Après-midi d’étude 2011 de l’IBETON
Salle CO1

Champs de contraintes et méthode des bielles et tirants : Application dans la conception et le dimensionnement des structures en béton armé

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Les fondements de la méthode des champs de contraintes ont été développés dans les années 1970 et 80 aux écoles polytechniques de Zürich et Copenhague sur la base de la théorie de la plasticité. Cette méthode constitue actuellement la base pour le dimensionnement des structures en béton armé avec armature transversale dans la norme suisse SIA 262 (2003).

En parallèle au développement de la méthode des champs de contraintes, et à peu près dans la même période, des recherches indépendantes basées sur des considérations d’équilibre des forces étaient effectués principalement en Allemagne. Ces dernières recherches continuaient une compréhension intuitive du comportement des structures en béton armé initiée au début du siècle passé. Cette dernière méthode, appelée méthode des bielles-et-tirants, a également connu un succès important et a inspiré différentes normes et recommandations internationales.

Malgré leurs différences, les deux méthodes ont de fortes analogies et peuvent être utilisées de manière complémentaire. Leur succès est en grande partie dû au fait que leur application permet une compréhension intuitive des mécanismes de transmission des charges dans une structure. Par conséquent, ils ne sont pas seulement précieux en tant qu’outils pour l’évaluation de la capacité porteuse des structures, mais ils permettent également d’optimiser la forme ou les armatures lors de la conception d’un ouvrage afin d’en améliorer la réponse.

L’application de ces deux méthodes dans la pratique a néanmoins rencontré certaines difficultés. Ceci est principalement motivé par le fait que différents mécanismes de transmission de charges sont possibles dans une structure et qu’une certaine expérience est requise pour la sélection du plus adéquat. Afin d’aider dans le choix et le développement de champs de contraintes et de modèles bielles-et-tirants adéquats, une série de recherches théoriques et expérimentales ont été effectuées récemment à l’EPFL.

Dans ce cours, les résultats principaux de ces recherches seront présentés. Un accent particulier sera mis sur leur application dans des cas pratiques ainsi que sur les possibilités offertes par des logiciels développés à l’EPFL pour le développement automatique des champs de contraintes. En plus, les bases théoriques des deux méthodes seront expliquées de manière intuitive mais rigoureuse, en détaillant leurs analogies et différences. L’implémentation de leurs concepts dans la norme SIA 262 sera également traitée. L’application des deux méthodes pour la conception des structures nouvelles ainsi que pour l’évaluation de structures existantes sera traitée sur la base d’une série d’exemples pratiques, dont plusieurs font référence à des projets récemment construits.