FR3092348A1 - IN-SITU REINFORCEMENT PROCESS OF A CONSOLE SLAB ANCHORED BY A THERMAL BRIDGE BREAKER - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE RENFORCEMENT IN SITU D’UNE DALLE EN CONSOLE ANCREE PAR UN RUPTEUR DE PONT THERMIQUE Procédé de renforcement d’au moins une dalle (10) comportant un matériau cimentaire, s’étendant en porte-à-faux à partir d’une structure porteuse (20), et avec au moins un rupteur de pont thermique structurel (30) comportant un matériau isolant (32) dans la zone d’ancrage de la dalle à la structure porteuse, le procédé comportant l’étape consistant à introduire une précontrainte dans la dalle à l’aide d’au moins une armature de précontrainte (40) ancrée dans la structure porteuse (20) et s’étendant au sein de la dalle (10), cette armature (40) traversant le rupteur de pont thermique. Figure pour l’abrégé : Fig. 1PROCESS FOR IN-SITU REINFORCEMENT OF A CONSOLE SLAB ANCHORED BY A THERMAL BRIDGE BREAKER Method for reinforcing at least one slab (10) comprising a cementitious material, extending cantilever from a structure load-bearing (20), and with at least one structural thermal breaker (30) comprising an insulating material (32) in the area of anchoring of the slab to the supporting structure, the method comprising the step of introducing a prestress in the slab using at least one prestressing reinforcement (40) anchored in the supporting structure (20) and extending within the slab (10), this reinforcement (40) passing through the thermal bridge breaker . Figure for the abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne les travaux de réparation et/ou de renforcement de dalles en porte-à-faux, encore appelées dalles en console, telles que les dalles de balcon des bâtiments d’habitation et toute configuration équivalente, par exemple celle d’une « casquette » de façade de bâtiment. La portée minimale typique du porte-à-faux est de 80 cm, mais elle peut être supérieure.The present invention relates to repair and/or reinforcement work on cantilevered slabs, also called cantilever slabs, such as the balcony slabs of residential buildings and any equivalent configuration, for example that of a "cap" of building facade. The typical minimum span of the overhang is 80 cm, but it can be more.
Il existe un certain nombre de solutions dites « passives » pour renforcer les dalles de balcons et éliminer le risque d’un effondrement.There are a number of so-called “passive” solutions to reinforce balcony slabs and eliminate the risk of a collapse.
Il est ainsi connu de renforcer les dalles en porte-à-faux par l’ajout de poteaux métalliques ou en béton. Les inconvénients sont multiples. La dénaturation de la façade nécessite une démarche administrative en mairie. De plus, il est nécessaire de réaliser une fondation au pied des poteaux, et lorsque ces derniers sont métalliques, il faut prévoir un entretien régulier de ceux-ci.It is well known to reinforce cantilevered slabs by adding metal or concrete posts. The disadvantages are many. The denaturation of the facade requires an administrative procedure in the town hall. In addition, it is necessary to make a foundation at the foot of the posts, and when the latter are metallic, it is necessary to provide for regular maintenance of these.
Une autre solution consiste dans l’ajout de consoles métalliques. L’avantage sur la solution précédente est l’absence de fondations. Toutefois, cette solution comme la précédente dénature la façade, nécessite un entretien régulier et gêne le passage. Elle nécessite dans certains cas un renforcement du voile au droit de l’appui de la console.Another solution is to add metal brackets. The advantage over the previous solution is the absence of foundations. However, this solution, like the previous one, distorts the façade, requires regular maintenance and hinders passage. It requires in some cases a reinforcement of the veil to the right of the support of the console.
Il est également connu d’ajouter des armatures à haute adhérence, dites HA, en saignées, sur la largeur de la dalle (i.e. dans le sens de sa portée). Cette solution ne présente pas les inconvénients des précédentes, mais nécessite la réalisation d’un grand nombre de saignées, ce qui fragilise la dalle. Il faut également une longueur de scellement non négligeable, et la réalisation des saignées correspondantes génère une nuisance sonore importante.It is also known to add high-adherence rebars, called HA, in grooves, across the width of the slab (i.e. in the direction of its span). This solution does not have the disadvantages of the previous ones, but requires a large number of grooves to be made, which weakens the slab. It also requires a significant sealing length, and the realization of the corresponding grooves generates a significant noise pollution.
Le renforcement des dalles de balcon peut encore se faire en mettant en œuvre des bandes de tissu de fibres de carbone collées dans le sens de la largeur du balcon (i.e. dans le sens de sa portée). Cette solution convient tant que le renforcement du balcon ne nécessite pas de renforts plus importants.The reinforcement of the balcony slabs can still be done by implementing strips of carbon fiber fabric glued in the direction of the width of the balcony (i.e. in the direction of its span). This solution is suitable as long as the reinforcement of the balcony does not require greater reinforcements.
Ces solutions passives présentent l’inconvénient que la dalle doit se déformer et prendre de la flèche pour que la résistance des renforts soit mobilisée, ce qui est peu souvent le cas. Pour être efficaces dans la majorité des cas, il est nécessaire de mettre en charge les renforcements par un vérinage des dalles, ce qui augmente significativement le coût de l’intervention.These passive solutions have the disadvantage that the slab must deform and deflect for the resistance of the reinforcements to be mobilized, which is rarely the case. To be effective in the majority of cases, it is necessary to load the reinforcements by jacking the slabs, which significantly increases the cost of the intervention.
Par ailleurs, il est aujourd’hui courant sinon obligatoire d’ancrer les dalles par des rupteurs de pont thermique, afin de respecter les exigences environnementales et de performances thermiques des bâtiments.In addition, it is now common if not mandatory to anchor the slabs with thermal bridge breakers, in order to meet the environmental and thermal performance requirements of buildings.
Un exemple d’un rupteur de pont thermique, encore appelé boîtier isolant structurel, est décrit dans le brevet EP 2 319 998. Il comprend un corps de boîtier de forme tubulaire, en tôle, rempli d’un matériau isolant, qui supprime toute continuité du béton entre la dalle de balcon et la dalle de plancher. Un ensemble de fers et de profilés métalliques traverse le corps du boîtier et permet de transmettre les sollicitations mécaniques entre la dalle de balcon et la dalle de plancher.An example of a thermal bridge breaker, also called a structural insulating box, is described in patent EP 2 319 998. It comprises a tubular-shaped box body, made of sheet metal, filled with an insulating material, which eliminates any continuity concrete between the balcony slab and the floor slab. A set of irons and metal profiles crosses the body of the box and makes it possible to transmit the mechanical stresses between the balcony slab and the floor slab.
De tels rupteurs sont relativement récents, et il n’existe pas à la connaissance de la demanderesse de solution connue de renforcement de dalles ancrées à l’aide de ceux-ci.Such breakers are relatively recent, and to the applicant's knowledge there is no known solution for reinforcing slabs anchored using them.
L’invention vise à proposer une solution pour renforcer les dalles en porte-à-faux ancrées par des rupteurs de pont thermique, qui soit efficace et relativement économique à mettre en œuvre, et qui remédie à tout ou partie des inconvénients des solutions connues rappelés ci-dessus.The invention aims to provide a solution for reinforcing cantilevered slabs anchored by thermal bridge breakers, which is effective and relatively economical to implement, and which overcomes all or part of the drawbacks of the known solutions mentioned above.
L’invention atteint cet objectif grâce à un procédé de renforcement d’au moins une dalle comportant un matériau cimentaire, s’étendant en porte-à-faux à partir d’une structure porteuse, et avec au moins un rupteur de pont thermique structurel comportant un matériau isolant dans la zone d’ancrage de la dalle à la structure porteuse, le procédé comportant l’étape consistant à introduire une précontrainte dans la dalle à l’aide d’au moins une armature de précontrainte ancrée dans la structure porteuse et s’étendant au sein de la dalle, cette armature traversant le rupteur de pont thermique.The invention achieves this objective thanks to a method for reinforcing at least one slab comprising a cementitious material, extending cantilevered from a load-bearing structure, and with at least one structural thermal bridge breaker comprising an insulating material in the anchoring zone of the slab to the load-bearing structure, the method comprising the step consisting in introducing a prestress into the slab using at least one prestressing reinforcement anchored in the load-bearing structure and extending within the slab, this reinforcement passing through the thermal bridge breaker.
L’invention peut s’appliquer à des bâtiments anciens ou neufs.The invention can be applied to old or new buildings.
Le renforcement est rendu actif dans l’invention par la mise en tension de la ou des armatures de précontrainte ; ceci permet la mise en compression du matériau cimentaire, ce qui est particulièrement utile dans la section d’encastrement. Outre le renforcement de la section résistante, cette compression a pour effet d’augmenter la durabilité de la dalle de balcon en limitant ou annulant la fissuration, par rapport à un dimensionnement équivalent ne comportant que des armatures passives.The reinforcement is made active in the invention by tensioning the prestressing armature(s); this allows the compression of the cementitious material, which is particularly useful in the embedding section. In addition to reinforcing the resistant section, this compression has the effect of increasing the durability of the balcony slab by limiting or eliminating cracking, compared to an equivalent design comprising only passive reinforcement.
Notamment lorsqu’appliquée au renforcement d’un balcon, l’invention ne dénature pas l’aspect de la façade. Elle peut être mise en œuvre rapidement, ne détériore pas outre mesure l’isolation thermique apportée par la présence du rupteur, ne nécessite pas de modification du schéma statique du balcon, ne requiert pas d’entretien ni de fondations, ne génère pas de gêne pour la circulation sur la dalle et permet de reprendre l’intégralité des efforts. Les armatures de précontrainte peuvent être mise en tension depuis l’extrémité du balcon.In particular when applied to the reinforcement of a balcony, the invention does not alter the appearance of the facade. It can be implemented quickly, does not unduly deteriorate the thermal insulation provided by the presence of the breaker, does not require modification of the static diagram of the balcony, does not require maintenance or foundations, does not generate discomfort for circulation on the slab and allows all the efforts to be taken up. The prestressing reinforcements can be tensioned from the end of the balcony.
L’invention offre une solution de renforcement compatible avec la présence du rupteur de pont thermique.The invention offers a reinforcement solution compatible with the presence of the thermal bridge breaker.
De préférence, un tube est disposé au sein du rupteur de telle sorte que la traversée du matériau isolant du rupteur par l’armature de précontrainte se fasse à l’intérieur de ce tube. Ce dernier est de préférence métallique, et il est avantageusement réalisé en acier inoxydable. De préférence, un produit de remplissage est injecté dans le tube autour de l’armature de précontrainte, ce produit de remplissage étant avantageusement une résine.Preferably, a tube is arranged within the breaker such that the crossing of the insulating material of the breaker by the prestressing reinforcement takes place inside this tube. The latter is preferably metallic, and it is advantageously made of stainless steel. Preferably, a filling product is injected into the tube around the prestressing reinforcement, this filling product being advantageously a resin.
En fonction notamment de la résistance du rupteur aux efforts de compression, au moins une armature additionnelle passive peut être disposée à travers le rupteur et ancrée dans la structure porteuse et la dalle. Cette ou ces armatures additionnelles peuvent servir de « buton » pour encaisser un éventuel excès de compression dû à la mise en précontrainte. On utilise de préférence pour cette armature un acier de grande section, notamment de diamètre supérieur ou égal à 12 mm, de préférence supérieur ou égal à 20mm. On utilise par exemple des armatures HA de 20 mm en inox, qui sont des barres droites, et de longueur comprise entre 150 et 200 cm. Cette ou ces armatures additionnelles sont de préférence introduites dans des forages inclinés, réalisés depuis la dalle en porte-à-faux.Depending in particular on the resistance of the breaker to compressive forces, at least one passive additional reinforcement can be arranged through the breaker and anchored in the load-bearing structure and the slab. This or these additional reinforcements can be used as a "stud" to absorb any excess compression due to the prestressing. Is preferably used for this reinforcement a steel of large section, in particular of diameter greater than or equal to 12 mm, preferably greater than or equal to 20 mm. For example, 20 mm HA stainless steel reinforcements are used, which are straight bars, and have a length of between 150 and 200 cm. This or these additional reinforcement(s) are preferably introduced into inclined boreholes, made from the cantilevered slab.
De préférence, on dispose cette armature de telle sorte qu’elle coupe sensiblement à mi-hauteur le rupteur de pont thermique. Par « sensiblement à mi-hauteur » il faut comprendre que l’armature coupe le rupteur à un niveau situé entre ¼ et ¾ de la hauteur totale du rupteur.Preferably, this reinforcement is placed in such a way that it intersects the thermal bridge breaker substantially at mid-height. By "substantially at mid-height" it should be understood that the armature intersects the contact breaker at a level situated between ¼ and ¾ of the total height of the contact breaker.
Le rupteur de pont thermique peut comporter un corps tubulaire rigide, notamment métallique, de préférence en acier inoxydable, rempli d’un matériau isolant thermique et traversé par des armatures. Ces armatures peuvent comporter des fers et des profilés, notamment en N ou en Z, permettant la reprise des efforts verticaux ou horizontaux tranchants, de préférence en acier inoxydable également, qui assurent la reprise des sollicitations dues à la dalle en porte-à-faux.The thermal bridge breaker may comprise a rigid tubular body, in particular metal, preferably stainless steel, filled with a thermal insulating material and crossed by reinforcements. These reinforcements can comprise irons and sections, in particular in N or Z, allowing the absorption of vertical or horizontal forces, preferably also in stainless steel, which ensure the absorption of the stresses due to the cantilevered slab. .
Les fers peuvent être en U, avec les branches du U dirigées vers la structure porteuse. Les fers en U peuvent former du côté de la dalle en porte-à-faux des boucles, lesquelles peuvent être asymétriques, le cas échéant.The irons can be U-shaped, with the branches of the U directed towards the supporting structure. The U-shaped bars can form loops on the side of the cantilever slab, which can be asymmetrical, if necessary.
L’isolant peut être constitué de laine de roche de forte densité.The insulation can be made of high density rock wool.
Par « rupteur de pont thermique structurel » il faut comprendre un système capable à la fois d’apporter l’isolation thermique recherchée entre la dalle et la structure à laquelle elle se raccorde, et une transmission des sollicitations mécaniques auxquelles la dalle est soumise, notamment une transmission des efforts tranchants verticaux et horizontaux, du moment de flexion et de l’effort normal. Le rupteur peut être positionné à la jonction du voile de façade et d’une dalle de plancher, la dalle en porte-à-faux se raccordant au voile de façade et, par l’intermédiaire des armatures du rupteur, à la dalle de plancher."Structural thermal bridge breaker" means a system capable of both providing the desired thermal insulation between the slab and the structure to which it is connected, and transmitting the mechanical stresses to which the slab is subjected, in particular transmission of vertical and horizontal shear forces, bending moment and normal force. The breaker can be positioned at the junction of the facade veil and a floor slab, the cantilevered slab being connected to the facade veil and, via the reinforcements of the breaker, to the floor slab .
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un bâtiment, notamment obtenu par la mise en œuvre du procédé de renforcement selon l’invention tel que défini plus haut, comportant au moins une dalle renforcée en matériau cimentaire, s’étendant en porte-à-faux à partir d’une structure porteuse, et avec au moins un rupteur de pont thermique structurel comportant un matériau isolant dans la zone d’ancrage de la dalle à la structure porteuse, au moins une armature de précontrainte tendue étant ancrée dans la structure porteuse et dans la dalle, cette armature traversant le matériau isolant du rupteur de pont thermique structurel.The invention also relates, according to another of its aspects, to a building, in particular obtained by the implementation of the reinforcement method according to the invention as defined above, comprising at least one reinforced slab of cementitious material, s extending cantilevered from a load-bearing structure, and with at least one structural thermal bridge breaker comprising an insulating material in the anchoring zone of the slab to the load-bearing structure, at least one prestressing reinforcement being anchored in the load-bearing structure and in the slab, this reinforcement passing through the insulating material of the structural thermal bridge breaker.
Ce bâtiment peut comporter toutes autres caractéristiques résultant de la mise en œuvre du procédé précité, et notamment l’armature de précontrainte peut traverser le rupteur à la faveur d’un tube rapporté dans le perçage réalisé pour loger l’armature. Des armatures passives additionnelles peuvent être ajoutées pour reprendre les efforts de compression, comme mentionné plus haut. Ces armatures peuvent ainsi s’étendre au sein de perçages inclinés coupant le rupteur sensiblement à mi-hauteur.This building may include any other characteristics resulting from the implementation of the aforementioned process, and in particular the prestressing reinforcement may pass through the breaker by means of a tube inserted into the hole made to house the reinforcement. Additional passive reinforcements can be added to take up the compression forces, as mentioned above. These reinforcements can thus extend within inclined holes intersecting the contact breaker approximately at mid-height.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :The invention may be better understood on reading the detailed description which follows, non-limiting examples of implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
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On a représenté sur les figures une dalle 10 de balcon, comportant une épaisseur de béton armé 11, pouvant porter une chape et un revêtement de carrelage non apparents, étant entendu que l’invention s’applique de façon générale à toute dalle en porte-à-faux et de toutes dimensions.There is shown in the figures a balcony slab 10, comprising a thickness of reinforced concrete 11, which can carry a screed and a non-visible tiling covering, it being understood that the invention applies generally to any slab in door- overhangs and of all sizes.
Un garde-corps, par exemple en béton, non représenté, peut être présent à l’about de la dalle 10.A guardrail, for example in concrete, not shown, may be present at the end of the slab 10.
La dalle de balcon 10 est supportée par une structure porteuse 20 du bâtiment, comportant un voile de façade 21 et une dalle de plancher 22 en béton armé.The balcony slab 10 is supported by a bearing structure 20 of the building, comprising a facade veil 21 and a floor slab 22 of reinforced concrete.
La dalle de plancher 22 comporte des armatures horizontales 23, représentées schématiquement. Le voile de façade 21 peut être en béton armé également, avec des armatures verticales 24.The floor slab 22 comprises horizontal reinforcements 23, represented schematically. The facade veil 21 can also be made of reinforced concrete, with vertical reinforcements 24.
La dalle de balcon 10 comporte des armatures horizontales 12, représentées schématiquement.The balcony slab 10 comprises horizontal reinforcements 12, shown schematically.
Des armatures de liaison 25 sont présentes à la jonction de la dalle de plancher 20 et du voile de façade 21, de façon conventionnelle.Connecting reinforcements 25 are present at the junction of the floor slab 20 and the facade veil 21, in a conventional manner.
Un rupteur de pont thermique 30 assure la continuité de l’isolation thermique du voile de façade 21, non représentée sur les figures. Cette isolation se présente classiquement sous la forme d’un doublage intérieur du voile de façade 21.A thermal bridge breaker 30 ensures the continuity of the thermal insulation of the facade veil 21, not shown in the figures. This insulation is conventionally in the form of an interior lining of the facade veil 21.
Ce rupteur 30 comporte un boîtier métallique 31 présentant un corps tubulaire, rempli d’un matériau isolant thermique 32, par exemple de la laine de roche de forte densité.This switch 30 comprises a metal casing 31 having a tubular body, filled with a thermal insulating material 32, for example high density rock wool.
Ce boitier 31 est traversé horizontalement par des armatures 33 constituées de fers en U, et par des profilés 35 en Z ou en N, contribuant à la reprise des efforts tranchants verticaux et horizontaux. Les armatures 33, les profilés 35 et le corps du boîtier 31 sont par exemple réalisés en acier inoxydable. Le rupteur 30 ayant une longueur limitée, plusieurs rupteurs 30 sont disposés dans l’alignement les uns des autres sur toute la longueur de la dalle 20.This box 31 is traversed horizontally by reinforcements 33 consisting of U-shaped irons, and by profiles 35 in Z or N, contributing to the recovery of vertical and horizontal shear forces. The fittings 33, the sections 35 and the body of the box 31 are for example made of stainless steel. The breaker 30 having a limited length, several breakers 30 are arranged in alignment with each other over the entire length of the slab 20.
Le rupteur de pont thermique 30 est par exemple le boîtier isolant structurel connu sous la dénomination « Slabe ».The thermal bridge breaker 30 is for example the structural insulating box known under the name “Slabe”.
Les efforts d’encastrement de la dalle de balcon 10 sont ainsi repris par la dalle de plancher 22 via le rupteur 30, et en particulier via les armatures 33 et 35 qu’il comporte.The embedding forces of the balcony slab 10 are thus taken up by the floor slab 22 via the contact breaker 30, and in particular via the reinforcements 33 and 35 which it comprises.
Conformément à l’invention, la dalle 10 est renforcée par des armatures de précontrainte 40 qui s’étendent dans des saignées 41 du côté de la dalle 10 et dans des perçages 43, de préférence borgnes, du côté de la dalle de plancher 22.In accordance with the invention, the slab 10 is reinforced by prestressing reinforcements 40 which extend in slots 41 on the side of the slab 10 and in holes 43, preferably blind, on the side of the floor slab 22.
Les armatures 40 traversent chacune le corps 31 du rupteur et le matériau isolant 32 dans un tube 45, de préférence métallique et réalisé dans le même matériau que les parties métalliques du rupteur, à savoir l’acier inoxydable dans l’exemple considéré.The armatures 40 each pass through the body 31 of the contact breaker and the insulating material 32 in a tube 45, preferably metallic and made of the same material as the metal parts of the contact breaker, namely stainless steel in the example considered.
Le renforcement de la dalle de balcon 10 met aussi en œuvre dans l’exemple considéré des armatures passives 50, de gros diamètre, disposées dans des perçages borgnes inclinés 51 traversant le corps 31 du rupteur 30 sensiblement à mi-hauteur de celui-ci. Ces perçages 51 sont inclinés vers le bas en direction de la dalle de plancher 20. Les armatures 50 sont de préférence des barres droites HA en acier inoxydable, de 20 mm de diamètre.The reinforcement of the balcony slab 10 also implements in the example considered passive reinforcements 50, of large diameter, arranged in inclined blind holes 51 passing through the body 31 of the contact breaker 30 substantially at mid-height thereof. These holes 51 are inclined downwards in the direction of the floor slab 20. The reinforcements 50 are preferably straight bars HA in stainless steel, 20 mm in diameter.
Pour mettre en place les armatures de précontrainte 40, on peut dans un premier temps démolir la chape et le revêtement éventuels de la dalle de balcon 10, puis exécuter les saignées dans le béton 11 au moyen d’une rainureuse.To set up the prestressing reinforcements 40, one can initially demolish the screed and the possible coating of the balcony slab 10, then execute the grooves in the concrete 11 by means of a groover.
Les saignées 41 sont par exemple réalisées avec une section sensiblement carrée. Les saignées 30 sont réalisées sur la largeur de la dalle 10 et sont par exemple espacées les unes des autres d’une distancemcomprise entre 100mm et 1000mm.The grooves 41 are for example made with a substantially square section. The grooves 30 are made over the width of the slab 10 and are for example spaced from each other by a distance m of between 100mm and 1000mm.
Les parois latérales de chaque saignée sont de préférence sablées pour assurer une adhérence suffisante du mortier de scellement qui sera introduit ultérieurement dans celles-ci, comme détaillé plus loin. Le fond de chaque saignée est une surface rugueuse, car résultant d’un piquage. Un perçage est réalisé à travers le garde-corps du balcon, dans le prolongement de chaque saignée. Ensuite, on pratique dans le prolongement de chaque saignée le forage 43 dans la dalle contigüe 22.The side walls of each groove are preferably sanded to ensure sufficient adhesion of the sealing mortar which will be introduced subsequently into them, as detailed below. The bottom of each kerf is a rough surface, resulting from pitting. A hole is made through the balcony railing, in the extension of each groove. Then, we practice in the extension of each groove the drilling 43 in the contiguous slab 22.
Ce forage 43 présente de préférence une pente maximale de 5% vers le bas en éloignement de la balle de balcon 10. On peut s’aider pour réaliser le forage d’un guide, permettant de forer avec l’inclinaison souhaitée.This drilling 43 preferably has a maximum slope of 5% downwards away from the balcony ball 10. One can help oneself to carry out the drilling with a guide, making it possible to drill with the desired inclination.
Une fois les forages 43 réalisés, ceux-ci sont nettoyés. Le tube 45 est mis en place à travers le rupteur 30. La longueur du tube 45 est par exemple comprise entre 30 et 50 cm. Son diamètre extérieur est par exemple de 24 mm pour un diamètre de forage de 25mm.Once the boreholes 43 have been made, they are cleaned. The tube 45 is put in place through the breaker 30. The length of the tube 45 is for example between 30 and 50 cm. Its outside diameter is for example 24 mm for a drilling diameter of 25 mm.
La préparation des armatures de précontrainte 40 est effectuée en parallèle en temps masqué. Les armatures de précontrainte 40 utilisées sont de préférence des torons, par exemple des torons de classe 1860 MPa (fRG: contrainte de rupture garantie) et de section 150 mm² (T15S). La préparation comporte notamment la découpe de ces armatures et leur association à un système de mise en tension.The preparation of the prestressing reinforcements 40 is carried out in parallel in masked time. The prestressing reinforcements 40 used are preferably strands, for example strands of class 1860 MPa (f RG : guaranteed breaking stress) and of section 150 mm² (T15S). The preparation includes in particular the cutting of these reinforcements and their association with a tensioning system.
Le scellement des armatures de précontrainte 40 dans les forages 43 et le tube 45 est effectué au moyen d’une résine de scellement pour armature métallique dans un forage béton. Le tube 45 assure la protection de l’armature 40 correspondante à la traversée du rupteur. Ce tube 45 est maintenu à ses extrémités dans le forage 43.The sealing of the prestressing reinforcements 40 in the boreholes 43 and the tube 45 is carried out by means of a sealing resin for metal reinforcement in a concrete borehole. The tube 45 protects the armature 40 corresponding to the crossing of the contact breaker. This tube 45 is held at its ends in the borehole 43.
Les forages 51 sont réalisés depuis la dalle de balcon 10, nettoyés, puis les armatures passives 50 sont scellées dans ces forages 51 à l’aide d’une résine de scellement. L’inclinaison des forages 51 est telle que ces derniers coupent le rupteur 30 sensiblement à mi-hauteur. Les forages 51 sont réalisés entre les profilés 35 des rupteurs 30, pour ne pas risquer de les détériorer lors du perçage.The boreholes 51 are made from the balcony slab 10, cleaned, then the passive reinforcements 50 are sealed in these boreholes 51 using a sealing resin. The inclination of the boreholes 51 is such that they intersect the breaker 30 substantially at mid-height. The holes 51 are made between the profiles 35 of the switches 30, so as not to risk damaging them during drilling.
La mise en tension de chaque armature 40 est effectuée de préférence au moins 24 heures après le scellement de celle-ci dans le forage 43.The tensioning of each reinforcement 40 is preferably carried out at least 24 hours after the sealing of the latter in the borehole 43.
Pour la mise en tension de l’armature 40 depuis l’extrémité du balcon, on peut utiliser un système de mise en tension comportant une pièce d’ancrage amovible telle qu’un pot et un mors d’ancrage conique 1T15 pour un toron T15S, et un vérin hydraulique de forme annulaire, appuyé sur une plaque d’ancrage permettant la diffusion des efforts de précontrainte dans le béton à l’about de la dalle. La plaque d’ancrage est par exemple une plaque d’acier de forme rectangulaire, de 20mm d’épaisseur, de côtés 300mm par 150mm, munie d’un perçage de 30mm de diamètre en son centre. Cette plaque d’ancrage permet la répartition des efforts. Elle est positionnée afin que l’armature de précontrainte 40 soit centrée dans celle-ci.For the tensioning of the reinforcement 40 from the end of the balcony, it is possible to use a tensioning system comprising a removable anchoring part such as a pot and a conical anchoring jaw 1T15 for a T15S strand , and an annular-shaped hydraulic cylinder, supported on an anchor plate allowing the distribution of the prestressing forces in the concrete at the end of the slab. The anchor plate is for example a rectangular steel plate, 20mm thick, sides 300mm by 150mm, provided with a 30mm diameter hole in its center. This anchor plate allows the distribution of forces. It is positioned so that the prestressing reinforcement 40 is centered in it.
Pour une application faisant appel à des armatures 40 telles que des torons T15S, chacune des armatures 40 est mise en tension avec un effort voisin de 150 kN par mise en pression du vérin précité, effort correspondant à un peu plus de la moitié (50%) de la capacité à rupture de l’armature (Force de Rupture Garantie : FRG=279kN).For an application using reinforcements 40 such as T15S strands, each of the reinforcements 40 is tensioned with a force close to 150 kN by pressurizing the aforementioned jack, force corresponding to a little more than half (50% ) the breaking capacity of the reinforcement (Guaranteed Breaking Force: F RG =279kN).
L’effort de tension est maintenu provisoirement dans chaque armature 40 par blocage d’un écrou de sécurité dont le vérin est muni. Il n’est alors plus nécessaire de maintenir la chambre du vérin en pression.The tensile force is temporarily maintained in each armature 40 by locking a safety nut with which the jack is provided. It is then no longer necessary to keep the cylinder chamber under pressure.
Préalablement à cette opération de mise en tension, un ou plusieurs dispositifs de mesure peuvent être installés à proximité immédiate de la section d’encastrement de la dalle 10, au voisinage d’au moins une saignée 41 et d’une armature 40 associée, pour permettre la mesure de déformations, de variations de contraintes ou de variations d’efforts.Prior to this tensioning operation, one or more measuring devices can be installed in the immediate vicinity of the embedding section of the slab 10, in the vicinity of at least one slot 41 and an associated reinforcement 40, to allow the measurement of deformations, stress variations or force variations.
Chaque dispositif de mesure est de préférence disposé de façon à pouvoir rester en place et accessible pendant les travaux de mise en œuvre du renforcement actif. Idéalement, un enregistrement des mesures est effectué pendant l’opération de mise en tension. À défaut, des mesures sont effectuées avant, après mise en tension et après serrage de l’écrou de sécurité, étape correspondant à la fin de mise en place de l’ancrage actif provisoire.Each measuring device is preferably arranged so that it can remain in place and accessible during the work of implementing the active reinforcement. Ideally, a recording of the measurements is made during the tensioning operation. Failing this, measurements are taken before, after tensioning and after tightening the safety nut, a step corresponding to the end of the placement of the temporary active anchorage.
Les mesures effectuées à l’aide du dispositif de mesure sont avantageusement mises en relation avec celles effectuées sur le vérin, notamment une mesure de pression dans la chambre du vérin, obtenue grâce à un manomètre par exemple, donnant accès à l’effort de tension de l’armature, et/ou des mesures précises de la course du vérin et/ou de la course de l’extrémité de l’armature, au moyen de comparateurs.The measurements made using the measuring device are advantageously related to those made on the cylinder, in particular a pressure measurement in the chamber of the cylinder, obtained using a manometer for example, giving access to the tensile force of the armature, and/or precise measurements of the stroke of the cylinder and/or of the stroke of the end of the armature, by means of comparators.
Les acquisitions des mesures effectuées au voisinage de la section d’encastrement d’une part, et au niveau de l’ancrage actif d’autre part, sont avantageusement effectuées de façon synchrone avec une fréquence d’acquisition suffisante, et idéalement sur une même station d’enregistrement. L’exploitation de ces mesures est alors facilitée, offrant une meilleure visibilité du comportement à l’effort et de la déformation de la dalle, en particulier lorsque celui-ci présente un caractère fortement non linéaire, en raison par exemple de l’existence d’une fissuration du béton armé de la dalle.The acquisitions of the measurements carried out in the vicinity of the embedding section on the one hand, and at the level of the active anchoring on the other hand, are advantageously carried out synchronously with a sufficient acquisition frequency, and ideally on the same recording station. The exploitation of these measurements is then facilitated, offering a better visibility of the behavior of the stress and the deformation of the slab, in particular when this one presents a strongly nonlinear character, because for example of the existence of cracking of the reinforced concrete of the slab.
Le dispositif de mesure comporte par exemple tout moyen de contrôle de la déformation, d’une variation de contrainte et/ou d’effort dans la section d’encastrement, par exemple une ou plusieurs jauges extensométriques, dites « de contrainte », un extensomètre à base longue, un extensomètre à fibre optique, un dispositif d’analyse vibratoire par mesures d’ondes avec émetteur/récepteur, un capteur sensible à la magnétostriction de l’armature, par exemple comme dans le procédé Tensiomag (Freyssinet & Sixense) ou un dispositif de mesure locale de la compression du béton, comme dans le procédé SlotStress (Freyssinet & Sixense).The measuring device comprises, for example, any means for controlling the deformation, a variation in stress and/or force in the embedding section, for example one or more extensometric gauges, called "strain" gauges, an extensometer long base, a fiber optic extensometer, a vibration analysis device by wave measurements with transmitter/receiver, a sensor sensitive to the magnetostriction of the armature, for example as in the Tensiomag process (Freyssinet & Sixense) or a device for local measurement of concrete compression, as in the SlotStress process (Freyssinet & Sixense).
Après leur nettoyage, notamment dépoussiérage et dégraissage éventuel, les armatures tendues 40 sont ancrées par scellement dans les saignées 41 par coulage d’un mortier de scellement, par exemple de type Foreva®Selcrete 540, ou équivalent. Le mortier est adapté pour obtenir l’adhérence nécessaire de l’armature 40 et une résistance suffisante au transfert de l’effort d’ancrage, de l’ancrage actif temporaire au scellement de l’armature 40 au béton de la dalle 10.After their cleaning, in particular dusting and possible degreasing, the tensile reinforcements 40 are anchored by sealing in the grooves 41 by pouring a sealing mortar, for example of the Foreva® Selcrete 540 type, or equivalent. The mortar is suitable to obtain the necessary adhesion of the reinforcement 40 and sufficient resistance to the transfer of the anchoring force, from the temporary active anchoring to the sealing of the reinforcement 40 to the concrete of the slab 10.
On peut réaliser le cas échéant une talonnette d’enrobage de l’armature 40 à proximité de la section d’encastrement. Un bouchon, par exemple en polystyrène, peut être mis en place pour empêcher le mortier de s’écouler par l’ouverture correspondante du garde-corps.If necessary, a heel piece can be made to encapsulate the reinforcement 40 near the embedding section. A stopper, for example made of polystyrene, can be put in place to prevent the mortar from flowing through the corresponding opening in the railing.
Ensuite, on peut mettre en place un renforcement additionnel 70 de bandes de tissu de fibres de carbone, par exemple Foreva®TFC (Tissu de Fibres de Carbone), comme illustré à la figure 1. Les bandes 70 sont disposées dans le sens de la longueur du balcon, en étant par exemple espacées les unes des autres de façon à avoir un entraxe de 200mm. La mise en œuvre des bandes de renfort 70 s’effectue de préférence au moins 24 heures après le scellement des armatures 40 dans les saignées 41. Ce renfort additionnel permet de compenser le sectionnement de certaines armatures transversales du béton armé 11 de la dalle 10, occasionné par l’ouverture des saignées 41, et ainsi de reconstituer la section résistante. Les bandes 70 sont collées sur la dalle 10.Then, an additional reinforcement 70 of strips of carbon fiber fabric, for example Foreva ® TFC (Carbon Fiber Fabric), can be put in place, as illustrated in FIG. 1. The strips 70 are arranged in the direction of the length of the balcony, for example being spaced from each other so as to have a center distance of 200mm. The implementation of the reinforcement strips 70 is preferably carried out at least 24 hours after the sealing of the reinforcements 40 in the grooves 41. This additional reinforcement makes it possible to compensate for the sectioning of certain transverse reinforcements of the reinforced concrete 11 of the slab 10, caused by the opening of the grooves 41, and thus to reconstitute the resistant section. The strips 70 are glued to the slab 10.
On procède ensuite au transfert des efforts des ancrages actifs provisoires aux scellements des armatures 41, en contrôlant les pertes de précontrainte à l’aide du ou des dispositifs de mesure.The forces of the temporary active anchorages are then transferred to the seals of the reinforcements 41, by controlling the losses of prestressing using the measuring device(s).
Le transfert d’effort de l’ancrage actif temporaire à chacun des scellements d’armature 40 dans la dalle de balcon est effectué par remise en pression du vérin, desserrage de l’écrou de sécurité puis chute de pression dans le vérin. Ces opérations sont effectuées de préférence au moins 24 heures après la pose des bandes 70 de renfort additionnel.The transfer of force from the temporary active anchor to each of the reinforcement seals 40 in the balcony slab is carried out by re-pressurizing the cylinder, loosening the safety nut and then dropping the pressure in the cylinder. These operations are preferably carried out at least 24 hours after laying the strips 70 of additional reinforcement.
Lors de cette opération de désactivation de l’ancrage actif temporaire et de transfert des efforts, le ou les dispositifs de mesure installés au droit de l’encastrement de la dalle, au voisinage d’au moins une saignée 41 et d’une armature 40 associée, donnent accès à la mesure de déformations, de variations de contraintes ou de variations d’efforts. Par comparaison avec la ou les mesures effectuées lors de la phase de mise en tension des armatures, avec le ou les mêmes dispositifs de mesure, la perte de compression et/ou l’effort de compression résiduel du béton dans la section d’encastrement sont évalués, ce qui permet de contrôler et valider que l’état final est conforme au critère de dimensionnement du renforcement proposé.During this operation of deactivating the temporary active anchoring and transferring the forces, the measuring device(s) installed to the right of the embedding of the slab, in the vicinity of at least one groove 41 and a reinforcement 40 associated, give access to the measurement of deformations, stress variations or force variations. By comparison with the measurement(s) taken during the reinforcement tensioning phase, with the same measurement device(s), the loss of compression and/or the residual compressive force of the concrete in the embedding section are evaluated, which makes it possible to check and validate that the final state complies with the proposed reinforcement design criterion.
Une fois le transfert des efforts d’ancrage effectué, les armatures 40 peuvent être coupées (recépées) à leurs extrémités libres puis noyées (cachetées) dans les réservations pratiquées dans l’about de la dalle de balcon 10.Once the transfer of the anchoring forces has been carried out, the reinforcements 40 can be cut (re-cut) at their free ends then embedded (sealed) in the reservations made in the end of the balcony slab 10.
On peut procéder à la réfection de la chape, du revêtement et du complexe d’étanchéité du balcon. Une étanchéité liquide de type SEL (Système Etanchéité Liquide) est par exemple mise en œuvre sous le carrelage.We can proceed to the repair of the screed, the coating and the waterproofing complex of the balcony. A liquid waterproofing of the SEL type (Liquid Waterproofing System) is for example implemented under the tiling.
La post-contrainte exercée sur la dalle 10 est excentrée vers le haut compte-tenu de la localisation des armatures de précontrainte 40. Cette post-contrainte tend à détendre les armatures supérieures du rupteur et à décomprimer les armatures inférieures. La présence des armatures 50 permet d’encaisser l’éventuel excès de compression et d’éviter de soumettre le rupteur 30 à une charge de compression excessive.The post-stress exerted on the slab 10 is offset upwards given the location of the prestressing reinforcements 40. This post-stressing tends to relax the upper reinforcements of the breaker and to decompress the lower reinforcements. The presence of the reinforcements 50 makes it possible to absorb any excess compression and to avoid subjecting the contact breaker 30 to an excessive compressive load.
Après réalisation du renfort, le balcon retrouve un aspect analogue à l’existant, avec des étanchéité, durabilité et sécurité améliorées, sans que l’isolation thermique conférée par le rupteur 30 ait été dégradée outre mesure. L’invention permet de maîtriser la fissuration de la dalle, assurant ainsi une plus grande durabilité de celle-ci, et permet également de maîtriser sa flèche.After completion of the reinforcement, the balcony regains an aspect similar to the existing one, with improved sealing, durability and safety, without the thermal insulation conferred by the breaker 30 having been degraded unduly. The invention makes it possible to control the cracking of the slab, thus ensuring greater durability of the latter, and also makes it possible to control its deflection.
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| EP1039056A1 (en) * | 1999-03-24 | 2000-09-27 | Hakron Verankeringstechniek B.V. | Balcony slab - outside wall/facade/floor assembly |
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-
2019
- 2019-02-01 FR FR1900989A patent/FR3092348B1/en active Active
Patent Citations (3)
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| WO2017086777A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | T&R Engineering B.V. | Building and balcony |
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