Avis d'expertise sur le système de raboutage Fortec - Expertise "Fortec" Prof. Dr. Albin Kenel
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Expertise «Fortec»
Avis d’expertise sur le système de
raboutage Fortec
∗
Prof. Dr. Albin Kenel
Janvier 2020
* Version 1.2 13 janvier 2021 Ken
Impressum
Client FERROFLEX Bautechnik AG
Wehntalerstrasse 7
CH-8154 Oberglatt
Entrepreneur Hochschule Luzern – Technik und Architektur
Kompetenzzentrum Gebäudehülle und Ingenieurbau
Technikumstrasse 21
CH-6048 Horw
Email : albin.kenel@hslu.ch
Tel : +41 (0)41 349 34 00
Auteur Prof. Dr. Albin Kenel
Distributeurs FERROFLEX Bautechnik AG
Couverture 15 pages (y compris la page de couverture et les pages vierges)
Nom du fichier Expertise Fortec
Signature Horw, 13 janvier 2021
Prof. Dr. Albin Kenel
iiiTable des matières
Impressum iii
1 Commande et objectif 1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Objet de l’expertise 3
2.1 Description du produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Préparation des extrémités des barres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Délimitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Contrôles effectués 5
4 Évaluation des contrôles 7
4.1 Évaluation des contrôles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Évaluation de la conformité à la norme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Bibliographie 9
Normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Documentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
vhluss „Fortec R“) werden.
ositionsverbindung“ bezeichnet.
eht werden können. Diese Funktion wird als
e Fortec-Schraubanschlüsse wurden so konzipiert, dass
e gleiche Stabendvorbereitung kann auch für eine
derstandsfähige Querschnittsfläche, die grösser als die
hraubanschluss „Fortec“) oder gerollt (= Schrauban-
w. gerollt wird.
RODUKTBESCHREIBUNG
rtec verwendet isometrische Parallelgewinde, so dass
tspricht.
ltstauchen und Gewindeschneiden. Es garantiert eine
wehrungsstabenden ist ein patentiertes Verfahren zum
s mechanische Verhalten unter Druck dem unter Zug
s Bewehrungsstabs ist.
d Normen bei weitem übertreffen:
der Länge des Gewindes, das auf den Stab geschnitten
kerplatte verwendet werden, um eine Endverankerung
sserdem bietet Fortec den Vorteil, die gleiche Muffe
s
s Gewinde kann auf das Stabende geschnitten (=
s Fortec-Schraubanschlusssystem zur Vorbereitung der
r Unterschied zwischen beiden Verbindungstypen liegt
erzeugen.
die Anforderungen aller internationalen Regelwerke
Standard-und Positionsverbindungen zu verwenden.
zwei Stäbe zu verbinden, die nicht ge-
System bietet die
1 Commande et objectif
einfachste
1.1 Introduction
Alternati-
Le système de raboutage Fortec pour la préparation des extrémités des barres d’armature
est un procédé breveté de refoulement à froid avant filetage. Il garantit une résistance à la
traction de la connexion supérieure à celle de la barre elle-même.
vertrieben.
Ländern unter dem Namen „Bartec“
Fortec-Muffen werden in einigen
verwendet.
Standard- und Positionsverbindungen
beibehält und die gleiche Muffe für
volle Duktilität des Bewehrungsstabs
Der einzige Schraubanschluss, der die
Figure 1.1 – Liaison Standard, figure extraite de [8].
1.2 Commande
Le donneur d’ordre voudrait introduire le système de raboutage Fortec sur le marché suisse
du bâtiment en conformité avec la norme SIA 262 Construction en béton [7]. L’expert devra
classer les essais disponibles concernant le système de raboutage Fortec et les expertiser
par rapport aux exigences de la norme SIA 262 Construction en béton [7] en vue d’une
introduction sur le marché suisse du bâtiment.
La norme SIA 262 Construction en béton [7] comporte en différents points des indications
et des exigences concernant les liaisons mécaniques :
— Il conviendra de tenir compte de la capacité de déformation des éléments et des Paragraphe 2.1.3
accessoires de liaison en plus des conditions marginales au projet en conformité avec
la norme SIA 260 [6].
— Selon les possibilités, les joints aboutés devront être disposés dans des zones sou-
mises à des contraintes moindres. Paragraphe 5.2.6.2
— Pour les barres de diamètre > 12 mm, il conviendra, selon les possibilités, de disposer Paragraphe 5.2.6.3
les joints superposés de manière décalée afin que, à la surface d’une section, la
transmission de la force d’armature d’un joint abouté soit limitée au maximum à la
moitié.
— Les joints aboutés présentant des dispositifs particuliers, tels que vissages, cou- Paragraphe 5.2.6.8
pleursou tendeurs à vis, devront garantir une parfaite transmission des forces. Il
conviendra de prouver l’efficacité de l’instrument de liaison, y compris des effets
sur le matériau de base.
11 Commande et objectif
Paragraphe 5.5.4.9 — Dans les zones de transmission des forces, au niveau des joints aboutés et en cas de
modification des sections des éléments de compression, il conviendra de diviser par
deux les distances entre les étriers et la reprise des efforts tranchants. Le diamètre de
la tige de l’étrier de cerclage ne doit pas être inférieur à Øsl,max /3.
Paragraphe 5.5.5.2 — Pour les éléments préfabriqués en béton et leurs éléments de raccordement, il
conviendra, pour définir les tolérances de cotes, de prendre en compte également les
exigences techniques concernant la fabrication et le montage en plus des exigences
en matière de statique.
Paragraphe 5.5.5.5 — Les liaisons en acier noyées dans le béton de manière incomplète, qui ne seront ni
accessibles ni contrôlables, devront résister à la corrosion.
Paragraphe 5.7.3 — Les liaisons mécaniques à barres ne doivent être utilisées que lorsqu’il est possible
de prouver une ductilité suffisante par des contrôles appropriés.
Pour les fabricants, les paragraphes 5.2.6.8 et 5.7.3 sont particulièrement importants. Les
normes des essais seront donc conçues de façon à ce que ces propriétés puissent être
déterminées et analysées de manière expérimentale.
1.3 Objectif
L’avis d’expertise devra déterminer la conformité à la norme SIA 262 Construction en
béton [7] des propriétés mécaniques du système de raboutage Fortec.
2PRODUKTBESCHREIBUNG
Das Fortec-Schraubanschlusssystem zur Vorbereitung der
Bewehrungsstabenden
2 Objet de l’expertise ist ein patentiertes Verfahren zum
Kaltstauchen und Gewindeschneiden. Es garantiert eine
widerstandsfähige Querschnittsfläche, die grösser als die
2.1 Bewehrungsstabs
des Description du produit
ist.
Fortec
Le systèmeverwendet isometrische
de raboutage Fortec pour la préparationParallelgewinde,
des extrémités des barresso dass
d’armature
est un procédé breveté de refoulement à froid avant filetage. Il garantit une résistance à la
das mechanische
traction Verhalten
de la connexion supérieure unter
à celle de la barre Druck
elle-même.dem unter Zug
entspricht.
Fortec utilise un filetage parallèle isométrique, ce qui permet d’obtenir des performances
mécaniques en compression égales à celles en traction. Le filetage peut être taillé (=
raboutage
Das «Fortec») ou kann
Gewinde roulé (= raboutage
auf das «Fortec R») à l’extrémité
Stabende de la barre.
geschnitten (=
Schraubanschluss „Fortec“)
Le procédé Fortec est un système consistant à oder
agrandir gerollt (=des barres
les extrémités Schrauban-
d’armature
par refoulement à froid avant filetage. Pour ce faire, le filetage des terminaisons de barre
schluss „Fortec R“) werden.
est prolongé pour faciliter l’alignement et le raboutage de barres sans rotation.
Das System bietet die einfachste Alternati-
ve, zwei Stäbe zu verbinden, die nicht ge-
Les liaisons standard Fortec sont réalisées avec un coupleur standard dont le filetage
intérieur correspond à la taille du filetage effectué sur les barres. La barre de raccordement
dreht werden
est vissée dans le coupleurkönnen.
pour établir laDiese
connexion. Funktion
Ce système offrewird
égalementals
la
possibilité de relier deux barres qu’il n’est pas possible de faire pivoter. Cette fonction est
„Positionsverbindung“ bezeichnet.
appelée «liaison position», voir figure 2.1.
Figure 2.1 – Liaison position, figure extraite de [8].
Ausserdem bietet Fortec den Vorteil, die gleiche Muffe
für Standard-und Positionsverbindungen zu verwenden.
Der Unterschied zwischen beiden Verbindungstypen liegt3
in der Länge des Gewindes, das auf den Stab geschnitten
bzw. gerollt wird.2 Objet de l’expertise Dans le cas où il est difficile voire impossible de faire pivoter les deux barres, que ce soit par exemple en raison de leur taille ou de leur longueur, le système Fortec prévoit un filetage étendu permettant ainsi un engagement complet du coupleur sur l’une des barres. Le coupleur est ensuite dévissé d’une barre et revissé sur l’autre afin d’établir la connexion par friction. 2.2 Préparation des extrémités des barres Les barres d’armature seront préparées individuellement par la réalisation d’un filetage FORTEC® à l’une des extrémités de la barre, ou aux deux, par une machine Dextra. La machine sera installée de préférence dans un atelier du fabricant. Les instructions de préparation fournies par Dextra pour la préparation de l’extrémité de la barre doivent être respectées, voir [8]. 2.3 Délimitation L’expert analysera les résultats des essais de traction effectués sur des liaisons à barres munies de coupleurs standard. D’autres éléments tels que coupleurs à souder, platines d’ancrage, etc. ne font pas partie de l’expertise. 4
5.1 Definition of lengths
Figure 1: Definition of lengths for measuring elongation of the mechanical splice
3 Contrôles effectués F
L
L1
Applied force
Length of the mechanical splice (as defined in ISO 15835-1:2009)
Coupler length
L2 2d where d is the nominal diameter of the reinforcing bar
L3 2d where d is the nominal diameter of the reinforcing bar
Lg Overall gauge length; L1 + 8d
Le système de raboutage Fortec a été contrôlé par différents organismes de contrôle selon
5.2
différentes normes Slip-contrôle,
de and tensileentests
fonction des critères propres au pays concerné. Les
The load cycles for slip measurement were carried out with the following settings:
essais ont été très souvent réalisés selon la norme ISO 15835-2 [5] (ou [3] pour les contrôles
Upper force (0,6 ReH, spec): 300 MPa
plus anciens). Les résultats
Lower forcede(0,02
cesRessais
eH, spec): ont
10été
MPa analysés selon la norme ISO 15835-1 [4]
Numberplus
(ou [2] pour les contrôles of cycles:
anciens). Certains 3essais ont été effectués et analysés selon
la norme ISO 16172 Gauge
[1]. Lelength
tableau
(Lg): 3.1 regroupe 212 mmles essais significatifs.
B|A|S report: 2017-0008-032
Page 5 of 9
Figure 2: Slip test load cycling
FigureS23.1
5.4 – Essai de traction
tests σ
statique
Stress
avec mesure du glissement, figure extraite de [3].
The load cycles for S2t test were carried
Timeout with the following settings:
2ɛy*(Lg – L): 0,40 mm
À Lower force
plusieurs (-0,5 ReH,1des
reprises,
Stresses for option 1 measurement
): -250 MPa
2 spec essais de traction
Stresses statique
for option avec mesure
2 measurement du glissement, des essais
Number of cycles: 3 4
Target value 0,02 ReH, spec
«low cycle» (catégorie S2) et des essais de fatigue ont été effectués. La figure 3.1 montre
5ɛy*(Lg – L): 1,00 mm
schématiquement laSlip
réalisation
measurementd’un
Lower force (-0,5 ReH, spec): -250 MPa
wasessai de traction
determined according statique
to optionavec
2 of ISOmesure du glissement.
15835-1:2009 § 5.3.1.
La figure
Number3.2ofmontre
cycles: schématiquement 4
coupler
la réalisation d’un
yield strength
essai «low
tensile strength
cycle» ainsi
strain
que les
mode of failure
valeurs mesurées
Gauge length (L ):
essentielles pour
sample212 mm
L
l’analyse.
Ø
slip
F
1, actual R actualF R Re
R /R
A eH fracture
max
distance to
m
m eH
gt assessment
g
coupler
mm mm mm kN Mpa kN MPa - % - mm
1 52,2 31,7 0,02 174,5 555,8 205,5 654,4 1,17 9,7 Bar break 281,1 Pass
2 52,3 31,7 0,03 174,9 557,1 205,9 655,8 1,17 8,1 Bar break 83,8 Pass
3 52,3 31,7 0,03 174,4 555,4 205,6 654,7 1,17 7,2 Bar break 81,7 Pass
requirements
ISO 15835-1:2009 ≤ 0,10 ≥ 550 ≥ 3,5
Figure 4: Alternating tension and compression test
Figure F3.2 – EssaiForce
«low cycle», figure extraite de [3].
δ Elongation value
FeH AsReH, spec (As is nominal cross-sectional area of the bar³in mm²)
-0,5 FeH, spec Lower compression force
ɛy Strain at nominal yield strength
S EsAs/Lg where Es = 2 × 105 MPa
δ (1 to 4) Elongation values at several stages to determine U4 and U8
5
U4 residual elongation after 4 cycles
U8 residual elongation after 8 cycles
v Arctan S
Residual elongations U4 and U8 were determined according to figure 4 (ISO 15835-2:2009 - figure 7).
coupler residual elongation tensile strength strain mode of failure
distance to
sample L1, actual Øactual U4 U8 Fmax Rm Agt fracture assessment
coupler
mm mm mm mm kN MPa % - mm6
Slip and tensile tests: High cycle Fatigue tests: S2 tests:
Obersp. sup = 300 N/mm2 Obersp. sup = 300 N/mm2 2 y / inf = ‐250 N/mm2
Stab Anzahl
Untersp. inf = 10 N/mm2 Amplitude a = 60 N/mm2 5 y / inf = ‐250 N/mm2
Ø #
[mm] [‐] Schlupf 0.10 mm Lastwechsel N 2ʹ000’000 U 4 0.3 mm / U 8 0.6 mm Norm 1) Typ File Name
12 3 OK OK OK 2) ISO Bartec Standard Bartec BF12 ‐ ISO 15835 test BAS 2017
16 3 ‐ OK ‐ IS Bartec BF Fatigue ‐ Bartec BF16 BAS 2018
16 3 ‐ ‐ OK ISO Fortec 2016‐0122‐007 Fortec BFC16 B500C S2 test
3 Contrôles effectués
16 3 ‐ ‐ OK ISO Bartec Bartec BF16 B500C ‐ Cyclic S2 test BAS 2017
20 3 OK OK OK ISO Bartec Standard Bartec BF20 ‐ ISO 15835 test BAS 2017
20 3 ‐ ‐ OK ISO Bartec Standard Bartec BF20 B500C ‐ Cyclic S2 test BAS 2018
20 5 OK ‐ OK ISO Bartec Standard Bartec BF20 ‐ ISO 15835 test Concrefy 2019
25 3 OK OK OK ISO Fortec Standard Fortec BFC25 ‐ ISO15835 test BAS 2016
25 3 ‐ ‐ OK ISO Bartec Bartec BF25 B500C ‐ Cyclic S2 test BAS 2018
Tableau 3.1 – Compilation des essais.
25 3 ‐ ‐ OK ISO Fortec 2016‐0122‐011 Fortec BFC25 B500C S2 test
25 5 OK ‐ OK ISO BF25 Bartec BF25 ‐ ISO 15835 test Concrefy 2019
25 3 ‐ OK ‐ IS BF25 Fatigue ‐ Bartec BF25 BAS 2018
28 3 ‐ OK ‐ IS BF28 Fatigue ‐ Bartec BF28 BAS 2018
32 3 OK OK OK ISO Fortec Standard Fortec BFC32 ‐ ISO15835 test BAS 2016
32 3 ‐ ‐ OK ISO Bartec Bartec BF32 ‐ ISO15835 test BAS 2016
32 3 ‐ ‐ OK ISO Fortec 2016‐0122‐013 Fortec BFC32 B500C S2 test
32 3 ‐ OK ‐ IS BF32 Fatigue ‐ Bartec BF32 BAS 2018
32 3 ‐ OK ‐ ISO Fortec Fatigue Fortec BFC32 BAS 2016
32 3 ‐ OK ‐ ISO BFC32 Fatigue Fortec BFC32 BAS 2016
36 3 ‐ OK ‐ IS BF36 Fatigue ‐ Bartec BF36 BAS 2018
40 3 ‐ OK ‐ ISO Bartec Standard Fatigue ‐ Bartec BF40 BAS 2017
40 3 ‐ OK ‐ ISO Bartec Fatigue ‐ Bartec‐Fortec 40 B500C R‐Tech 2019 rev 2
40 3 ‐ ‐ OK ISO Bartec Standard Bartec BF40 ‐ Cyclic S2 test BAS 2017
1) Norm ISO: ISO 15835; Norm IS: IS 16172
2) Stab Nr. 2 ist ausgeknickt4 Évaluation des contrôles
4.1 Évaluation des contrôles
Le tableau 3.1 montre les résultats des essais significatifs. Cette liste montre :
— 22 essais de traction statiques avec mesure de glissement dans la plage de diamètres
Ø = 12 mm à Ø = 32 mm,
— 46 essais «low cycle» (catégorie S2) dans la plage de diamètres Ø = 12 mm à Ø =
40 mm et
— 39 essais de fatigue dans la plage de diamètres Ø = 12 mm à Ø = 40 mm.
L’analyse détaillée des 22 essais de traction statiques avec mesure de glissement montre
que les fers à béton utilisés correspondaient à la classe de ductilité C ou à un B500C.
La rupture s’est produite pour tous les essais concernant des longueurs de barre non
imposées.
4.2 Évaluation de la conformité à la norme
Pour les liaisons à barres munies de liaisons par raboutage FORTEC®, la solidité et la
capacité de déformation, y compris la consolidation de l’armature utilisée, n’ont pas été
modifiées. Les liaisons par raboutage FORTEC®se sont révélées suffisantes à l’issue des
mesures en ce qui concerne les sollicitations tant statiques que cycliques et ne présentent
aucune diminution de la solidité.
Dans la zone des liaisons par raboutage FORTEC®, la capacité de déformation de l’élément
en béton armé est réduite localement puisque la liaison ne doit pas subir de déformation
plastique. L’influence de la liaison sur la capacité de déformation de l’élément en béton
armé est faible et diminue quand on s’éloigne du coupleur.
Tous les essais ont satisfait aux exigences de la norme de contrôle concernée. L’efficacité de SIA 262 [7]
l’instrument de liaison, y compris des effets sur le matériau de base est ainsi démontrée. Paragraphe 5.2.6.8
Par ailleurs on peut supposer qu’il est possible d’utiliser la valeur calculée de la résistance SIA 262 [7] Tableau
à la fatigue ∆σsd, f at = 55 N/mm2 . 13
7Bibliographie
Normes
[1] IS. Prüfnorm IS 16172:2014 Reinforcement Couplers for Mechanical Splices of Bars in
Concrete – Specification. Bureau of Indian Standards, 2014, 14 S.
[2] ISO. Prüfnorm ISO 15835-1:2009 Steels for the reinforcement of concrete – Reinforcement
couplers for mechanical splices of bars – Part 1: Requirements. International Organization
for Standardization, 2009, 14 S.
[3] ISO. Prüfnorm ISO 15835-1:2009 Steels for the reinforcement of concrete – Reinforcement
couplers for mechanical splices of bars – Part 1: Test methods. International Organization
for Standardization, 2009, 11 S.
[4] ISO. Prüfnorm ISO 15835-1:2018 Steels for the reinforcement of concrete – Reinforcement
couplers for mechanical splices of bars – Part 1: Requirements. International Organization
for Standardization, 2018, 9 S.
[5] ISO. Prüfnorm ISO 15835-1:2018 Steels for the reinforcement of concrete – Reinforcement
couplers for mechanical splices of bars – Part 1: Test methods. International Organization
for Standardization, 2018, 9 S.
[6] SIA. Norme SIA 260:2013 Bases pour l’élaboration des projets de structures porteuses.
Zürich. Société suisse des ingénieurs et des architectes, 2013, 44 S.
[7] SIA. Norme SIA 262:2013 Construction en béton. Zürich. Société suisse des ingénieurs
et des architectes, 2013, 102 S.
Documentations
[8] F ERROFLEX B AUTECHNIK AG. Techniques d’armatures. Ferroflex Bautechnik AG, 20 S.
9Vous pouvez aussi lire
