Les connecteurs de barres d'armature, également appelés systèmes de jonction mécanique, jouent un rôle essentiel dans les structures modernes en béton armé. Bien qu'ils soient largement utilisés dans les projets d'infrastructure et de construction, il convient de noter qu'il n'existe actuellement aucune norme de conception mondiale unifiée.
Ces normes se concentrent généralement davantage sur les exigences de performance que sur la spécification de conceptions structurelles précises. Cela offre une flexibilité, mais entraîne également des incohérences dans les normes entre les différents fabricants de manchons de raccord pour barres d'armature.
Bien que les dimensions et les spécifications ne soient pas uniformes, la nature particulière des connecteurs de barres d'armature – servant les barres d'armature – signifie qu'ils sont intrinsèquement liés aux dimensions et aux performances de la barre d'armature.
Cet article abordera la question du point de vue de la barre d'armature, en détaillant les dimensions et les spécifications de conception des connecteurs de barres d'armature. Ces facteurs doivent être soigneusement évalués avant de personnaliser les connecteurs de barres d'armature afin de sélectionner le système de jonction de barres d'armature le plus adapté à chaque projet.
Des dimensions appropriées garantissent que la jonction atteigne une résistance égale ou supérieure à celle de la barre d'armature mère.
Conception du diamètre - Diamètre extérieur et intérieur, utilisés pour garantir la résistance et le transfert de charge
Longueur, pour assurer un engagement approprié
Conception du filetage intérieur - Pas, profil de filet, précision du filetage
Sélection du matériau
Les dimensions des connecteurs de barres d'armature doivent correspondre au diamètre et à la nuance de la barre d'armature. Les spécifications des barres d'armature sur le marché sont actuellement assez complexes. En prenant l'exemple des spécifications des barres d'armature américaines :
Dans la norme américaine (ASTM), le diamètre des barres d'armature est indiqué par un « # » suivi d'un numéro, tel que #3, #4, #5, etc. Ce système de numérotation est communément appelé « numéro de taille de barre », qui correspond au diamètre nominal de la barre d'armature, en pouces.
| Taille | DN (pouces) | DN (millimètres) |
| #3 | 0,375 | 9,5 |
| #4 | 0,500 | 12,7 |
| #5 | 0,625 | 15,9 |
| #6 | 0,750 | 19,1 |
| #7 | 0,875 | 22,2 |
| #8 | 1,000 | 25,4 |
| #9 | 1,128 | 28,7 |
| #10 | 1,270 | 32,3 |
| #11 | 1,410 | 35,8 |
| #14 | 1,693 | 43,0 |
| #18 | 2,257 | 57,3 |
Principalement #3 et #4 (9-12 mm), généralement utilisées pour les étriers, les barres de répartition et autres armatures structurelles.
Principalement #5 à #14 (15-43 mm), utilisées dans les poutres principales, les colonnes, les voiles de cisaillement et autres composants porteurs majeurs.
Les barres d'armature d'un diamètre de 50 mm ou plus, telles que les barres d'acier #18, sont principalement utilisées dans les immeubles de grande hauteur, les grands ponts et autres structures ayant des exigences de capacité portante particulièrement élevées.
Alors, est-ce que connaître le diamètre de la barre d'armature suffit ? Non, nous devons également connaître sa résistance.
Dans la norme américaine (ASTM), les nuances de résistance des barres d'armature sont principalement divisées en les nuances couramment utilisées suivantes, principalement définies par la limite d'élasticité.
Nuance 60 : Limite d'élasticité 60 ksi (environ 420 MPa)
Nuance 80 : Limite d'élasticité 80 ksi (environ 550 MPa)
Nuance 100 : Limite d'élasticité 100 ksi (environ 690 MPa)
Nuance 120 : Limite d'élasticité 120 ksi (environ 830 MPa)
Des limites d'élasticité similaires permettent d'établir des relations correspondantes entre différents types de barres d'armature :
La norme américaine ASTM Grade 60 correspond à la barre TMT indienne (Fe500), à la barre HRB chinoise (HRB400E), à la B500B britannique et à la DIN 488 allemande, entre autres.
La conception du connecteur de barres d'armature doit répondre aux exigences de limite d'élasticité de la jonction correspondante.
Au niveau international, les connecteurs de barres d'armature sont classés en deux types selon la norme de l'American Concrete Institute (ACI 318) : les connecteurs de barres d'armature de type 1 et les connecteurs de barres d'armature de type 2.
Les connecteurs de barres d'armature de type 1 doivent atteindre au moins 125 % de la limite d'élasticité de la barre d'armature en traction.
Les connecteurs de barres d'armature de type 2 doivent non seulement satisfaire à l'exigence de 125 % de la limite d'élasticité des connecteurs de type 1, mais également exiger une résistance du connecteur équivalente à 100 % de la résistance à la traction ultime de la barre d'armature.
En ce qui concerne les jonctions d'armatures en acier – spécifiquement les barres d'armature assemblées à l'aide de manchons mécaniques – des essais de traction sont requis (Qu'est-ce qu'un essai de traction sur barres d'armature ?), comme illustré dans la figure ci-dessous.
L'essai de traction vérifie si la jonction mécanique peut atteindre la limite d'élasticité correspondante après que le connecteur a été raccordé à la barre d'armature correspondante.
Lors de cet essai de traction, les connecteurs de barres d'armature de type 2 présentent un mode dans lequel la barre d'armature elle-même se fracture, plutôt que la jonction ; les connecteurs de type 1, quant à eux, cèdent généralement au niveau de la jonction. Ces résultats d'essai indiquent que la résistance à la traction des connecteurs de barres d'armature de type 2 est équivalente – voire supérieure – à celle du matériau de la barre d'armature mère.
