurs filetés ne peuvent pas être employés. Les différents types sont:
- Accouplements boulonnés
- Accouplements à soudure par friction
- Accouplements soudés
- Accouplements à sertissage
Fig.7Coupleur à sertissage (Image courtoisie : Incon)
La principale application des coupleurs non filetés est dans les travaux de réparation que dans les nouvelles constructions. Ils ont un coût plus élevé que les coupleurs filetés et ne sont donc pas très utilisés. Les coupleurs utilisés pour ce processus sont encombrants et le processus d’installation est lent.
3.Epissure soudée
L’épissure soudée n’est pas couramment utilisée car elle peut affecter la résistance des barres d’armature. Des conditions et des règles spéciales sont suivies pour l’épissure soudée.
- L’épissure soudée est utilisée pour les barres d’armature dont le diamètre est supérieur à 36mm.
- Si la main-d’œuvre qualifiée n’est pas là, la méthode est évitée
- Les zones où il y a un encombrement des barres d’armature et qui nécessitent une plus grande résistance au moment, cette méthode est adoptée.
- Si on fait usage de barres qui ont de mauvaises spécifications de soudabilité, cette méthode n’est pas adoptée.
Avant de procéder à un renforcement soudé, il est nécessaire d’avoir une analyse chimique appropriée des barres d’armature en acier, une inspection sur le terrain, la qualité de l’acier et une supervision adéquate.
Fig. 8: Soudage bout à bout de la barre de renforcement
Fig.9 : Soudage par recouvrement de la barre de renforcement
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