Conception d'ancrage sûre et précise
La conception des assemblages acier-béton est une tâche essentielle et critique pour la sécurité de nombreux projets de construction. D'après une étude de Hilti publiée dans le magazine New Civil Engineer qui a exploré l'expérience de plus de 100 ingénieurs civils en exercice, 79 % déclarent consacrer jusqu'à 4 heures à la conception d'un assemblage acier-béton typique et à la production d'un rapport.
D'après l'expérience des ingénieurs, avec une sélection appropriée d'outils logiciels, le temps de conception d'un assemblage individuel est réduit en moyenne de 50 %. D'après notre propre étude portant sur plus de 600 ingénieurs structure ayant renseigné des données dans notre Calculateur d'efficacité, les réductions de temps sur des assemblages très complexes peuvent atteindre jusqu'à 80 %.
Tout selon la norme, mais laquelle ?
Lors de l'élaboration initiale de l'Eurocode, la conception des ancrages n'était pas suffisamment établie pour justifier son inclusion dans les normes de calcul EN. Elle était principalement couverte par l'ETAG 001 développé par l'EOTA (Organisation européenne pour l'évaluation technique), comprenant 2 annexes clés - C et E.
Pour le bénéfice de l'ingénieur de calcul, toutes ces directives de conception sont désormais regroupées sous le nouveau document de calcul EN 1992-4, qui constitue maintenant une norme de calcul applicable dans les pays relevant du cadre EN, avec une adoption quasi complète. Cependant, le cœur de l'EN 1992-4 reprend de nombreuses dispositions de calcul de l'ETAG 001 : Annexe C, TR 029 et TR 045 et, à ce titre, les différences sont limitées.
Mais l'EN n'est pas la seule norme couverte par IDEA StatiCa. Consultez le tableau ci-dessous avec tous les codes inclus dans IDEA StatiCa pour l'ancrage.
Codes supportés pour l'ancrage dans IDEA StatiCa
| EN | EN 1992-4 |
| AISC | AISC 360-16-J9 ACI 318-14-Chapter 17 |
| CISC | CSA a23.3-14 |
| AUS | AS 5216:2018 |
Les autres codes supportés par IDEA StatiCa (Chine, Hong Kong, Russie, Inde) ne disposent pas de prescription directe pour la conception des ancrages. La vérification du béton en compression est couverte pour tous les codes.
Comment IDEA StatiCa satisfait aux exigences de l'AISC/ACI, de l'Eurocode et d'autres normes
La méthode CBFEM est au cœur des deux logiciels les plus puissants pour la conception des ancrages, IDEA StatiCa et PROFIS Engineering Suite de Hilti. Le CBFEM permet de simplifier le bloc de béton sous forme d'éléments de contact 2D. Voici quelques principes sur la façon dont IDEA StatiCa traite les modèles acier-béton :
- L'assemblage entre le béton et la platine de base résiste uniquement à la compression.
- La compression est transmise via le modèle de sol de Winkler-Pasternak, qui représente les déformations du bloc de béton.
- L'effort de traction entre la platine de base et le bloc de béton est repris par les boulons d'ancrage.
- L'effort de cisaillement est transmis par frottement entre la platine de base et le bloc de béton, par bêche ou par cisaillement des boulons d'ancrage.
- La résistance des ancrages au cisaillement est évaluée analytiquement.
- Le frottement est modélisé comme une contrainte de point unique complète dans le plan du contact platine de base – béton.
- La bêche est modélisée par des éléments de coque et contrainte au milieu de la profondeur d'encastrement dans le bloc de béton, à l'exclusion du coulis, ce qui correspond à l'hypothèse d'une contrainte d'appui uniforme de la bêche sur le béton.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les principes et procédures les plus importants utilisés dans le CBFEM, nous vous recommandons vivement de consulter notre Contexte théorique général.
Dans notre contexte théorique, vous pouvez également trouver comment IDEA StatiCa traite les assemblages acier-béton du point de vue des exigences normatives spécifiques.
AISC
Eurocode
Pour les autres normes nationales, consultez notre Centre de support.
3 façons de modéliser un assemblage acier-béton
Assez de théorie, passons à la pratique ! En ce qui concerne les possibilités de conception, le type d'assemblage d'ancrage à modéliser et à calculer importe peu. La flexibilité d'IDEA StatiCa vous permet de modéliser des bases de poteaux, des balustrades, des garde-corps ou des ancrages de tiges sans aucune limite topologique.
Vous pouvez modéliser votre assemblage de trois façons différentes.
La première approche consiste à modéliser l'assemblage à l'aide de notre assistant de création d'assemblage. Vous pouvez y exploiter quatre topologies différentes avec la possibilité de choisir entre un assemblage à moment ou à cisaillement.
Vous n'avez pas à craindre les limitations de conception dans l'assistant. La possibilité de choisir parmi un grand nombre de matériaux et d'opérations de fabrication vous permet de laisser libre cours à votre imagination et à votre art de la conception.
Dans certains cas, vous devez commencer à concevoir votre assemblage de zéro. Même dans ce cas, vous n'avez pas à craindre des processus compliqués. La plupart de vos détails d'ancrage pourront être conçus en quelques minutes.
Découvrez comment concevoir un assemblage acier-béton en moins de 3 minutes.
Enfin, vous pouvez importer votre modèle d'ancrage depuis votre logiciel CAO grâce à nos liens BIM. Pour les produits Autodesk – Advance Steel et Revit, les blocs de béton sont importés avec le modèle. Pour Tekla Structures, vous devez utiliser une solution de contournement pour surmonter cette limitation.
Vous pouvez également utiliser le lien BIM depuis un logiciel EF ; dans ce cas, vous devrez simplement être prêt à modéliser le bloc de béton directement dans IDEA StatiCa.
Vérification normative des assemblages acier-béton
IDEA StatiCa couvre toutes les vérifications normatives nécessaires des platines de base, la majorité des vérifications pour le béton et les ancrages. IDEA StatiCa ne couvre pas toutes les vérifications des ancrages post-installés. La raison en est le manque d'informations, par exemple la résistance au cisaillement de la colle des ancrages collés ou l'effort de fendage des éléments de fixation à contrôle de couple. Pour cela, vous devez utiliser un logiciel spécialisé. La suggestion est ici assez simple - le seul utilisant le CBFEM est PROFIS de Hilti. En savoir plus sur la méthode CBFEM utilisée pour PROFIS Engineering Suite.
Ancrages avec rondelle (coulés en place) :
- Acier en traction
- Acier en cisaillement (avec ou sans bras de levier)
- Rupture du béton par cône en traction
- Arrachement
- Refoulement du béton en cisaillement
- Éclatement du béton
- Rupture du béton en rive
- NON DISPONIBLE - Fendage du béton - voir les informations du fabricant
Ancrages droits (ancrages post-installés) :
- Acier en traction
- Acier en cisaillement (avec ou sans bras de levier)
- Rupture du béton par cône en traction
- Refoulement du béton en cisaillement
- Rupture du béton en rive
- NON DISPONIBLE - Arrachement – voir les informations du fabricant
- NON DISPONIBLE - Arrachement combiné et rupture du béton - voir les informations du fabricant
- NON DISPONIBLE - Fendage du béton – voir les informations du fabricant
Par le passé, nous avons très souvent rencontré l'exigence de vérifications pour les platines de base partiellement supportées qu'IDEA StatiCa n'était pas en mesure de traiter. Depuis la version 20, cette vérification manquante est disponible.
Soyez en sécurité, gagnez du temps, optimisez !
La conception des assemblages acier-béton peut être un travail très chronophage et exigeant, mais le bon ensemble d'outils peut réduire considérablement la charge de travail. C'est pourquoi le calcul des assemblages de fondations en acier sur un bloc de béton est l'une des fonctionnalités les plus utilisées et les plus demandées dans IDEA StatiCa. Si vous souhaitez vérifier comment IDEA StatiCa peut vous aider à concevoir des ancrages plus rapidement et plus efficacement, vous pouvez l'essayer gratuitement pendant 14 jours.
L'ancrage est également l'un des sujets les plus souvent abordés dans nos webinaires. Leurs enregistrements sont disponibles dans notre Centre de support.
