HAC EDGE change le concept traditionnel d’ancrage en béton. Au lieu de compter sur la faible capacité du béton en traction, il tire parti de la résistance à la traction de l’armature fixée au canal d’ancrage. HAC EDGE optimise le transfert de la charge de cisaillement du profil de canal vers les barres d’armature et surmonte les défis associés aux canaux d’ancrage traditionnels avec des barres d’armature soudées.

HAC EDGE est un nouveau système d’ancrage qui apporte de la valeur à l’innovation. Il répond aux exigences de construction accélérée d’aujourd’hui et aux exigences de l’industrie des murs-rideaux, telles que la tolérance d’installation, les charges de vent élevées, les éléments en béton minces, les poches, les distances de bord étroites et le béton léger. Dans de telles conditions défavorables, HAC EDGE fournit plus de 2 fois la capacité des canaux d’ancrage traditionnels supérieurs de brames où les barres d’armature sont soudées à l’arrière du canal et surpasse les canaux d’ancrage standard sans barres d’armature jusqu’à un facteur 5.


Figure 1 Vue d’ensemble de HAC EDGE

Systèmes de canaux d’ancrage coulés

Les systèmes de canaux d’ancrage sont une technologie rentable d’ancrage au béton. Cette technologie fournit une solution nécessaire pour les tolérances de chantier et le réglage sur site lors de la connexion d’éléments structurels et non structurels.
Les systèmes de canaux d’ancrage permettent de réaliser des économies supplémentaires en ne nécessitant pas de main-d’œuvre qualifiée pour souder le luminaire à l’encastrement, car le soudage n’est pas nécessaire. De plus, ils réduisent le temps d’installation par connexion et le risque de placement incorrect, améliorent la sécurité de l’installateur et augmentent la fiabilité structurelle de la connexion.

Normes de conception pour les canaux d’ancrage à ancrage à tête ronde

Les canaux d’ancrage coulés peuvent être reconnus en vertu du Code international du bâtiment (IBC) pour les dispositions de conception avec résistance. Le Service d’évaluation du Conseil international du code (ICC-ES) a élaboré les critères d’acceptation des canaux d’ancrage dans les éléments en béton (AC232) pour qualifier les systèmes de canaux d’ancrage. La DC232 apporte des modifications aux dispositions de l’ACI 318 Ancrage au béton qui permettent la conception des systèmes de canaux d’ancrage comme s’ils étaient inclus dans les dispositions de l’IPC 318 Ancrage au béton. Pour plus d’informations sur AC232, visitez http://www.structuremag.org/?p=10443.

Conformité au code de HAC EDGE

HAC EDGE est un système constitué d’une plaque de confinement des armatures (plaque EDGE) non structurellement fixée à un canal d’ancrage Hilti (HAC). Le canal d’ancrage lui-même est couvert par l’ESR-3520. Étant donné que la plaque EDGE n’est pas structurellement connectée au canal d’ancrage, le système est découplé et la plaque EDGE ne modifie pas le comportement du canal d’ancrage. Par conséquent, le modèle de conception et les données techniques peuvent être extraits de l’ESR-3520 pour la plupart des modes de défaillance.
 
Le champ d’application de la version actuelle de l’AC232 (juin 2017) est limité aux canaux d’ancrage à ancrage à tête ronde ou ancrages en I. Les canaux d’ancrage munis de barres d’armature fixées aux canaux d’ancrage ne sont pas explicitement couverts par les critères. Cependant, les protocoles d’essai de l’AC232 ont été utilisés pour déterminer les résistances du HAC en combinaison avec la plaque EDGE. Les dispositions de conception de l’AC232 sont valides pour concevoir 19 des 20 modes de défaillance d’un canal d’ancrage requis par ESR-3520. Seule la vérification de la défaillance des bords du béton lors du cisaillement est modifiée, sur la base de tests internes rigoureux pour bénéficier du comportement porteur amélioré fourni par la plaque de confinement avec barres d’armature. La longueur d’ancrage est conçue conformément à l’ACI 318.


Figure 2 Composants HAC EDGE

Le maillon le plus faible dans les applications de dessus de dalles

La conception des canaux d’ancrage coulés nécessite la vérification des modes de rupture en acier et en béton pour la tension, le cisaillement et la tension et le cisaillement combinés. Un canal d’ancrage est aussi fort que son maillon le plus faible. Pour les applications de murs-rideaux, le maillon le plus faible du cisaillement est généralement la rupture du béton. Ce mode de défaillance est contrôlé par les dimensions géométriques et les caractéristiques matérielles du béton.

Canaux d’ancrage standard

La vérification de la rupture des bords de béton des canaux d’ancrage consiste en la résistance de rupture de base du béton d’une ancre du canal d’ancrage multipliée par une série de facteurs de modification qui tiennent compte de l’espacement de l’ancrage, de l’épaisseur de l’élément, de l’effet d’angle, de l’état du béton (fissuré ou non fissuré) et de l’armature de l’élément en béton.
 
La résistance de base à l’éclatement du béton d’une ancre sans l’influence d’un coin, d’une épaisseur d’élément ou d’ancrages adjacents dans le béton non armé est déterminée comme suit :
 

 
Pour les canaux d’ancrage standard couverts par ESR-3520, les charges de cisaillement agissant sur le gabarit sont transférées à travers le canal d’ancrage dans le béton via les boulons en T et les éléments d’ancrage (1). La défaillance se produit devant le profil de canal (2). Après avoir atteint la charge de cisaillement ultime, le béton devant le canal est complètement séparé du reste de la structure. La charge de cisaillement diminue avec la déformation croissante du canal (3).


Figure 3 Comportement des canaux d’ancrage chargés en cisaillement (à gauche). Charge de cisaillement vs courbe de déplacement (à droite).

Dans les applications de murs-rideaux, la conception du canal d’ancrage a généralement lieu à l’une des dernières étapes de la conception du bâtiment. Souvent, la conception de l’ancrage vient après coup. Au moment où le canal d’ancrage est dimensionné, les variables qui peuvent influencer de manière significative les performances du canal d’ancrage ont été définies. La distance de bord est la variable qui a le plus grand impact sur la rupture du béton du bord. Cependant, même cette variable peut avoir déjà été définie, laissant aux concepteurs un minimum d’options. En règle générale, la distance de bord ne peut être modifiée que dans une bande très étroite en raison de la taille du support.
Surmonter les limites de la résistance à l’éclatement des bords en béton.

Canaux d’ancrage avec barres d’armature soudées

Pour surmonter les limites de la résistance relativement faible du béton à l’éclatement du bord près d’un bord, on utilise souvent des canaux d’ancrage avec des barres d’armature structurellement soudées à l’arrière du canal.

Par analogie avec les canaux d’ancrage standard, les charges de cisaillement sont transférées dans le béton via le profil du canal (1). La défaillance se produit également devant le profil de canal (2). Cependant, par rapport aux canaux d’ancrage standard, les charges de cisaillement sont redistribuées aux barres d’armature. La résistance ultime plus élevée du système n’est atteinte qu’avec des déformations accrues et de grandes fissures devant le canal (3).
  

Figure 4 Comportement des canaux d’ancrage avec des barres d’armature chargées en cisaillement (à gauche). Charge de cisaillement vs courbe de déplacement (à droite).
Le soudage de barres d’armature à un canal d’ancrage modifie le comportement du canal d’ancrage en traction et en tension et cisaillement combinés. Lorsque des forces de tension sont appliquées au canal d’ancrage, le béton au-dessus des barres d’armature se rompt et réduit la résistance du cône de béton du canal d’ancrage. De plus, en raison des grandes fissures devant le canal d’ancrage en cas de charge de cisaillement, l’interaction avec la rupture du cône de béton est influencée négativement. Ces effets sont encore plus prononcés dans les structures légères en béton. Par conséquent, l’effet négatif des barres d’armature soudées doit être pris en compte dans la conception de ces types de canaux d’ancrage.

HAC BORD

L’utilisation des principes de base des structures en béton armé a conduit Hilti à développer un nouveau système de canaux d’ancrage qui répond aux besoins du marché des murs-rideaux. Plutôt que de compter sur la capacité de traction relativement faible du béton pour le mode de défaillance « rupture des bords du béton », HAC EDGE apporte des performances supérieures en bordure du béton en optimisant le transfert de charge pour les petites distances de bord, les éléments de béton minces, les faibles résistances à la compression du béton et le béton léger.
Le premier étage de chargement de HAC EDGE est égal à celui des canaux d’ancrage standard et des canaux d’ancrage avec barres d’armature soudées (1). Une fois les charges de cisaillement appliquées au canal d’ancrage, les charges sont d’abord transférées du profil du canal vers le bord libre du béton. La plaque EDGE retenue par les barres d’armature soudées confine le bord, permettant la formation d’entretoises de compression (2). La charge de cisaillement est transférée aux barres d’armature. La résistance ultime du système est atteinte lorsque les barres d’armature sont complètement activées (3).
  

Figure 5 Comportement de HAC EDGE chargé en cisaillement (à gauche). Charge de cisaillement vs courbe de déplacement (à droite).
La plaque EDGE n’est pas structurellement connectée au canal d’ancrage. Cela permet le découplage du mécanisme de transfert de charge de cisaillement et de traction. La résistance du cône de béton du canal d’ancrage peut être calculée de manière prudente selon AC232.
Pour les petites distances de bord, HAC EDGE fournit plus de 2 fois la capacité des canaux d’ancrage traditionnels supérieurs de dalles où les barres d’armature sont soudées à l’arrière du canal. De plus, en fonction de la géométrie de l’élément en béton et de l’emplacement du canal d’ancrage, HAC EDGE peut surpasser les canaux d’ancrage standard sans barres d’armature jusqu’à un facteur 5.

Avantages supplémentaires de HAC EDGE

En plus de la percée élevée des arêtes de béton dans les performances de cisaillement, HAC EDGE est livré avec la distance de bord spécifiée / ordonnée pour réduire les erreurs de placement et fournir une installation plus sûre et plus rapide. Cela va de pair avec la mission de Hilti de construire un avenir meilleur. HAC EDGE réduit la probabilité d’installer le produit à la mauvaise distance de bord. La distance de bord est la variable la plus sensible qui a le plus d’impact sur la résistance à l’éclatement du béton lors du cisaillement.
De plus, l’installation du canal d’ancrage est simplifiée car le produit peut facilement être fixé au coffrage en clouant ou en vissant la plaque EDGE. De plus, HAC EDGE permet de réaliser des économies de matériaux globales car il permet l’utilisation de supports de façade plus petits. La performance supérieure de cisaillement du béton pour les petites distances de bord permet au support du mur-rideau d’être dissimulé par la garniture du tabouret ou le mur de gypse, s’ils sont à au moins 4 « -5 » du bord du bâtiment. Cela élimine le besoin de ce que l’on appelle des poches, ce qui permet de réaliser des économies substantielles.
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