CSTB

AT 3/09-615

Titan TechniqueGoujon coulissant pour reprise de charges aux joints de

dilatation Partie technique

2 PLAKAGROUP.COM

Titan Goujons

Les goujons Titan présentent aussi bien des caractéristiques mécaniques très élevées ainsi que des caractéristiques chimiques leur conférant une résistance à la corrosion adaptée à l’agressivité du milieu ambiant. Pour ce faire, différentes options sont proposées :

Goujons en acier galvanisé à chaud : série G-Φ-0

Les aciers bruts et leur protectionEn présence d’humidité, l’oxygène contenu dans l’air oxyde facilement le fer. D’abord adhérente, la rouille qui en résulte se détache de l’acier et permet à l’oxygène de pénétrer plus loin : l’oxydation continue. La corrosion d’un acier courant se traduit par une diminution progressive de la section d’acier. La galvanisation à froid, au même titre qu’une peinture, reste un revêtement de surface (masse moyenne de galvanisation : 80 gr/m², ce qui équivaut à une couche de 10 à 20 microns d’épaisseur). Ce procédé ne garantit donc pas une protection durable.La galvanisation à chaud après fabrication donne une protection plus efficace. Le revêtement de galvanisation forme différentes couches d’alliages métalliques Fer-Zinc et une couche externe de Zinc. A la surface du zinc, se forme une couche protectrice passivante. De plus, la protection à base de zinc constitue une protection cathodique : un endommagement localisé (découpe, perçage, …) est protégé de la corrosion par le zinc environnant qui se dissout en sels pour protéger l’acier brut. Le rayon d’action de cette protection est toutefois estimé à 2 ou 3 mm environ. La couche de galvanisation s’altère dans le temps selon l’agressivité du milieu comme indiqué dans le graphique suivant :

Dans le cas particulier des goujons Titan, l’acier utilisé est l’acier 42CD4 (42CrMo4v), qui est un acier amélioré au chrome molybdène selon EN 10083 à l’état traité. La galvanisation à chaud est effectuée conformément aux normes en vigueur, l’épaisseur moyenne minimale de la couche de zinc est de 55 microns.

Goujon galvanisé Goujon en inox

3PLAKAGROUP.COM

Titan Goujons

Caractéristiques chimiques 0,38 ≤ C ≤ 0,45

0,15 ≤ Si ≤ 0,25

0,50 ≤ Mn ≤ 0,80

0,90 ≤ Cr ≤ 1,20

0,15 ≤ Mo ≤ 0,30

S ≤ 0,035

P ≤ 0,035

Caractéristiques mécaniques Limite élastique Re

780 N/mm²

Limite de rupture Rm 935 N/mm²

Allongement à la rupture Ar 11%

Goujons en acier inoxydable

CorrosionLes aciers inoxydables constituent une solution connue du problème de la corrosion. L’élément d’alliage auquel on doit le comportement remarquable des aciers inoxydables est le chrome. Les aciers inoxydables en contiennent en général plus de 12%. Cet élément provoque à la surface du métal la formation d’un composé qui a la propriété de ralentir ou même d’arrêter la corrosion. C’est le phénomène de passivité. La stabilité de la couche passivante est le facteur déterminant de la résistance à la corrosion des aciers inoxydables ; elle dépend de divers facteurs : composition de l’acier inoxydable, état de surface, nature du milieu corrosif, traitement de passivation préalable…Quand l’acier inoxydable est bien utilisé, cette couche passivante se reconstitue spontanément après un endommagement accidentel.La résistance à la corrosion peut encore être améliorée par l’ajout d’autres éléments d’alliage comme le Nickel, le Molybdène et le Cuivre.

Types de corrosion

Corrosion intergranulaire : cheminement de la corrosion le long des joints de grains, pouvant mener a une réelle désagrégation de l’acier. Question résolue par diminution de la teneur en carbone ou par augmentation de la teneur en titaneCorrosion par piqûres : Formation de piqûres principalement en présence de chlorures, pouvant mener à une perforation de l’acier. Solution satisfaisante par ajout de molybdène.Corrosion caverneuse : Résolu par ajout de molybdèneCorrosion galvanique : due au contact notamment de deux métaux différents.Corrosion sous tension : 2 conditions : présence de tensions mécaniques, en milieu chloré. Résolu par utilisation d’aciers à haute teneur en nickel et en molybdène.

Séries I-Φ-0 et I-Φ-1

Dans ces séries, les goujons Titan sont constitués d’acier EN.4462 (wr 1.4462), un acier duplex inoxydable à haute résistance et à performances anticorrosion améliorées selon EN 10088-3. Cet acier est spécialement résistant à la corrosion intergranulaire et à la corrosion par piqûres.

4 PLAKAGROUP.COM

Titan Goujons

Caractéristiques chimiques C ≤ 0,03

Si ≤ 1,00

Mn ≤ 2,00

4,50 ≤ Ni ≤ 6,50

21,00 ≤ Cr ≤ 23,00

2,50 ≤ Mo ≤ 3,50

0,08 ≤ N ≤ 0,20

S ≤ 0,02

P ≤ 0,03

Caractéristiques mécaniques

Goujon Limite élastique Re

Limite de rupture Rm

Allongement à la rupture Ar

I-20-0 I-22-0 I-25-0 780 N/mm² 850 N/mm²

11%I-30-0 500 N/mm² 700 N/mm²

I-30-1 I-40-1 780 N/mm² 850 N/mm²

Tableau récapitulatif des qualités d’aciers

Les goujons les plus utilisés et disponibles sur demande en un délai normal sont ceux figurant dans le tableau ci-dessous. De plus, les tableaux de valeurs d’effort tranchant limite sont établis pour ces goujons, qui sont adaptés aux utilisations les plus courantes du produit.

Diamètre Goujon Référence Type d’acier Qualité d’acier Longueur Limite élastique Résistance traction

20 mmG-20-0 Galva 42CD4

320 mm 780 N/mm2935 N/mm2

I-20-0 Inox EN.4462 850 N/mm2

22 mmG-22-0 Galva 42CD4

340 mm 780 N/mm2935 N/mm2

I-22-0 Inox EN.4462 850 N/mm2

25 mmG-25-0 Galva 42CD4

390 mm 780 N/mm2935 N/mm2

I-25-0 Inox EN.4462 850 N/mm2

30 mm

G-30-0 Galva 42CD4

470 mm

780 N/mm2 935 N/mm2

I-30-0 Inox EN.4462 500 N/mm2 700 N/mm2

I-30-1 Inox EN.4462 780 N/mm2 850 N/mm2

40 mmG-40-0 Galva 42CD4

570 mm780 N/mm2 935 N/mm2

I-40-1 Inox EN.4462 780 N/mm2 850 N/mm2

5PLAKAGROUP.COM

Titan Prescriptions techniques

L’Avis Technique du CSTB définit dans des tableaux, en fonction de la largeur du joint de dilatation et de la résistance du béton, 3 efforts tranchants résistants :

VRu

: Effort tranchant résistant sous combinaison ELU durable et transitoire V

Rs: Effort tranchant résistant sous combinaison ELS

VRa

: Effort tranchant sous combinaison ELU accidentelle

Dans le cas où la fissuration du béton est non préjudiciable, le dimensionnement des goujons Titan se fait aux états limites ultimes. Dans ce cas, l’effort résistant VRu doit satisfaire :

VRu

≥ 1,35 G + 1,5 Q où G = ensemble des actions permanentes Q = ensemble des actions variables

Si une étude complémentaire (ELS ou accidentelle) est nécessaire, se reporter aux tableaux de l’Avis Technique ou contacter notre bureau d’Etudes.Les valeurs des tableaux doivent être frappées d’un coefficient minorateur :

Si le nombre de goujons concerné par la reprise de charge est inférieur ou égal à 2 :

Nombre de goujons Coeff minorateur sur VRu

1 - 25%

2 - 10%

Si les renforts d’armatures posés par le chantier ne sont pas les renforts intégrés Titan

Type de renfort d’armatures Coeff minorateur sur VRu

Façonnés et posés par le chantier - 20%

Renforts intégrés Titan Pas de réduction

Largeur du joint de dilatation “ a “

Le joint « a » renseigné sur les plans d’exécution doit dans les cas normaux être majoré des valeurs suivantes :

+ 5mm : tient compte des actions dues au retrait et aux variations de température. + 10 mm : quand les renforts intégrés Titan ne sont pas utilisés, pour compenser l’incertitude du bon positionnement des renforts non intégrés placés par les ferrailleurs.

+ Φ/2 : si aucun des deux éléments reliés par les goujons n’est une dalle.

Qualité du béton

Les tableaux sont donnés pour une qualité de béton fc28

de 25 MPa (C25/30) et 35 MPa (C35/45) sur cylindre.

Longueur d’ancrage “ L “ des goujons

Normale : 6,5.ΦMinimum : 5.ΦEntre 5.Φ et 6,5.Φ : minorer V

Ru d’un facteur

2

5,6

L

Le goujon Titan est dimensionné pour supporter et transmettre les efforts naissant du blocage des mouvements relatifs entre les deux parties de l’ouvrage.Des informations techniques supplémentaires concernant le dimensionnement sont précisées dans l’Avis Technique 3/09-615 du CSTB.

6 PLAKAGROUP.COM

Titan Prescriptions techniques

Hauteur de calcul “ H “

La hauteur de calcul est égale au double de la distance au parement le plus rapproché, dans la direction de l’effort.Domaine d’utilisation des goujons :

H Φ15 cm ≤ H ≤ 18 cm 20 - 22 mm

18 cm ≤ H ≤ 20 cm 20 - 22 - 25 mm

20 cm ≤ H ≤ 25 cm 20 - 22 - 25 - 30 mm

H ≥ 25 cm 20 - 22 - 25 - 30 - 40 mm

Espacement “ e “ des goujons

Espacement maximal autorisé : 8.HPas d’espacement minimal, mais si e < 2,5.H :

Minorer VRu

d’un coefficient

ou

Multiplier la section des armatures des renforts Titan ou adaptés par un coefficient

La technique du goujon impose systématiquement la présence d’étriers de renfort de part et d’autre du goujon pour assurer le transfert des efforts à la structure en béton armé. La position de ces renforts, d’une part par rapport au joint et d’autre part par rapport au goujon, est d’une importance capitale pour le transfert de charge. Les tolérances de pose habituellement pratiquées sur chantier ne permettent pas de donner les garanties suffisantes de sécurité.C’est pourquoi le goujon Titan est équipé de renforts préfabriqués qui s’introduisent dans une flasque de façon à garantir la bonne position des aciers.Toute autre disposition adoptée par le concepteur de l’ouvrage reste sous son entière responsabilité.

H

e4,0

3

4,02

H

e

En conclusion, les renforts intégrés Titan assurent une sécurité de pose non négligeable, contrairement aux renforts adaptés façonnés par le chantier. Par

conséquent, afin de tenir compte de l’approximation de pose des étriers adaptés, le CSTB a majoré le calcul du joint théorique de 10mm.

Utilisation des renforts intégrés Titan Utilisation de renforts adaptés (étriers) façonnés par le chantier

Largeur du joint de dilatation à considérer :

a = a0 + 5 mm (+ Φ/2)

Largeur du joint de dilatation à considérer :

a = a0 + 5 mm (+ Φ/2) + 10 mm

Pas de coefficient minorateur sur VRu

Coefficient minorateur sur VRu

: - 20%

a0 : Ouverture nominale du joint

e4,0

e4,0

Titan Tableaux

PLAKAGROUP.COM 7

Goujons TITAN Gamme Galva G-Φ-0 et gamme Inox I-Φ-0 & I-Φ-1

Tableaux des efforts tranchants VRu (kN) E.L.U. en VRs (kN) E.L.S.

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0

(mm)

Titan Tableaux

8 PLAKAGROUP.COM

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1

Titan Tableaux

PLAKAGROUP.COM 9

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

Titan Tableaux

10 PLAKAGROUP.COM

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

Titan Tableaux

PLAKAGROUP.COM 11

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

Titan Tableaux

G 22 - 0 & I 22 - 0

G 20 - 0 & I 20 - 0

G 25 - 0 & I 25 - 0 G 30 - 0 & I 30 - 1 G 40 - 0 & I 40 - 1

BE

-FR

18

05