Si vous êtes ingénieur ou étudiant en ingénierie, vous rencontrerez probablement le processus de cintrage de barres à un moment donné.
Le cintrage des barres est une technique de base utilisée dans la construction en béton armé, et c'est un élément clé pour s'assurer que les bâtiments, ponts et autres structures sont sûrs et durent longtemps.
Mais avez-vous déjà pensé au fonctionnement du cintrage de barres ou pourquoi les ingénieurs doivent savoir comment le faire ? Dans cet article de blog, nous examinerons le monde du pliage de barres et parlerons des outils, des techniques et des problèmes de sécurité que vous devez connaître pour bien réussir dans cette partie importante de l'ingénierie de la construction.
Cet article vous apprendra tout ce que vous devez savoir sur le monde fascinant du pliage de barres, que vous débutiez dans votre carrière ou que vous vouliez en savoir plus.
Alors, commençons!
Introduction au cintrage des barres dans la construction en béton armé
Définition formelle:
Dans la construction en béton armé, processus de pliage des barres d'armature en différentes formes.
Le cintrage des barres est une partie importante de la fabrication et du cintrage des barres et des poutres d'armature en acier qui sont utilisées pour renforcer le béton dans la construction.
Le programme de cintrage des barres est un ensemble de mesures scientifiques qui décrivent comment se déroule le processus de cintrage d'une barre.
Cette annexe indique les exigences techniques pour le béton armé.
Il montre où les barres pliées doivent aller et combien de barres doivent aller à certains endroits.
Le programme de cintrage des barres est une liste de toutes les règles et informations sur le renforcement qui doivent être suivies lors du cintrage des barres.
Vous ne pouvez pas en dire assez sur l'importance d'utiliser un calendrier pour plier les barres.
Si vous coupez ou pliez mal l'acier, vous pourriez perdre beaucoup d'argent, ce qui pourrait représenter jusqu'à 10 % du coût total du projet.
En utilisant un programme de cintrage de barres, vous pouvez vous assurer que la coupe et le cintrage sont effectués en usine, puis envoyés sur le chantier.
Cela permet d'économiser du temps et de l'argent sur la construction.
Il réduit également la quantité d'armatures gaspillées lors de la coupe, améliore le contrôle de la qualité sur le chantier et permet d'accélérer le travail sur le chantier.
Le rôle des barres d'armature dans la construction en béton
Les barres d'armature sont une partie importante de la construction en béton car elles rendent le béton plus solide et durent plus longtemps.
Les barres sont placées dans des endroits où des tensions et des fissures sont susceptibles de se produire.
Ce sont presque toujours des barres rondes déformées avec des motifs nervurés enroulés sur leurs surfaces.
Les motifs changent en fonction de qui les fabrique, mais ils garantissent tous que le béton et les barres d'armature adhèrent bien.
La résistance et la durabilité des structures en béton armé dépendent d'un certain nombre de facteurs, tels que les proportions du mélange, la manière dont le béton est mis en place et fini, et le rapport entre l'eau et les matériaux cimentaires.
Mais le processus de pliage modifie également la solidité et la durabilité des structures en béton armé dans leur ensemble.
Les fibres de renforcement seront soumises à des contraintes de traction lorsque les éléments de flexion sont pliés par des charges externes.
L'effet de la flexion des barres sur les structures en béton armé
La façon dont les barres d'armature adhèrent au béton qui les entoure dépend de leur apparence extérieure.
Les barres d'armature en acier sont beaucoup plus rigides que d'autres matériaux comme les barres BFRP.
Cela rend la poutre dans son ensemble plus rigide.
Les barres de BFRP se briseront en raison de la ductilité, ce qui n'est pas le cas dans les éléments de flexion traditionnels renforcés de BFRP.
Ce n'est pas le cas avec les poutres sous-armées d'acier.
L'importance de la flexion des barres dans la construction en béton armé
Toujours difficile à comprendre ? Je change un peu le point de vue :
Vous en avez marre de faire des choses qui durent longtemps ? Vous voulez rendre vos projets d'ingénierie plus intéressants et chaotiques ?
Eh bien, oubliez tout ce que vous savez sur la construction en béton armé et commencez à plier ces barres dans toutes les directions.
Après tout, qui a besoin de stabilité et de durabilité quand on peut s'amuser avec ses outils et ses techniques ? Je plaisante, ne fais pas ça, s'il te plait.
Revenons maintenant à l'explication.
Formes et utilisations des barres d'armature
Les barres d'armature, ou barres d'armature, sont utilisées pour renforcer les structures en béton.
Ils sont disponibles en différentes longueurs et épaisseurs et ont souvent des bosses ou des crêtes pour les aider à coller au béton.
Il existe différents types de barres d'armature, telles que les barres d'acier doux, les barres d'armature déformées et les barres d'armature en tôle.
Types de barres d'armature
Les barres en acier doux sont faciles à couper et peuvent être pliées sans se casser.
Les barres d'armature déformées ont un motif qui permet au béton d'adhérer plus facilement à la surface de l'acier d'armature.
Les barres d'armature en tôle sont constituées de pièces de tôle d'acier recuites pliées en ondulations et percées de trous à intervalles réguliers.
Formes de pliage
Selon leur utilisation, les barres d'armature peuvent être pliées en différentes formes.
Les barres d'armature doivent être pliées afin qu'elles puissent s'adapter aux formes indiquées sur les dessins de conception.
Voici quelques exemples de formes de pliage :
- Barre en treillis : une barre en treillis est une barre d'armature qui est pliée dans une certaine forme pour résister aux forces de traction et de compression axiales.
- Barre droite avec crochet d'extrémité : Une barre droite avec un crochet d'extrémité est utilisée pour connecter deux barres d'armature ou plus.
- Étrier : un étrier est une boucle de barre d'armature utilisée pour renforcer les colonnes, les poutres et les dalles de béton.
- Lien de colonne : un lien de colonne est une barre qui maintient des barres verticales autour d'une colonne dans un cercle.
Utilisations des barres d'armature
Les barres d'armature sont utilisées dans de nombreux types de projets de construction, tels que :
- Fondations : Les barres d'armature fournissent des fondations profondes pour supporter des structures lourdes comme des ponts et des gratte-ciel.
- Planchers et escaliers : Les barres d'armature sont utilisées pour renforcer et soutenir les dalles de plancher et les escaliers.
- Toits : les barres d'armature sont utilisées dans la construction de toits pour supporter le poids du toit et fournir un soutien.
- Ponceaux, structures de drainage et petits canaux en béton : les barres d'armature fournissent une résistance et un soutien supplémentaires à ces structures.
Techniques et outils pour plier les barres d'armature
Il existe plusieurs outils et techniques utilisés pour plier les barres d'armature, y compris les cintreuses manuelles, les cintreuses hydrauliques et les cintreuses automatiques électriques.
Techniques de pliage
- Cintreuses manuelles : la méthode la plus élémentaire de cintrage des barres d'armature consiste à les plier manuellement à l'aide d'un tuyau ou d'une barre à suçons.
Mais cette méthode a ses limites.
Il ne peut pas plier les barres de très grands diamètres et blesse les barres d'armature là où elles se plient.
Les cintreuses hydrauliques sont des machines plus avancées utilisées par les entreprises professionnelles.
Ces machines peuvent plier des barres d'armature de n'importe quelle taille, forme ou type avec une grande exactitude et précision.
- Cintreuses de barres d'armature automatiques électriques : Ces machines sont parfaites pour les entrepreneurs, les fabricants et les constructeurs qui ont besoin de plier les barres facilement et avec précision.
La taille et la forme de la barre déterminent quel outil ou quelle technique convient le mieux pour la plier.
Par exemple, les cintreuses manuelles peuvent être suffisantes pour les petits projets, tandis que les cintreuses hydrauliques ou les cintreuses automatiques électriques sont mieux adaptées aux grands projets qui nécessitent des courbures précises dans les barres d'armature pour renforcer correctement les structures en béton.
Courbure des barres d'armature par rapport aux barres rondes en acier laminées à chaud et finies à froid
- Barres rondes en acier laminées à chaud : les barres en acier laminées à chaud sont plus malléables que l'acier fini à froid, ce qui facilite leur travail.
Ce type de barre d'acier est souvent utilisé pour créer des cadres, des garnitures, des raccords, des essieux et des renforts structurels.
- Barres rondes en acier finies à froid : L'acier fini à froid a tendance à avoir une limite d'élasticité et une résistance à la traction plus élevées que l'acier laminé à chaud.
Il est meilleur pour l'usinage car il a une finition de surface supérieure et des dimensions exactes sont essentielles.
Lors de la fabrication d'acier laminé à chaud, des températures supérieures à 1700 ° F (926 ° C) sont utilisées.
Le métal est passé à travers des rouleaux qui le pressent dans la bonne forme.
L'acier qui a été fini à froid est principalement de l'acier laminé à chaud qui a été travaillé davantage.
Une fois l'acier laminé à chaud refroidi, il est re-laminé à température ambiante pour obtenir des dimensions plus précises et une meilleure finition.
Considérations de sécurité dans le cintrage des barres
Lorsqu'ils travaillent avec des équipements de cintrage de barres, les ingénieurs doivent penser à la sécurité pour s'assurer que les travailleurs ne se blessent pas.
Équipement de protection individuelle (EPI)
Les équipements de protection individuelle (EPI) tels que les masques anti-poussière, les lunettes ou les lunettes de sécurité qui ne se cassent pas, les chaussures de sécurité qui ne glissent pas, les casques de protection et les protections auditives sont les mesures de sécurité les plus importantes.
Formation appropriée et précautions de sécurité
Avant d'utiliser une cintreuse de barres d'armature, les ingénieurs doivent suivre la formation appropriée et passer en revue les précautions de sécurité, telles que décharger les barres d'armature aussi près que possible de la zone de travail et utiliser les bonnes techniques de levage.
Ils doivent faire attention où ils placent leurs mains lors de l'utilisation de la cintreuse et doivent éviter de les placer à proximité de la barre d'armature métallique.
Protéger les barres d'armature saillantes
Lorsqu'ils travaillent avec des barres d'armature sur un chantier de construction, les ingénieurs doivent protéger les barres d'armature saillantes avec des protections pouvant résister à une chute d'au moins 250 livres d'une hauteur de dix pieds.
Les capuchons de barres d'armature renforcées d'acier, les capuchons de carnie, les auges en bois et le pliage de la barre d'armature sont tous des moyens courants de le protéger.
Protection contre les chutes et/ou prévention des chutes
Lorsque les employés travaillent à n'importe quelle hauteur au-dessus des barres d'armature exposées, il doit y avoir un moyen de les protéger contre les chutes ou de les empêcher de tomber.
Protection des machines
L'OSHA indique que les employeurs doivent s'assurer que toutes les fonctions de sécurité des presses à balles fonctionnent correctement et que les machines sont utilisées de la bonne manière.
De plus, les ingénieurs peuvent utiliser une ceinture pour empêcher les cintreuses de barres de plier leur torse lorsqu'elles doivent plier des barres à la main, et elles peuvent définir différentes distances de bras de préhension pour plier des barres de différents diamètres.
Enfin, l'OSHA suggère des moyens de protéger les machines liées aux amputations sur le lieu de travail en utilisant des procédures efficaces de protection des machines ou de verrouillage/étiquetage lorsque les protections sont brisées ou ne protègent pas les travailleurs des énergies dangereuses pendant l'entretien et la maintenance.
Calcul du moment d'inertie d'une barre de flexion
Pour calculer le moment d'inertie d'une barre de flexion, les ingénieurs doivent d'abord déterminer le type de barre avec lequel ils travaillent.
Pour différents types de barres, comme une barre de flexion ou une tige, il existe différentes façons de déterminer le moment d'inertie.
Segmentation de la section de faisceau
Pour commencer le calcul, les ingénieurs doivent diviser la section de poutre en parties et déterminer où se trouve l'axe neutre (NA).
Avant de pouvoir trouver le moment d'inertie, vous devez également connaître le centroïde, ou centre de masse, de la section.
Par exemple, le centroïde vertical (y) est utilisé pour trouver le moment d'inertie d'une section autour de son axe horizontal (XX).
Théorème d'axe parallèle
Les ingénieurs doivent utiliser le "théorème de l'axe parallèle" pour déterminer le moment d'inertie total de la section.
Étant donné que la section de poutre est composée de trois pièces rectangulaires, les ingénieurs doivent déterminer le moment d'inertie de chaque pièce et utiliser la formule I = I0 + Ad2 pour les assembler.
Calcul du moment d'inertie de la zone
Iy = x2dA vous donne le moment d'inertie de la zone pour une section rectangulaire.
Pour la flexion autour de l'axe y, le moment d'inertie peut être écrit comme Iy = x2 dA, où Iy est le moment d'inertie de la zone lié à l'axe y et x est la distance entre l'axe y et l'élément dA qui est perpendiculaire à l'axe y.
Calcul du moment d'inertie d'une tige
Pour une tige, les ingénieurs peuvent calculer directement son moment d'inertie ou l'obtenir à partir de l'expression du centre de masse en utilisant le théorème de l'axe parallèle.
En conclusion, les ingénieurs doivent d'abord déterminer avec quel type de barre ou de tige ils travaillent, puis utiliser la bonne méthode de calcul pour déterminer le moment d'inertie.
Pour faire le calcul, vous devez diviser la section de poutre en morceaux, déterminer l'axe neutre, trouver le centre de gravité ou le centre de masse et utiliser le théorème de l'axe parallèle.
Supporter les barres de flexion
Soutenir les barres de cintrage dans les comptoirs
Les comptoirs, en particulier ceux des bars, peuvent commencer à se plier avec le temps, ce qui signifie qu'ils ont besoin de plus de soutien pour éviter qu'ils ne s'aggravent.
Voici quelques façons d'aider :
- Assurez-vous que la structure sous le comptoir est solide.
La structure sous le comptoir doit être solide et ne pas plier.
Des supports peuvent être utilisés pour soutenir un comptoir en surplomb.
- Utilisez des parenthèses.
Les supports doivent atteindre moins de quatre pouces du bord du comptoir pour éviter que trop de poids et de pression ne soient mis sur le comptoir sans le bon support.
Des attaches doivent être utilisées pour maintenir les supports solidement en place.
- Utilisez des poteaux carrés.
Les poteaux carrés aux coins du surplomb du comptoir sont un moyen peu coûteux d'ajouter du style à votre cuisine sans vous ruiner.
- Insérez des barres d'acier : Vous pouvez également ajouter du support en plaçant des barres d'acier de 1/4" sous ou dans le dessus rugueux du comptoir en granit.
Il est important de savoir que la plupart des comptoirs peuvent être en porte-à-faux de 12 po sans aucune aide, donc si votre porte-à-faux est plus long que cela, vous devrez ajouter plus de support.
Vérifiez auprès de la personne qui a fabriqué votre comptoir pour savoir à quelle distance les supports de support doivent être placés.
En conclusion, vous pouvez donner plus de soutien à un comptoir de barre de flexion en vous assurant qu'il a une structure de support solide.
Vous pouvez le faire en utilisant des supports, des poteaux carrés ou des barres d'acier encastrées dans le comptoir.
Cela empêchera les dommages de s'aggraver et prolongera la durée de vie du comptoir.
Limiter la flexion des barres métalliques
Lorsqu'une barre métallique est sous contrainte, elle peut se plier.
Plusieurs choses peuvent être faites pour arrêter ou limiter la flexion.
Épaissir la barre
Une façon d'y parvenir est de rendre la barre plus épaisse, ce qui la rend plus rigide et moins susceptible de se plier.
Changer le matériau
Une autre façon consiste à remplacer le matériau de la barre par un matériau ayant une résistance à la traction ultime plus élevée.
Cela peut permettre à la barre de supporter plus de force avant de se plier.
Réduire le moment du bras
Une troisième façon consiste à couper la longueur du bras de moment tout en gardant la même épaisseur.
Cela signifie que la charge est plus proche du support, ce qui réduit la force qui fait plier le support.
Barres d'armature en acier
De grands diamètres de courbure sont recommandés pour les barres d'armature en acier afin de limiter les contraintes exercées sur l'acier lors du travail à froid et de réduire le risque de fragilisation due au vieillissement.
Le tableau 2 de la norme ASTM A767/A767M donne des directives pour le diamètre du coude à utiliser en fonction de la taille nominale de la barre.
Si vous suivez ces suggestions, la flexion entraînera moins de contraintes résiduelles.
Si la barre d'armature doit être pliée plus serrée que ce qui est recommandé, elle peut être chauffée à 900 F à 1050 F (480 C à 560 C) pendant une heure par pouce de diamètre de barre pour réduire la quantité de contrainte résiduelle.
Calcul de la contrainte et de l'axe neutre
Pour déterminer la contrainte de flexion, nous devons savoir où se trouve l'axe neutre d'une poutre et comment déterminer le deuxième moment d'aire pour une section donnée.
Lorsqu'un couple ou un moment de flexion M est appliqué sur quelque chose, il se plie.
En flexion pure, tout comme en torsion, il existe un axe où contrainte et déformation sont toutes les deux nulles.
C'est ce qu'on appelle l'axe neutre.
Pour empêcher les poutres avec des moments de flexion concentrés de trop se plier, vous devez comprendre la contrainte normale due à la flexion et le centre de flexion de la poutre.
Pour résumer, il existe plusieurs façons d'empêcher les barres métalliques de se plier, comme rendre la barre plus épaisse, changer le matériau ou raccourcir le bras de moment.
Les grands diamètres de courbure sont les meilleurs pour les barres d'armature en acier.
Pour déterminer la quantité de contrainte causée par la flexion, nous devons connaître l'axe neutre de la poutre et déterminer le deuxième moment d'aire.
En outre, vous devez connaître la contrainte normale due à la flexion et le centre de flexion pour la flexion des poutres si vous souhaitez empêcher les poutres avec des moments de flexion concentrés de trop se plier.
Principes de base de la nomenclature de cintrage des barres
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Cas d'utilisation
| Utilisé dans: | Description: |
|---|---|
| Renforcement de colonne : | Des barres d'armature sont souvent ajoutées aux colonnes en béton pour les rendre plus solides et plus stables. Pour que les barres aient la bonne taille et la bonne forme, elles doivent être pliées avec des outils et des méthodes spéciaux. |
| Renforcement des poutres : | Les barres d'armature sont également utilisées pour renforcer les poutres en béton, qui sont importantes pour supporter le poids d'un bâtiment. Pour que les barres s'intègrent dans le moule en béton et fournissent le support nécessaire, elles doivent être pliées dans certaines formes et tailles. |
| Dalles de béton : | Parfois, les barres d'armature sont utilisées pour renforcer les dalles de béton, comme celles utilisées pour construire des planchers ou des fondations. Pour rendre le béton plus solide et plus stable, les barres doivent être pliées en un quadrillage et fixées dans le béton. |
| Murs de maintien : | Les barres d'armature sont également utilisées pour renforcer les murs de soutènement en béton, qui sont faits pour retenir le sol ou d'autres matériaux. Les barres sont pliées dans des formes et des tailles spécifiques pour s'adapter à la structure et lui donner plus de résistance pour résister à la pression du sol. |
| Construire un pont : | Les barres d'armature sont utilisées pour donner aux ponts plus de force et de soutien lors de leur construction. Pour s'adapter à la structure et lui donner le soutien dont elle a besoin, les barres doivent être pliées dans certaines formes et tailles. |
| Bâtiments grands et hauts : | Les barres d'armature sont importantes pour la construction d'immeubles de grande hauteur car elles sont utilisées pour renforcer les colonnes, les poutres et les planchers en béton. Les barres doivent être pliées dans certaines formes et tailles pour s'adapter au bâtiment et lui donner le soutien dont il a besoin pour supporter son poids. |
Conclusion
Alors que nous arrivons à la fin de ce regard sur le monde du cintrage de barres, il convient de réfléchir à l'importance de cette technique dans l'ingénierie et la construction en général.
À la base, le cintrage de barres consiste à façonner des matières premières en formes solides, durables et capables de résister aux forces de la nature et à l'épreuve du temps.
Cela nécessite une combinaison de compétences techniques, de créativité et de résolution de problèmes, et cela montre comment la créativité humaine peut changer le monde qui nous entoure.
Le cintrage des barres est utile à bien des égards, mais il montre également à quel point le savoir-faire et le souci du détail sont importants en ingénierie.
Chaque courbure, torsion et courbe d'une barre d'armature est une chance de la rendre plus solide et plus durable, et chaque erreur ou oubli peut mettre toute la structure en danger.
En tant qu'ingénieurs, c'est notre travail de faire notre travail avec soin et précision, et d'en savoir beaucoup sur les matériaux et les forces en jeu.
Ainsi, la prochaine fois que vous verrez un bâtiment ou un pont en béton armé, arrêtez-vous et réfléchissez à l'habileté et à l'art qui ont contribué à sa fabrication.
Et si vous êtes ingénieur ou étudiant en ingénierie, rappelez-vous que le pliage de barres n'est pas seulement une compétence à apprendre, mais aussi un signe de la puissance de la créativité et de l'innovation.
Vous pouvez contribuer à façonner le monde qui nous entoure et à bâtir un avenir plus sûr et plus stable si vous disposez des bons outils, des bonnes connaissances et de la bonne attitude.
Liens et références
Manuel de renforcement :
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Plier et redresser les barres d'armature de grade 60.
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