Conception sans problème des poteaux élancés en béton
Introduction
Qu'est-ce qui vous vient à l'esprit lorsque vous devez concevoir et évaluer un poteau élancé en béton armé ?
- Quelle approche choisir, les méthodes simplifiées ou les méthodes plus précises
- Utiliser un outil logiciel spécialisé ou mes propres feuilles Excel
- Les outils ou les feuilles Excel prennent-ils en charge une section transversale générale en béton armé
- Comment capturer la perte de stabilité d'un poteau élancé
Vous pourriez dire que vous ne pouvez pas vous fier aux méthodes simplifiées et préférez choisir une approche plus précise et sûre basée sur une analyse non linéaire. L'utilisation de méthodes plus avancées, la définition des non-linéarités matérielles et géométriques semblent toutes très compliquées et chronophages.
Ou n'existe-t-il pas un outil permettant de concevoir et de réaliser la vérification normative de poteaux élancés en béton facilement tout en tenant compte de la méthode plus avancée ? Si, il existe !
Découvrez la nouvelle fonctionnalité Conception et vérification des poteaux élancés selon l'Eurocode dans IDEA StatiCa Concrete.
Flux de travail
Cela n'a jamais été aussi simple. Suivez simplement le flux de travail en quatre étapes pour concevoir et réaliser la vérification normative de poteaux élancés en béton armé.
four-step workflow-GMNA
- Créer la géométrie de la structure, y compris les conditions aux limites et le ferraillage
- Soumettre les éléments analysés et associés aux effets de charge
- Exécuter l'analyse non linéaire et l'évaluation
- Générer le rapport avec toutes les figures, résultats et vérifications importants
Souhaitez-vous être encore plus efficace ? Fusionnez les deux premières étapes chronophages en une seule !
Utilisez votre logiciel EF préféré (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, SAP2000, Robot, etc.) et liez la structure analysée à IDEA StatiCa Checkbot. Depuis Checkbot, vous pouvez facilement exécuter les analyses non linéaires pour concevoir et vérifier les poteaux élancés.
Méthode sous-jacente
La méthode est en réalité basée sur l'évaluation des contraintes et des déformations au sein des sections transversales en béton armé en lesquelles un élément analysé est automatiquement divisé. Tout ce dont vous devez vous occuper est de correctement ferrailler l'élément analysé.
Chaque section en béton armé est automatiquement maillée selon la configuration du solveur GMNA. Les valeurs par défaut se trouvent sous le bouton de paramètres. Grâce au maillage approprié d'une section en béton armé, des résultats très détaillés sont obtenus pour chaque fibre de béton et barre de ferraillage. Vous pouvez influencer le maillage du béton et de l'acier ainsi que le nombre de divisions par longueur de l'élément analysé.
Le comportement du béton et de l'acier est capturé par leurs diagrammes contrainte-déformation, respectivement parabolique-rectangulaire et bilinéaire avec une branche inclinée.
La GMNA elle-même comprend trois types d'analyse :
- Analyse non linéaire matérielle (MNA)
- Analyse linéaire de flambement (LBA)
- Analyse non linéaire géométrique et matérielle avec imperfections (GMNIA)
Premièrement, l'analyse non linéaire matérielle (MNA) est effectuée. Si vous n'avez pas besoin de prendre en compte la non-linéarité géométrique et les imperfections, vous pouvez vous arrêter ici et votre conception est terminée. Ensuite, les valeurs fournies (contrainte et déformation) sont vérifiées par rapport aux valeurs limites définies par la norme. Les résultats détaillés de la fibre de béton particulière et de la barre de ferraillage sont présentés graphiquement pour la section transversale sélectionnée et listés dans le tableau avec toutes les valeurs correspondantes de contrainte et de déformation. Vous pouvez consulter les résultats séparément pour le béton et le ferraillage.
S'il ne suffit pas de prendre en compte uniquement la non-linéarité matérielle et qu'il est également nécessaire de prendre en compte la non-linéarité géométrique, dans ce cas, il est temps d'utiliser l'analyse linéaire de flambement (LBA), dont les résultats sont les modes propres et les charges critiques de l'élément analysé. Cette analyse aide l'ingénieur à déterminer la perte théorique de stabilité d'une structure soumise aux charges appliquées.
Il ne serait pas sûr de ne considérer que la forme théorique de flambement de la structure car il existe des imperfections initiales. C'est pourquoi le tableau de résultats permet la définition de l'amplitude d'imperfection pour chaque mode propre. L'imperfection doit être définie par l'ingénieur sur la base de l'expérience ou des recommandations de la norme.
Jusqu'à six modes propres sont les résultats de l'analyse linéaire de flambement (LBA).
Une fois l'imperfection définie, elle est automatiquement appliquée proportionnellement à l'élément, et vous pouvez alors effectuer le dernier type d'analyse – l'analyse non linéaire géométrique et matérielle avec imperfections (GMNIA).
Par cette analyse, vous prenez en compte toutes les sources de non-linéarités telles que les non-linéarités matérielles et géométriques, y compris les imperfections. Les valeurs de sortie de l'analyse GMNA sont à nouveau des contraintes et des déformations au sein de la section transversale particulière.
La vérification est basée sur la comparaison avec les valeurs limites définies par la norme. Vous pouvez observer les résultats détaillés ou globaux, pour les parties en béton et en ferraillage. Dans le ruban des résultats de vérification normative, vous basculez entre les valeurs de sortie de contrainte, déformation et flèche ainsi que les vérifications normatives correspondantes.
Exemple pratique
Imaginez une structure globale dans SCIA Engineer. Vous devez fournir une conception sûre et économique d'un tel bâtiment. La partie problématique est de savoir comment définir les longueurs de flambement d'un poteau dont la hauteur est égale à la hauteur totale d'un bâtiment (14,2 m) et de prendre en compte toutes les non-linéarités possibles, car la stabilité jouera un rôle significatif lors de la conception d'un tel élément élancé.
Le flux de travail pourrait être le suivant :
- Créer le modèle global de la structure dans SCIA Engineer
- Définir les cas de charge et les combinaisons et exécuter l'analyse linéaire globale dans SCIA Engineer
- Utiliser le lien BIM entre SCIA Engineer et IDEA StatiCa via lequel vous importez la géométrie, les charges et les résultats
- Importer la structure entière via un fichier SAF dans l'application IDEA StatiCa Checkbot où vous définissez l'élément analysé (poteau élancé) et sélectionnez les combinaisons critiques
- Lancement de l'élément analysé (poteau élancé) dans IDEA StatiCa Member
- Vérification de la conformité de l'import - géométrie et charges
- Concevoir le ferraillage du poteau
- Exécuter tous les types d'analyses non linéaires (MNA, LBA, GMNIA)
- Optimiser la géométrie ou le ferraillage du poteau
- Imprimer le rapport de calcul avec tous les résultats importants, les vérifications normatives et les figures
Expérience utilisateur
Testez la nouvelle fonctionnalité et donnez-nous votre avis. N'hésitez pas à télécharger le fichier zip joint et à l'essayer par vous-même.
Souhaitez-vous améliorer quelque chose ? Nous serions ravis de recevoir vos commentaires.
Comme vous avez pu le remarquer, les vérifications ne dépendent pas de la norme au sens de diverses formules ou de flux de travail profondément intégrés recommandés par la norme, mais sont plutôt conformes à la norme par l'utilisation des valeurs limites de contrainte et de déformation définies par la norme, dans le béton et le ferraillage. Jusqu'à présent, l'Eurocode a été implémenté. Êtes-vous intéressé par l'implémentation d'autres normes ? Faites-le nous savoir !
