RÈGLES DE DIMENSIONNEMENT PYRAX®

La tôle PYRAX^® brevetée, avec sa structure pyramidale en damier, a été développée pour transmettre des efforts tranchants biaxiaux transversalement et longitudinalement aux joints de reprise. La technologie PYRAX® en damier permet d’obtenir une résistance élevée à l’effort tranchant d’au moins 85% d’un élément en béton armé monolithique sans sollicitation de flexion. Le dimensionnement du joint PYRAX^® est effectué à l’aide de la vérification de la flexion et de l’effort tranchant de la norme SIA 262.

Grâce à la géométrie spécialement échelonnée, les joints réalisés avec la technologie PYRAX® atteignent une proportion nettement plus élevée de la surface de base de la denture par rapport à la surface totale. De plus, la disposition en damier des pyramides permet d’obtenir une transmission de l’effort tranchant indépendant de la direction. La tôle PYRAX® est polyvalente et constitue la base de quatre variantes de produits différents.

Base de dimensionnement et normes applicables

Le dimensionnement du joint PYRAX^® s’effectue selon les spécifications de la norme SIA 262 (2013) art. 4.3.2 et 4.3.3 sur la base des valeurs de flexion et de cisaillement.

Parties d’ouvrage SANS armature de cisaillement (dalles)

Le calcul de résistance au cisaillement s’effectue selon SIA 262, art. 4.3.3.2. Les essais avec des bandes de dalles intégrant des tôles PYRAX^® à surface entièrement profilée n’ont pas montré de diminution de la résistance au cisaillement en comparaison des bandes de dalles sans tôles.

Le calcul des valeurs de cisaillement du joint PYRAX^® s’effectue donc avec τ_cd,X = 1.0 τ_cd ainsi que les facteurs k_d selon éq.(36)262 et k_g selon éq.(37)₂₆₂. La hauteur
statique d_vX nécessaire à la reprise du cisaillement dans le joint se détermine selon les Fig. 1 & 2 en tenant compte des dimensions des tôles.

La résistance au cisaillement d’une dalle au droit du joint PYRAX^® se détermine donc par

v_Rd,X = k_d ∙ τ_cd,X ∙ d_vX   [kN/m]              

(35)₂₆₂

τ_cd,X =1.0 τ_cd
kd : éq.(36)₂₆₂ ; avec kg = 1.0 pour Dmax 32mm
d_vX = hauteur statique du joint à redans pour la
transmission du cisaillement; d_vX ≤ E (0)_PYRAX^®

• en général distance de l’armature de traction aubord opposé de la tôle (Fig. 1).
• en cas de largeur profilée partielle de la section, seule peut être prise en compte la largeur E de la tôle (Fig. 2).

Pour le calcul de résistance à la flexion, c’est la résistance du béton à la compression f_cd (non diminuée) qui s’applique dans la zone de compression.

Remarques pour joint au droit d’un appui

• Concernant l’armature inférieure de la dalle dans la zone d’appui, veuillez vous référer à l’Art. 5.5.3.3₂₆₂.
• Des joint PYRAX^® sans armature côté traction ne sont pas autorisés.

Parties d’ouvrage AVEC armature de cisaillement (murs, dalles)

Grâce au profil à redans breveté, la résistance au cisaillement du joint PYRAX^® atteint 85% de celle d’un béton monolithique. Cela peut être pris en compte par la réduction correspondante de la résistance du béton à la compression dans la zone du joint, avec le facteur k_X. Pour le dimensionnement, la résistance du béton à la compression dans le champ de contrainte est limité à 80 % avec le facteur k_X.

f_cd,X = k_X ∙ f_cd       avec k_X = 0.8

(1) _PYRAX^®

Pour le calcul de la résistance à la flexion des zones d’appui situées à la verticale du joint, c’est la résistance non diminuée du béton à la compression f_cd qui s’applique.

Joint avec champ de contraintes parrallèles

Le cisaillement se transmet par un champ de contraintes incliné avec la force de compression résultante F_cw. Sa composante verticale est en équilibre avec l’effort tranchant V_d, et sa composante horizontale avec l’effort de
traction F_t,Vd (Fig. 3).

Avec des étriers verticaux, cette charge de traction donne :
F_t,Vd= V_d ∙ cotα_x   [kN]

(50)₂₆₂

La résistance maximale au cisaillement dans le joint PYRAX^® (murs, dalles) est limitée dans le champ de contrainte par la résistance du béton k_c ∙ f_cd,X à (Fig. 3 (a))

Murs:
V_Rd,cX = b_w ∙ z ∙ k_c ∙ f_cd,X ∙ sinα_X ∙ cosα_X [kN]

(45)₂₆₂

Dalles:
v_Rd,cx = z ∙ k_c ∙ f_cd,_x ∙ sinα_x ∙ cosα_x [kN/m]

(2) _PYRAX^®

b_w = épaisseur du mur, au maximum l’épaisseur profilée (bw ≤ E)
z = levier forces internes, au maximum la hauteur profilée (z dalles ≤ E resp. z murs ≤ L)
k_c = 0.55 resp. kc=0.40 en cas de déformation plastique de la membrure tendue
f_cd,X = k_X ∙ f_cd avec k_X=0.8, voir éq. (1)_PYRAX^®

Les forces F_t,Md et F_c,Md se calculent au moyen du moment de flexion Md et du levier z :

F_t,Md = F_c,Md= \(\frac{M_{d}}{z}\) [kN]

(3) _PYRAX^®

Dans le cas d’un joint de mur, la force de traction F_t,Vd est usuellement reprise par l’armature horizontale répartie sur la hauteur z (Fig. 3(b)). La hauteur maximale z ne doit
pas dépasser la hauteur profilée. Effort de traction réparti :

n_t,Vd = \(\frac{F_{t,Vd}}{z}=\frac{V_{d}}{z}\) ∙ cotα_x [kN/m]

(4) _PYRAX®

Pour les joints de dalles, conformément aux spécifications de l’Art. 4.3.3.4.12₂₆₂, la force de traction F_t,Vd est usuellement répartie entre la membrure tendue et la membrure comprimée à raison d’une moitié chacune (Fig. 3(c)). Les forces en résultant dans les membrures tendue et comprimée sont donc les suivantes:

F_t= \(\frac{F_{t,Vd}}{2}=\frac{|M_{d}|}{z}\)

(5a)_PYRAX®

F_c= – \(\frac{F_{t,Vd}}{2}=\frac{|M_{d}|}{z}\)

(5b)_PYRAX®

Pour un moment de flexion faible ou négligeable, la charge F_c peut devenir négative (charge de traction), ce qui requiert, là aussi, une armature.

Section d’armature nécessaire :

A_sX = \(\frac{F_{t}}{f_{sd,X}}\) [mm²]

a_sX,Vd = \(\frac{n_{t,Vd}}{f_{sd,X}}\) [mm²/m]

(6)_PYRAX®

f_sd,X = valeur de dimensionnement de l’armature PYRAX^®

Joint au droit d’un appui

Pour un joint PYRAX^® dans la zone d’un appui dans des parties d’ouvrage avec armature de cisaillement (Fig.4, appui direct) c’est l’Art. 4.3.3.4.1₂₆₂ qui s’applique. La vérification de l’effort tranchant s’effectue à la distance z•cotα du bord de l’appui selon l’équation (45)₂₆₂ avec la résistance du béton f_cd,X .

La charge de traction F_t,Vd dans le joint se détermine à l’aide de l’inclinaison de l’axe α_Xa de l’éventail centré sur la ligne d’appui (Fig. 4).

Dans la coupe transversale du joint, la force de traction F_t,Vd agit sur le point d’intersection de l’axe de l’éventail. De manière simplifiée, F_t,Vd est entièrement attribué à la
membrure inférieure et la vérification de l’armature est par conséquent effectuée directement sur la section del’appui A. Lorsque seule une partie de la section du joint
est profilée, il faut tenir compte du champ de contraintes en conséquence.

La zone située à l’arrière de l’appui requiert une attention particulière. L’espace disponible pour les bielles de compression et l’ancrage de l’armature doivent être vérifiées. Pour la détermination des dimensions des bielles et de la largeur d’appui a_x, c’est la résistance du béton f_cd qui s’applique.

Angle du champ de contraintes α_x, résistance au cisaillement et armature de raccordement

L’angle du champ de contraintes α_x peut être fixé par l’ingénieur dans le cadre des valeurs limites de la norme SIA 262. Pour les joints de raccordement PYRAX^®, on recommande

25° ≤ α_x ≤ 65°

(7)_PYRAX®

α_x = angle perpendiculaire au joint du champ de contraintes

La résistance au cisaillement V_Rd,cX resp. v_Rd,cX atteint son maximum pour l’angle du champ de contrainte α_x = 45° (Fig. 5, courbe grise).

La section a_sX,Vd de l’armature de raccordement nécessaire selon l’éq. (6)_PYRAX^® diminue avec l’augmentation de l’angle du champ de contraintes α_x (Fig. 5, courbe bleue).