Renforcement des colonnes

Aperçu du projet

Un immeuble de bureaux de 68 m de long et 16 m de large, d'une superficie d'environ 8 900 m², comprend un sous-sol, sept étages au rez-de-chaussée, une structure à ossature bois et des fondations sur radier. Il a été investi en 1980 et mis en service l'année suivante. Lors de la rénovation, on a constaté la présence de trois colonnes centrales aux deux et trois étages du centre du bâtiment, ainsi que d'importantes fissures à la base des colonnes. Le béton s'écaille fortement à la base des colonnes et la corrosion des câbles longitudinaux est clairement visible. Les trois colonnes susmentionnées présentent des fissures verticales à environ 1 m de la base. La largeur maximale des joints est de 2,5 mm. La corrosion des câbles principaux et des étriers est importante, ce qui entraîne une réduction de la surface effective de la force initiale et une importante perte de béton à la base, ce qui a réduit la section des colonnes à des degrés divers. De plus, les poutres de l'ossature présentent plusieurs fissures importantes, qui nécessitent toutes un renforcement. Cet article ne présente que le renforcement des poteaux.

En fonction du projet, choisissez un tissu renforcé de fibres de carbone (CFRP) pour le renforcement des colonnes.

Choix de la méthode de renforcement

Actuellement, les méthodes les plus couramment utilisées pour renforcer les poteaux en béton armé sont : l'élargissement de la section du poteau, l'enveloppement en acier et l'enveloppement en PRF. L'enveloppement en acier est plus efficace que l'enveloppement en béton armé, car l'élargissement de la section augmente considérablement le poids et la taille de la structure. Ces deux méthodes sont plus artificielles et parfois difficiles à mettre en œuvre. Outre l'acier plus lourd, l'enveloppement en acier résiste mal à l'érosion environnementale.

Ces dernières années, les matériaux PRF (notamment le PRFC, le PRFV, le PRAF, etc.) ont été utilisés pour renforcer les poteaux en béton armé, remplaçant ainsi l'acier. Cette méthode présente les avantages suivants : haute résistance, rendement élevé, facilité de construction, durabilité et résistance à la corrosion, faible épaisseur et légèreté. Parmi ces matériaux, les poteaux renforcés en PRF les plus courants sont les toiles ou bandes de fibres enveloppées. Le projet a choisi une toile de carbone pour le renforcement.

Il existe plusieurs procédés de renforcement des poteaux en béton armé avec du PRF. Selon le procédé de formage, les méthodes de renforcement se divisent en trois types : le collage humide, l'enroulement filamentaire continu et la coque préfabriquée. La méthode la plus couramment utilisée est le collage humide, qui présente les avantages exceptionnels d'une grande flexibilité et d'une grande facilité d'utilisation sur le terrain. Cette méthode consiste à envelopper la surface du poteau avec un tissu de fibres unidirectionnel par infiltration de résine, de sorte que la direction des fibres principales suive l'anneau du poteau. Le poteau peut être entièrement enveloppé d'un tissu de fibres monocouche ou multicouche, ou partiellement enveloppé par un cerclage spiralé continu ou un cerclage d'espacement. Dans ce projet, le tissu de fibres de carbone est entièrement enveloppé et renforcé.

La section de la colonne rectangulaire de ce projet est de 500 mm x 550 mm. Compte tenu du faible effet de confinement de la frette en PRFC sur la colonne rectangulaire, celle-ci peut constituer une contrainte très efficace pour la colonne circulaire. La section de la colonne rectangulaire de ce projet est donc une section transversale. La forme est d'abord modifiée en ellipse et contrainte par une frette en fibre de carbone.