La solution la plus fréquemment adoptée par les ingénieurs structure pour le modèle actuel est un modèle de poutre intégré avec des vérifications normatives conformément aux normes applicables. La configuration du modèle de test reste cohérente à tous les niveaux de complexité du modèle et représente un poteau avec une section transversale carrée de 500 x 500 mm et une longueur de 1 000 mm, une semelle filante d'une largeur unitaire de 1 000 mm et une longueur de 6 000 mm. La hauteur de la semelle filante est un paramètre variable. Pour la présente vérification, une hauteur de 250 mm est utilisée.
La face inférieure de la semelle filante est supportée par des ressorts en compression seule avec soit une faible rigidité du sol de 16 000 kN/m³ soit une rigidité élevée du sol de 128 000 kN/m³. Des conditions aux limites de symétrie contraignent les extrémités gauche et droite de la semelle filante.
Il est essentiel de noter que tous les modèles sont des modèles de calcul. Pour la simulation et la vérification normative, les coefficients partiels sur les matériaux ont été appliqués.
11) Dimensions et modèle analytique
Modèle de poutre linéaire – Sol à faible rigidité (SFR)
Une fois la simulation réalisée sur le modèle de poutre, les vérifications normatives standard peuvent être appliquées. Le ferraillage dimensionné respecte les exigences minimales de détaillage spécifiées par EN 1992-1-1 [1]. Un taux de ferraillage minimal est appliqué aux barres longitudinales et aux étriers. La simulation est exécutée avec un module d'élasticité de 10 GPa, représentant le module sécant du matériau béton désigné. En raison du caractère hyperstatique de la structure, le module influence la redistribution des efforts intérieurs.
12) Modèle de poutre linéaire – charge ultime pour satisfaire les vérifications à l'ELU
Le moment fléchissant directement sous le poteau atteint la valeur ultime de 60,1 kNm sous un effort axial dans le poteau de -245 kN. Le second point critique se situe dans la zone de cisaillement maximal, où l'interaction d'un effort tranchant de -86,4 kN et d'un moment fléchissant correspondant de 44,8 kNm donne lieu à une vérification d'interaction, qui reste également dans les limites acceptables avec un taux de travail de 96,6 %. L'emplacement le plus critique de la structure se trouve directement sous le poteau, et le mode de rupture implique le béton en compression et les barres de ferraillage longitudinales en traction. La capacité au cisaillement indique qu'elle n'est pas critique dans ce cas.
13) Modèle de poutre linéaire – vérification normative pour sol à faible rigidité
Modèle de poutre linéaire – Sol à haute rigidité (SHR)
Le sol à haute rigidité dans ce scénario, sable dense avec un module de réaction du sol de 128 000 kN/m³, modifie significativement le comportement de la structure. La charge est concentrée directement sous la zone du poteau. La zone de contact présente un gradient et une magnitude de contrainte de contact plus élevés. La résistance ultime dans le poteau de -540 kN a augmenté d'un facteur de 2,2 par rapport au sol à faible rigidité. Le profil de l'effort tranchant est plus raide et le moment fléchissant est plus localisé. Cela conduit à une structure plus susceptible de rupture par poinçonnement.
14) Modèle de poutre linéaire – charge ultime pour satisfaire les vérifications à l'ELU
Le moment fléchissant maximal concentré sous le poteau est de 60,7 kNm, attribuable à la capacité portante maximale de la section en flexion. L'effort tranchant extrême est déplacé à proximité de la zone du poteau et atteint une magnitude de -132 kN, le moment correspondant étant de 38,1 kNm. Dans la vérification d'interaction normative, l'angle thêta de la bielle comprimée a été ajusté de 21,5 degrés à 23 degrés. L'Eurocode permet l'ajustement de l'angle de la bielle dans la plage de 21,5 à 45 degrés. Il a été observé qu'un angle de 21,5 degrés entraîne une surutilisation de la capacité, principalement attribuable à la flexion. En tenant compte de la variabilité prescrite par les exigences normatives, la vérification non satisfaite a été traitée avec succès par l'application d'un angle de bielle alternatif.
Le mode de rupture critique implique le béton en compression et les barres de ferraillage longitudinales en traction.
15) Modèle de poutre linéaire – vérification normative pour sol à haute rigidité