Principaux aspects de la conception du renforcement

La conception du renforcement et de la modernisation d'un bâtiment comprend le calcul de la capacité portante et de la déformation des éléments renforcés, leur mise en œuvre, l'élaboration des plans de construction et le suivi du processus de construction.

Lors du calcul de la capacité portante, une attention particulière doit être portée à la synergie entre la nouvelle partie et l'élément structurel d'origine. En général, la contrainte de la nouvelle partie est inférieure à celle de la structure d'origine. Lors de la conception d'une structure renforcée, il convient non seulement de répondre aux exigences structurelles de la nouvelle partie, mais aussi de prendre en compte sa connexion avec l'élément structurel d'origine. La construction de renforcements est plus complexe que celle d'une nouvelle construction classique, principalement en raison de la méconnaissance de la structure d'origine. La conception de guides de construction de renforcements est donc particulièrement importante.

Importance du choix du schéma de renforcement

Le choix du schéma de renforcement et de transformation des bâtiments existants est crucial. Ce schéma influence non seulement l'investissement financier, mais aussi la qualité du renforcement. Par exemple, il est déconseillé d'ajouter des armatures longitudinales à un élément présentant des fissures excessives et une capacité portante suffisante, car une augmentation de ces armatures ne réduira pas les fissures existantes. La méthode efficace consiste à appliquer des armatures précontraintes, un support précontraint supplémentaire ou à modifier le système de forces. Par exemple, lorsque la capacité portante des éléments de structure est suffisante, mais que leur rigidité est insuffisante, il est préférable d'augmenter la section des éléments poutre-dalle afin d'améliorer leur rigidité. Par exemple, si la capacité portante des éléments de structure est insuffisante et que les armatures atteignent la barre, elles ne joueront pas leur rôle de renforcement si des armatures ou des plaques d'acier sont encore ajoutées dans la zone de tension. Par conséquent, un schéma de renforcement raisonnable doit offrir un bon effet de renforcement, un impact minimal sur l'utilisation, une technologie fiable, une construction simple, économique et raisonnable, sans nuire à l'esthétique.

Tôles d'acier collées et chemisage en acier

Le renforcement par plaques d'acier collées ou chemisage en acier consiste à envelopper les poutres et poteaux en béton armé avec de l'acier. Généralement, des cornières d'acier sont placées le long des éléments ou d'une section donnée aux quatre angles de la section, puis assemblées par des plaques ou des boulons. Cette méthode de renforcement permet d'améliorer considérablement la capacité portante de l'élément d'origine en augmentant la section de quelques éléments.

1. Problèmes à prendre en compte lors de la conception d'un chemisage en acier

(1) Des colles époxy modifiées pour plaques d'acier doivent être utilisées pour le coulage des éléments de structure en béton commercial lorsqu'ils sont renforcés par de l'acier profilé collé ou enveloppé.

(2) Lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte l'influence de l'acier de section sur les éléments. Le nouveau coefficient d'utilisation de la résistance de l'acier de section alpha a (alpha a = 1,0 en conception parasismique et alpha A = 0,9 dans la norme de conception pour le renforcement des structures en béton commercial) est ajouté à la formule de calcul. Il convient d'y prêter une attention particulière lors des calculs.

(3) Lorsque les poutres sont renforcées avec des profilés en acier collés extérieurement, des cornières en acier doivent être fixées aux points de renforcement, aux angles inférieurs ou supérieurs des poutres, mais des arceaux doivent être installés. En présence d'un plancher, la plaque en U ou sa vis supplémentaire doit traverser le plancher, être soudée avec une plaque d'acier supplémentaire ou encastrée dans le plancher après l'ancrage par collage.

(4) Lors du renforcement du poteau, l'extrémité inférieure de la cornière en acier doit être ancrée dans la fondation ; l'extrémité médiane doit traverser le plancher et l'extrémité supérieure doit s'étendre jusqu'au plancher supérieur ou au bas du toit.

2. Problèmes à prendre en compte lors de la construction de chemisages en acier

(1) Une attention particulière doit être portée au traitement de surface du béton commercial et des plaques d'acier. Pour les surfaces de collage d'éléments en béton commercial anciens et sales, utilisez une brosse dure pour décaper le détergent, nettoyez la surface après avoir retiré les saletés, rincez à l'eau claire et poncez la surface de collage pour éliminer la couche superficielle de gros granulats et la poussière. Pour une meilleure surface du béton commercial, poncez directement la surface de collage sur 1 à 2 mm, lissez-la, dépoussiérez-la et essuyez-la à l'acétone. Pour les plaques d'acier, choisissez une plaque d'acier plus récente. Utilisez un tissu abrasif ou une meule pour poncer la surface afin d'obtenir un éclat métallique. Veillez à ce que les lignes de meulage soient perpendiculaires à la direction de la force, puis essuyez à l'acétone. Si la surface de la structure est relativement humide, un séchage manuel est nécessaire. Plus la rugosité est importante, meilleure est la texture de meulage, qui doit être perpendiculaire à la direction de la contrainte de la plaque d'acier.

(2) Le choix des colles doit être conforme aux exigences de conception. Il est essentiel de sélectionner soigneusement des produits de haute qualité et à haute visibilité. L'utilisation de produits non conformes est strictement interdite. Lors du mélange de la colle structurale, il est impératif d'éviter la pénétration d'eau de pluie et d'autres impuretés dans le récipient. Le mélange doit se faire dans le même sens. Les récipients doivent être exempts d'huile et d'autres impuretés.

(3) La colle sélectionnée doit être préparée en respectant scrupuleusement les proportions indiquées dans les instructions, notamment la quantité de durcisseur. La colle préparée doit être uniforme, dense et compacte sur toute la surface adhésive. Si la zone de collage est importante, des orifices d'évacuation doivent être prévus sur la plaque d'acier afin d'éviter la formation de bulles et de vides entre la plaque d'acier et la structure en béton commercial.

(4) La protection des produits finis doit être renforcée après le collage, et la plaque d'acier et son support doivent être maintenus intacts pendant la phase de durcissement.

(5) Le système composé d'un vérin, d'une plaque de support et d'un poteau de vérin est adapté à la fixation par compression lors du renforcement. Il permet non seulement d'accroître la pression, mais aussi de décharger certains éléments de renforcement. Ainsi, la plaque d'acier post-collée et l'élément d'origine peuvent supporter simultanément la force, améliorant ainsi l'effet de renforcement.

(6) Lors du renforcement d'éléments en béton commercial, un mortier de ciment haute résistance d'une épaisseur minimale de 25 mm doit être appliqué sur la surface de l'acier profilé comme couche protectrice. D'autres matériaux décoratifs aux propriétés anticorrosion et ignifuges peuvent être utilisés pour protéger l'acier profilé.