Depuis le milieu des années 1970, les ancrages adhésifs ont été largement utilisés dans la construction. Aujourd'hui, la plupart des projets nécessitent l'installation de fixations béton-béton ou acier-béton, qui sont souvent sécurisées par des mortiers d'injection posés ultérieurement. Ceux-ci sont spécifiés pendant la phase de conception ou sont nécessaires pendant la phase d'exécution pour améliorer l'efficacité du chantier ou pour corriger les erreurs d'installation. 

 

Bien que certains mortiers puissent convenir aux deux applications, d'autres ne le peuvent pas, et cela est particulièrement vrai pour les extensions béton-béton utilisant des barres d'armature post-installées. Par exemple, les systèmes qui peuvent être appropriés pour les applications d'ancrage (c'est-à-dire les connexions de plaques d'ancrage qui combinent des tiges d'ancrage avec de l'adhésif) ne répondront pas nécessairement aux exigences pour les barres d'armature (c'est-à-dire les connexions de béton neuf à béton ancien utilisant des barres d'armature post-installées avec des systèmes d'adhésif), qui nécessitent généralement un enrobage plus profond que celui requis pour fixer une plaque d'acier. 

 

En outre, le cadre réglementaire couvrant les ancres et les barres d'armature est basé sur des principes théoriques, des approches de conception et des processus de qualification différents : le simple calcul de la profondeur d'enfouissement de la barre d'armature en tant qu'ancre (possible dans une certaine mesure, puisque les barres d'armature peuvent être qualifiées d'élément en acier pour les applications d'ancrage) peut ne pas être conforme au code utilisé dans la conception du béton (par exemple, les modes de défaillance fragiles ne sont pas acceptés). Nous expliquons cela brièvement ci-dessous. 

 

Différence 1 : Principes théoriques 

En ce qui concerne les définitions, la théorie de l'ancrage couvre à la fois les points fixes d'ancrage individuels et les groupes d'ancrage dans les plaques d'ancrage en acier, tandis que la théorie des barres d'armature est la discipline utilisée pour les connexions d'éléments en béton par le biais de barres d'armature coulées ou post-installées et de l'adhésif. 

 

 

Figure 1: Différentes applications, différentes règles : La théorie de l'ancrage concerne les connexions acier-béton, tandis que la théorie des barres d'armature s'applique aux extensions en béton 

 

Selon la théorie de l'ancrage, la charge d'un élément en acier (poutre ou poteau) est transférée à la structure en béton - par l'intermédiaire d'une plaque d'ancrage fixée au béton - à l'aide d'un boulon d'ancrage dans une connexion de plaque d'ancrage en acier. Les éléments en acier de la fixation (tiges filetées dans le cas des adhésifs) transfèrent la charge à l'élément en béton existant par le biais d'une charge de traction ou d'une charge de cisaillement, ou d'une combinaison des deux. Pour que la fixation résiste à la charge, il est essentiel de tirer parti de la résistance à la traction inhérente au béton. Cela signifie que la rupture fragile du cône de béton est acceptée et prise en compte dans la conception, à moins qu'il n'y ait des exigences spéciales découlant du code de conception adopté ; par exemple, dans des conditions sismiques, où l'exigence de ductilité peut être essentielle. 

 

 

Figure 2: La rupture fragile du cône de béton est acceptée dans la théorie de l'ancrage 

 

Selon la théorie des barres d'armature, la charge est transférée au béton de la même manière qu'avec une barre d'armature coulée. Par conséquent, les barres d'armature post-installées ne sont généralement pas conçues pour résister à une charge de cisaillement directe de la même manière qu'un boulon d'ancrage. Les forces sont définies à l'aide d'un modèle d'armature et d'ancrage, qui suppose que la barre d'armature ne résiste qu'aux charges axiales pour garantir l'équilibre avec les armatures globales en béton. L'interface de connexion doit être correctement rugueuse pour garantir que la charge de cisaillement est transférée par friction. 

 

 

Figure 3: Dans la théorie de l'armature, les connexions sont conçues selon le modèle de l'entretoise et de l'attache 

 

Dans le cas d'une jonction (ou d'un chevauchement), la charge est transférée par le biais d'un mécanisme d'ancrage local de la même manière qu'avec une jonction de barres d'armature coulées sans contact.  

 

 

Figure 4: Le mécanisme d'ancrage local dans une jonction de barres d'armature sans contact  

 

Le mode de rupture fragile du béton est évité au moyen d'entretoises de compression globales ou locales ; par conséquent, les règles de conception du code international du béton armé ne tiennent pas compte de la capacité de traction du béton et s'attendent à ce que toutes les forces de traction soient reprises par les barres d'armature. 

 

Différence 2 : Procédure de qualification 

Que vous conceviez une connexion acier-béton post-installé ou béton-béton, vous devez dans les deux cas vous appuyer sur des systèmes qualifiés (c'est-à-dire un document ETA avec une conception basée sur l'Eurocode). Les théories de conception des ancrages et des barres d'armature sont soutenues par différentes procédures de qualification en fonction des conditions d'application couvertes par l'approbation (par exemple, statique, sismique). 

Par exemple, lorsqu'il s'agit d'évaluer un mortier adhésif à utiliser dans des connexions de béton post-installées, la stratégie adoptée par la plupart des normes internationales se concentre sur la comparaison du comportement du système post-installé avec celui attendu dans les applications coulées. Dans ce cas, il est important de trouver la bonne combinaison entre les caractéristiques de résistance à l'adhérence et de rigidité des systèmes appropriés. Cependant, les codes n'appliquent pas cette philosophie dans les processus de qualification des applications d'ancrage. 

 

Différence 3 : l'approche de la conception 

Lors de la conception d'un groupe d'ancrages post-installés, la capacité de conception de la disposition sélectionnée est calculée puis comparée à la charge de conception, dans une approche telle que la conception structurelle normale selon les principes de l'état limite. PROFIS Engineering est une aide précieuse pour réaliser votre conception conformément aux codes d'ancrage internationaux (EOTA TR045) et nationaux (NZS 3101) les plus répandus et à certaines méthodes Hilti. 

 
Figure 5: Résumé des principales différences entre la théorie des ancres et celle des barres d'armature

Pour les connexions d'armatures post-installées, le résultat du calcul est la longueur d'ancrage pour les connexions simplement supportées et les connexions de moment, ou la longueur de recouvrement pour les connexions d'épissure, qui suivent des règles similaires à celles de l'armature coulée. Vous pouvez utiliser PROFIS Rebar dans votre conception d'extension de béton selon l'Eurocode 2 et d'autres normes reconnues et méthodes Hilti. 

 

 

Résumé des principales différences entre la théorie des ancrages et celle des barres d'armature 

Conclusions 

C'est très simple : adopter le bon principe dans votre stratégie de conception pour le type de connexion concerné est la première règle pour modéliser avec précision le comportement attendu.