Résistance à la liaison horizontale et robustesse structurelle

Nous avons demandé, vous avez répondu, nous avons écouté et nous avons livré !

Les éditeurs de logiciels ont longtemps été critiqués pour ne pas donner à leurs clients ce qu'ils veulent réellement – ils ont une longue tradition de leur donner ce que les éditeurs pensent qu'ils veulent !

C'est pourquoi IDEA StatiCa a commandé une enquête auprès de ses utilisateurs au Royaume-Uni. L'objectif de cette enquête était de mieux comprendre les attentes et les besoins de nos clients.

En conséquence directe, nous avons introduit une nouvelle méthode d'analyse appelée résistance à la liaison horizontale dans la nouvelle version 22.1 d'IDEA StatiCa, publiée en octobre 2022.  Mais qu'est-ce que cette nouvelle fonctionnalité aborde ?

Nous, en tant qu'ingénieurs structure, savons comment les bâtiments doivent se comporter et ils sont conçus pour résister aux forces que nous pouvons prédire en toute sécurité. Que se passe-t-il, cependant, lorsque des événements imprévisibles surviennent ? Les dommages accidentels causés par un impact ou une explosion sont des circonstances exceptionnelles qui peuvent être prises en compte lors de la conception d'un bâtiment. Bien que de nombreux pays et leurs codes de conception traitent de ce sujet, j'aborderai cet article dans une perspective Eurocode, en particulier en ce qui concerne la conformité au Royaume-Uni.

La robustesse est définie dans la BS EN 1991-1-7 Actions sur les structures. Actions générales. Actions accidentelles, comme suit :

"La robustesse est la capacité d'une structure à résister à des événements tels qu'un incendie, des explosions, un impact ou les conséquences d'une erreur humaine, sans être endommagée dans une mesure disproportionnée par rapport à la cause initiale."

Pour les bâtiments à ossature acier, cela est principalement assuré par une conception adéquate des assemblages, bien que lorsque les bâtiments deviennent plus complexes, d'autres facteurs entrent en jeu. Il s'agit également d'une exigence pour l'approbation des réglementations de construction au Royaume-Uni.

Cette exigence a un contexte historique : en 1968, la catastrophe de Ronan Point est un exemple où l'effondrement progressif a entraîné un effondrement disproportionné. Confus ? Les termes effondrement disproportionné et effondrement progressif sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais il est possible d'établir une distinction : l'effondrement progressif est la propagation de l'effondrement structurel à partir du point initial de défaillance d'un ou plusieurs éléments structurels localisés. Si un effondrement progressif se produit, il n'entraîne pas nécessairement un effondrement disproportionné. Voir le Document Approuvé A pour plus d'informations.

En se référant à SteelConstruction.info - Robustesse structurelle, la Publication SCI P391 et les Guides pratiques de l'IStructE sur l'effondrement disproportionné sur le même sujet, on peut constater que l'approche la plus courante consiste à utiliser une liaison horizontale efficace par la conception des assemblages pour maintenir les poteaux en place, permettant ainsi l'action caténaire des poutres de plancher.

Les efforts de calcul varient en fonction de la classe du bâtiment et pour la Classe 2a (voir le Document Approuvé A pour une définition approfondie), chaque élément de liaison, y compris ses assemblages d'extrémité, doit être capable de supporter un effort de traction de calcul pour l'état limite accidentel dans le cas des liaisons intérieures et de périmètre.

Exemple de calcul

J'ai utilisé l'exemple de calcul 2 de la Publication SCI P358 (communément appelée le « Livre Vert ») pour tester l'approche :

Poteau principal, C = 305x305 UC 137 - Poutre principale, B = 406x178 UB 74

Effort de liaison horizontale = 175 kN

Résultats de déformation, contrainte et appui :

Les vérifications normatives comprennent également la résistance à la traction des boulons et des soudures, qui peuvent être examinées graphiquement et sous forme tabulaire.

La loi de comportement des matériaux pour cette analyse a été ajustée conformément aux recommandations du SCI et aux parties pertinentes de l'Eurocode, où il est stipulé que la résistance ultime peut être utilisée pour évaluer les capacités des composants. Certaines vérifications particulières mentionnées dans le guide SCI sont explicitement couvertes par l'utilisation de l'analyse non linéaire et des vérifications des plaques.

Résumé

Lorsqu'on lui a demandé l'importance de cette fonctionnalité et ce qu'elle représente pour le marché britannique, Theodore Tsirozidis (Directeur d'IDEA StatiCa UK) a déclaré :

« L'une de nos priorités les plus élevées chez IDEA StatiCa UK est de fournir à nos clients tous les outils et fonctionnalités nécessaires pour répondre aux besoins du marché britannique de la meilleure façon possible. »

Il poursuit en disant :

« La vérification des efforts de liaison est la fonctionnalité la plus demandée par nos utilisateurs, et nous sommes vraiment ravis que cette fonctionnalité soit désormais disponible dans la version 22.1 et sans coût supplémentaire. »

Il conclut :

« Désormais, IDEA StatiCa sera en mesure de produire des conceptions encore plus robustes et de contribuer à la création de structures qui, en cas d'accidents, n'entraîneront pas d'effondrement disproportionné. »

Merci encore d'avoir pris le temps de lire cet article qui met en lumière l'une des nombreuses améliorations apportées à IDEA StatiCa Connection. Si vous ne l'avez pas encore fait, n'oubliez pas de télécharger la nouvelle version 22.1.