L'armature de rattrapage est une technique largement utilisée pour augmenter la résistance structurelle par le biais d'un revêtement. Elle est également utilisée pour ajouter ou adapter des structures existantes à leur usage actuel. La méthode plus conventionnelle consistant à démonter et à remplacer la partie existante de la structure et à souder la nouvelle armature à l'armature existante est souvent préférée au concept de renforcement a posteriori. Cependant, cette idée est préjudiciable à la structure du point de vue de la durabilité structurelle.


Figure 1 : Applications du renforcement a posteriori

AVANTAGE DU RENFORCEMENT POST-INSTALLÉ

L'armature post-installée consiste simplement à ajouter une armature à une structure en béton existante de manière à ce que la structure se comporte comme une armature coulée en place. 
Les principaux avantages de ce type de connexion sont les suivants :

- Flexibilité de conception 
- Simplification du coffrage 
- Fiabilité comme le béton coulé sur place 
- Caractéristiques de charge définies 
- Applications horizontales, verticales et aériennes

Le principe de base de l'utilisation des connexions d'armature modernisées est la manière dont la charge est transférée dans le béton armé. Le transfert de charge ou de contrainte est basé sur la connexion entre l'acier d'armature et le béton environnant. 
Étant donné que les barres d'armature liées chimiquement entraînent la rupture du béton, de l'interface adhésif-béton ou de la barre d'armature ancrée, la résistance ultime peut être prédite par la somme de la contribution de la résistance du béton, des propriétés de l'adhésif utilisé et de la profondeur d'ancrage.


Figure 2 : Mécanisme de transfert de charge pour un joint d'armature rapporté

Les barres d'armature rapportées font partie intégrante du système structurel et doivent être conçues avec autant de soin que l'ensemble de la structure. Bien que les agréments techniques européens prouvent que les barres d'armature post-installées se comportent comme les barres coulées sur place dans les situations de charge de base, certaines différences doivent être prises en compte dans des situations de conception spéciales telles que les incendies ou les cas de charge où des crochets ou des coudes seraient nécessaires pour les ancrages coulés sur place. La tâche des barres d'armature structurelle est d'absorber les charges de traction et, comme le béton est toujours fragile, la conception du béton armé suppose que le béton n'a pas de résistance à la traction. Par conséquent, les barres d'armature structurelle ne peuvent se terminer/être ancrées que dans deux situations : 

- La barre n'est plus nécessaire (l'ancrage est un nœud en équilibre sans contrainte de traction dans le béton).
- Une autre barre reprend la charge de traction (soudure par chevauchement).

ESSAIS ET ÉVALUATION DES ARMATURES AJOUTÉES

Il est important de tester et d'évaluer une connexion d'armature ajoutée pour les raisons suivantes :

1.  Évaluation de la performance du système
2.  Sur la base de ce document d'évaluation, les laboratoires d'essai délivrent aux différents fabricants une certification pour leurs produits respectifs.
3.  L'approbation technique de chaque produit est essentielle pour garantir un système d'armature sûr après l'installation.
4.  L'approbation technique comprend les instructions d'installation du fabricant (par exemple, la technique de forage, le nettoyage des trous, etc.)

L'EOTA EAD 330087-00-0601 est le document d'évaluation des systèmes pour les joints de renforcement en mortier post-installés. Le programme d'essai de qualification tient compte des éléments suivants 

1.  Essais dans des conditions d'exploitation
(a) Résistance à l'adhérence du système adhésif post-installation 
(b) Comportement d'adhésion/de rupture du système adhésif post-installé lors d'un ancrage profond.

2.  Essais de fiabilité
a) Sensibilité au nettoyage des trous 
b) Sensibilité aux conditions de gel/dégel
c) Sensibilité à une charge soutenue 
d) Température d'installation inférieure
e) Sensibilité au sens d'installation

3.  Vérification de l'injection
4.  Résistance chimique et résistance à la corrosion

CALCUL DE LA CONCEPTION

La conception des joints de barres d'armature post-installation nécessite de déterminer le type, la taille, l'espacement et la quantité du joint. Cette détermination est généralement basée sur le calcul direct des forces sectionnelles ou sur la nécessité de faire correspondre les armatures existantes. La densité et le dimensionnement des goujons pour le cisaillement entre les nouveaux recouvrements sur les éléments structurels existants tels que les dalles et les murs peuvent être basés sur d'autres considérations. D'autres considérations de conception peuvent inclure

- le type de charge (à long terme, sismique, choc)
- les exigences en matière d'incendie
- la résistance à la corrosion
- les exigences de détail basées sur le type d'élément (intégrité de l'armature, etc.).

La conception des connexions de barres d'armature placées est effectuée conformément aux directives de la norme EN 1992.1.1-2004 "Conception des structures en béton" et de la norme EOTA TR 023 "Évaluation des connexions de barres d'armature placées".

La profondeur d'ancrage de base est calculée comme suit :


Où ssd est la contrainte dans la barre à la position à partir de laquelle l'ancrage est mesuré et fbd est la valeur de conception de la contrainte de rupture pour les barres nervurées.

La longueur d'ancrage de calcul est calculée comme suit :



α1 : L'effet de la forme de la barre
α2 : L'effet de l'enrobage du béton
α3 : L'effet du confinement par l'armature transversale
α4 : L'effet des barres pliées
α5 : L'effet de la pression transversale à la surface de fendage sur la longueur de l'ancrage

CONCLUSION

Un concept de conception a été dérivé des dispositions de la norme EOTA TR023 qui prend explicitement en compte la fissuration du béton et la liaison des armatures. Les ancrages conçus selon ce concept ont le grand avantage de représenter clairement les modes de défaillance possibles et le niveau de sécurité atteint. De plus, il est possible de distinguer les barres ayant une force d'adhérence spécifique, qui dépend de la géométrie des nervures pour les barres coulées en place et du liant pour les barres installées ultérieurement. L'analyse d'un grand nombre d'essais a montré que le concept proposé est applicable aussi bien aux barres coulées en place qu'aux barres installées ultérieurement. Le comportement des ancrages et des liaisons avec les armatures rapportées dépendant donc des propriétés du liant, il est conseillé de n'utiliser que des produits qualifiés par des essais spécifiques.

L'ancrage des armatures peut être calculé avec les systèmes d'injection Hilti conformément aux codes de conception les plus récents et aux méthodes Hilti.
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