Comment réaliser le renforcement d’un bâtiment en béton armé ?
Cet article décrit l’utilisation du module de renforcement de StatiCAD conforme à TBDY 2018 Chapitre 15.10, EK 15B et EK 15C. Le module s’appuie sur la chaîne d’évaluation de la performance du bâtiment existant : le renforcement est une propriété de l’élément, et une seule option principale détermine s’il est pris en compte ou non. Pour le contexte théorique, consultez Principes théoriques du renforcement du béton armé ; pour les études de validation, consultez Études de validation du renforcement du béton armé.
Dans quelles éditions ? L’évaluation de la performance du béton armé et le renforcement sont disponibles dans les éditions Ultimate, Profesyonel et Betonarme. Dans les autres éditions, les données de renforcement du projet sont conservées, mais elles ne sont pas affichées dans l’interface et n’entrent pas dans le calcul.
1. Déroulement général : l’avant et l’après dans le même fichier
- Modélisez le bâtiment existant ; dans Paramètres généraux du projet → Sélection du règlement → groupe Performance B.15, activez l’évaluation de la performance du béton armé, lancez l’analyse et générez le rapport. Il s’agit de l’état avant renforcement.
- Dans la fenêtre Propriétés des éléments à renforcer (clic droit → Propriétés), saisissez la méthode et ses paramètres dans l’onglet Renforcement (voir Chapitre 2). Ces informations sont enregistrées avec le projet.
- Dans le groupe Paramètres généraux du projet → Performance B.15, cochez la case « Prendre en compte le renforcement » et relancez l’analyse. Désormais, toute la chaîne (rigidité, capacité, limites de dommage, décision sur le bâtiment, rapport) calcule l’état renforcé.
- Si vous le souhaitez, avec la case « Ajouter la comparaison avant/après renforcement au rapport », placez côte à côte, sur la première page du rapport, la synthèse des deux états (voir Chapitre 4).
Lorsque la case est décochée, le programme calcule le bâtiment dans son état avant renforcement ; les résultats sont strictement identiques à ceux d’un bâtiment pour lequel aucune donnée de renforcement n’a été saisie.
2. Onglet Renforcement
L’onglet se trouve dans les fenêtres du poteau (Propriétés du chaînage vertical), de la poutre (Propriétés du chaînage) et du mur/voile (Propriétés du mur). Les trois options du haut évitent une application accidentelle en cas de sélection multiple :
| Option | Signification |
|---|---|
| Aucune (visible uniquement en sélection multiple) | Lorsque vous cliquez sur OK, le réglage de renforcement des éléments sélectionnés n’est pas modifié. C’est l’option par défaut en sélection multiple. |
| Ne pas appliquer | Le marquage de renforcement est retiré des éléments sélectionnés. C’est l’option par défaut pour un élément unique. |
| Appliquer | La méthode et les paramètres choisis en dessous sont écrits dans les éléments sélectionnés. |
Les modifications ne sont enregistrées qu’avec OK ; Annuler annule tout. La zone de synthèse située sous l’onglet affiche instantanément, à partir des valeurs saisies, les grandeurs réglementaires (coefficient d’efficacité du frettage, rapport PRF, pression latérale, résistance et déformation du béton confiné, contributions au cisaillement, capacité de l’ancrage, etc.) et indique les avertissements d’applicabilité.
2.1 Renforcement des poteaux
| Méthode | Règlement | Données | Effet sur le calcul |
|---|---|---|---|
| Frettage par polymère renforcé de fibres (PRF) | 15.10.1.3 / EK 15B | Nombre de couches et épaisseur, module d’élasticité, déformation à la rupture, rayon d’arrondi des angles, frettage continu ou en bandes (largeur et espacement des bandes) ; longueur de recouvrement existante facultative | Modèle de béton confiné, limites de dommage (GÖ = εcc, KH = 0,75εcc, SH = 0,004) et contribution au cisaillement Vf. La capacité en flexion n’augmente pas. Si la longueur de recouvrement est saisie, l’épaisseur de PRF requise est calculée selon EK 15B.4 et comparée à celle fournie ; le résultat est ajouté à l’étiquette de renforcement sous la forme « bind OK / YETERSİZ / UYGULANAMAZ » (recouvrement OK / insuffisant / non applicable). |
| Augmentation de section (chemisage) | 15.10.2 | Épaisseur du chemisage (≥ 10 cm), classe de béton du chemisage, nombre de faces (1–4) ; armatures longitudinales du chemisage (nombre, diamètre, enrobage) ; armatures transversales du chemisage (diamètre, espacement) ; modèle de calcul : Composite (par défaut), Lettre du règlement ou Chemisage seul | Rigidité et résistance issues de la section chemisée, avec un coefficient de 0,9. Les armatures longitudinales du chemisage participent à la capacité en flexion ; les armatures transversales du chemisage s’ajoutent à la résistance au cisaillement. Pour un chemisage sur 1, 2 et 3 faces, la section est calculée avec sa géométrie réelle unilatérale et la plus petite des capacités ± est retenue. |
| Frettage en béton armé (cisaillement) | 15.10.1.1 | Épaisseur, classe de béton, nombre de faces | Cisaillement et effort axial uniquement : la résistance au cisaillement est calculée à partir de la section brute enveloppée, avec un coefficient de 0,9. La flexion et la rigidité ne changent pas. |
| Frettage en acier | 15.10.1.2, Éq. 15.3 | Épaisseur, largeur, espacement de la plaque, limite d’élasticité | Vj s’ajoute à la résistance au cisaillement. La ductilité et la flexion ne changent pas. |
La continuité du chemisage entre les étages et les conditions relatives aux armatures transversales relèvent de la responsabilité de l’utilisateur ; un rappel figure dans la zone de synthèse.
2.2 Renforcement des poutres
| Méthode | Règlement | Données | Effet sur le calcul |
|---|---|---|---|
| Frettage PRF | 15.10.3.2 / EK 15B | Paramètres PRF, largeur et espacement des bandes | Modèle confiné et Vf. En frettage par bandes, si la condition d’espacement des bandes (sf ≤ wf + d/4) n’est pas satisfaite, la contribution au cisaillement n’est pas prise en compte et un avertissement est émis. |
| Étriers extérieurs | 15.10.3.1 | Diamètre, espacement, nombre de branches, limite d’élasticité | La contribution des étriers selon TS 500 est ajoutée uniquement à la résistance au cisaillement ; il n’y a aucun effet de confinement et les limites de ductilité ne changent pas. |
2.3 Renforcement des voiles et des murs de remplissage
| Méthode | Élément | Données | Effet sur le calcul |
|---|---|---|---|
| Frettage PRF de la zone d’extrémité | Voile en béton armé | Paramètres PRF | Modèle confiné de la zone d’extrémité et Vf. |
| Nouveau voile de renforcement | Voile en béton armé (15.10.5) | Classes de béton et d’armature du voile, intérieur au portique / adjacent, diamètre de l’ancrage (≥ 16 mm), espacement (≤ 400 mm), profondeur (≥ 10Ø), coefficient de frottement, nombre de rangées | Lorsque l’option est décochée, le voile n’existe pas dans le modèle (avant renforcement). Lorsqu’elle est cochée, il est évalué comme un nouvel élément (coefficient de niveau de connaissance égal à 1) ; la vérification de l’ancrage, une note sur la zone d’extrémité et un avertissement sur la fondation sont fournis. |
| Enduit armé de treillis soudé | Mur de remplissage (EK 15C) | Matériau du mur (d’après le tableau du règlement ou valeurs personnalisées), épaisseur de l’enduit (≥ 30 mm) et nombre de faces, taux d’armature du treillis, taux d’ouvertures | Bielles diagonales équivalentes dans le modèle ; capacité au cisaillement ; performance selon l’angle de distorsion (TBDY Tableau 15.2). |
| Bande diagonale en PRF | Mur de remplissage (EK 15C) | Matériau du mur et paramètres PRF, largeur de la bande | Bielles comprimées et tendues. |
Dans la fenêtre du mur, les options de méthode s’activent selon le type d’élément : PRF et nouveau voile pour un voile en béton armé, méthodes EK 15C pour un mur de remplissage. Le nouveau voile de renforcement est dessiné dans le modèle comme un voile en béton armé ordinaire ; son caractère « nouveau » est indiqué uniquement depuis cet onglet.
3. Lecture des résultats
- Rapport : les tableaux de sections et de frettage des poteaux et des poutres comportent une colonne « Güçlendirme » (Renforcement), par exemple « LP nf=2 tf=0.17 », « Manto t=10 », « Celik sargi », « Yeni perde ank 1Ø16/200 r=0.91 OK », « Dolgu hasir siva ». Si l’option principale est décochée, « (kapali) » est ajouté à l’étiquette.
- Nouveau voile : lorsque l’option est décochée, sa ligne est exclue de l’évaluation avec la note « öncesi modelinde yok » (absent du modèle avant renforcement) ; lorsqu’elle est cochée, le rapport d’ancrage et la note sur le poteau d’extrémité figurent dans l’étiquette.
- Mur de remplissage renforcé : il est considéré comme un élément vertical ; la région de dommage est déterminée selon l’angle de distorsion (TBDY Tableau 15.2 : SH 0,003 / KH 0,005 / GÖ 0,010). La composante horizontale des efforts des bielles diagonales est comparée à la capacité au cisaillement ; si elle est dépassée, l’élément est considéré comme fragile.
4. Comparaison avant / après
Si la case « Ajouter la comparaison avant/après renforcement au rapport » du groupe Performance B.15 est cochée, un instantané est enregistré lors de la préparation du rapport, selon l’état de l’option principale. Lorsque les enregistrements des deux états existent, le bloc suivant est imprimé sur la première page du rapport : niveau de performance du bâtiment X/Y (avant → après), pourcentages des critères 15.8, liste des éléments renforcés, répartition des dommages et éléments dont la région de dommage a changé.
Ordre correct :
- Option principale décochée → analyse → rapport (enregistrement de l’état avant)
- Option principale cochée → analyse → rapport (état après et comparaison)
Les deux exécutions peuvent être effectuées l’une après l’autre dans la même session.
5. Rapports de conception en mode performance
Lorsque l’analyse linéaire de performance est sélectionnée (Ra = 1), les rapports de conception des poteaux, poutres et voiles sont produits avec les forces sismiques non réduites : « (Ra=1 - bilgi amaçlıdır) » (à titre informatif) est ajouté aux titres de section et les lignes de type erreur sont affichées comme « Bilgi (Ra=1) » (information). Dans ce mode, les messages de dépassement de capacité ne constituent pas une erreur de conception ; l’évaluation se fait d’après le rapport de performance du Chapitre 15.
6. Où apparaissent les conditions réglementaires ?
Les données de renforcement ne satisfaisant pas une condition du règlement apparaissent, après l’analyse, dans la liste Contrôles d’erreurs du projet sous la forme d’une ligne « Hata: TBDY2018 M.… » ou « Uyarı: TBDY2018 … » (Erreur / Avertissement). Principales conditions vérifiées :
- Rayon d’arrondi des angles < 30 mm en PRF et rapport des côtés de la section > 2,5 (l’augmentation du confinement n’est pas appliquée),
- Dans le renforcement des recouvrements : rapport de section > 2, armature lisse ou épaisseur de PRF insuffisante,
- Épaisseur de frettage et de chemisage < 10 cm,
- Dans l’ancrage du nouveau voile : diamètre, espacement, profondeur et capacité de cisaillement,
- Dans le mur de remplissage : épaisseur d’enduit < 30 mm, taux d’ouvertures > 10 %, diagonale/épaisseur ≥ 30, rapport longueur/hauteur hors de l’intervalle 0,5–2 en PRF, limite d’étages de 15.10.4,
- Effort tranchant sollicitant dépassant la capacité (comportement fragile).
Les violations de règles n’interrompent pas le calcul ; la décision revient à l’ingénieur.
7. Questions fréquentes
J’ai saisi un renforcement, mais le résultat n’a pas changé. La case « Prendre en compte le renforcement » des Paramètres généraux du projet est-elle cochée, et avez-vous relancé l’analyse ? Pour un poteau en PRF dont le rapport des côtés dépasse 2,5, ou si le rayon d’arrondi des angles est inférieur à 30 mm, l’augmentation du confinement n’est pas appliquée conformément au règlement (un avertissement apparaît dans la zone de synthèse).
La masse du nouveau voile est-elle comptée aussi dans le modèle avant renforcement ? Non. Lorsque l’option est décochée, le poids propre du voile et les charges supplémentaires qui lui sont définies sont annulés ; les poids d’étage, le centre de masse et les masses des éléments finis sont calculés sans le voile. Le voile n’est pas non plus considéré comme appui de la dalle (la charge de dalle est répartie sur les appuis restants). Le bâtiment « avant » est sans voile.
Je vois la note « EK 15C çubuğu oluşmadı » dans un mur de remplissage. (Aucune bielle EK 15C n’a été créée.) Aucun poteau existant n’a été trouvé aux deux extrémités du mur, ou les données du matériau sont incomplètes. Les bielles diagonales sont établies entre les nœuds des poteaux d’extrémité du mur.
Le renforcement est-il valable aussi dans l’analyse pushover (non linéaire) ? Oui. Les modifications de rigidité et de section dues au frettage PRF, au chemisage, au nouveau voile et aux bielles de remplissage sont également reflétées dans l’analyse pushover. Les vérifications supplémentaires au cisaillement, telles que le frettage en acier, les étriers extérieurs et l’ancrage, sont rapportées dans l’évaluation linéaire.