Influence des appuis provisoires sur les diagrammes de moment fléchissant pour les structures mixtes
Introduction
On pourrait se demander pourquoi il y a une augmentation rapide du moment fléchissant à l'appui intermédiaire lors de la connexion de deux poutres préfabriquées par une dalle coulée en place et des diaphragmes. Le comportement attendu était que le moment fléchissant apparaisse à l'appui intermédiaire après un certain temps en raison du fluage du béton, mais pas immédiatement après la mise en œuvre composite des poutres préfabriquées et des parties coulées en place. Examinons ce problème plus en détail et considérons les différentes dispositions des appuis provisoires et leur influence sur la distribution des efforts intérieurs.
Description de la structure
Afin d'expliquer l'apparition d'un moment fléchissant élevé à l'appui d'une poutre continue, deux cas ont été analysés dans les logiciels IDEA StatiCa Beam et midas Civil. Considérons deux poutres préfabriquées mixtes avec une dalle en béton armé coulée en place et un diaphragme à l'appui. La classe de béton est identique pour les deux parties de la section transversale mixte, C45/55. Les formes des sections transversales sont les suivantes :
Section mixte :
Diaphragme à l'appui :
Le schéma statique évolue dans le temps. Pour chaque cas, différentes dispositions d'appuis sont considérées. Le processus de construction est cependant identique. Fabrication des poutres préfabriquées, stockage en dépôt, mise en place des poutres préfabriquées sur les appuis provisoires sur le chantier, puis mise en œuvre composite avec la dalle et le diaphragme coulés en place. La position des appuis définitifs est identique pour les deux cas, ainsi que l'historique des charges.
L'historique des charges pour les deux cas :
Phases de construction pour le cas A (appuis provisoires lors du coulage de la dalle) :
Phases de construction pour le cas B (sans appuis provisoires supplémentaires lors du coulage de la dalle) :
Comparaison de midas Civil & IDEA StatiCa Beam
Lors de la comparaison, nous nous sommes concentrés sur les moments fléchissants à l'appui et en travée pour chaque phase de construction des deux cas.
Cas A
Phase de construction 3 :
Poutre préfabriquée supportée par les appuis provisoires, soumise au poids propre et au béton frais de la dalle en béton armé, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Phase de construction 4 :
Les poutres préfabriquées sont en section mixte avec la dalle, la section mixte résiste uniquement au poids propre, phase des appuis définitifs, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Phase de construction 6 :
Structure à 100 ans, soumise uniquement au poids propre, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Cas B
Phase de construction 3 :
La poutre préfabriquée est supportée par les appuis définitifs, soumise au poids propre et au béton frais de la dalle en béton armé, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Phase de construction 4 :
Les poutres préfabriquées sont en section mixte avec la dalle, la section mixte résiste uniquement au poids propre, phase des appuis définitifs, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Phase de construction 6 :
Structure à 100 ans, soumise uniquement au poids propre, y compris le fluage et le retrait.
Diagramme de moment fléchissant – IDEA StatiCa Beam
Diagramme de moment fléchissant – midas Civil
Les résultats de IDEA StatiCa Beam et de midas Civil ont été regroupés dans un tableau :
Conclusion
Le tableau ci-dessus montre que les résultats des différents logiciels sont globalement identiques. Les écarts dans les résultats sont dus au fait que la hauteur de dimension notionnelle h0 avant et après la mise en œuvre composite de la structure n'est pas distinguée dans midas Civil.
L'utilisateur doit spécifier les paramètres de la section transversale correspondant à la phase avant ou après la mise en œuvre composite des poutres en béton préfabriqué avec la dalle en béton armé coulée en place, pour chaque partie de la section transversale séparément. Tandis que dans IDEA StatiCa Beam, la phase avant la mise en œuvre composite est prise en compte, c'est-à-dire que le périmètre de la partie en cours de séchage de la section correspond au périmètre de la section transversale entière de la poutre préfabriquée, et après la mise en œuvre composite, c'est-à-dire que le périmètre de la partie en cours de séchage de la poutre préfabriquée est réduit par la longueur du joint de construction entre la poutre préfabriquée et la dalle coulée en place. L'augmentation rapide du moment fléchissant au-dessus de l'appui intermédiaire (définitif) est attribuée à la disposition choisie des appuis provisoires. Ce sont les appuis provisoires qui éliminent les effets des phases de construction, et nous obtenons ainsi des diagrammes de moment fléchissant proches de ceux d'une structure construite par la méthode de phasage complet.
Dans le cas B, où aucun appui provisoire intermédiaire n'est considéré, l'effet négatif des phases de construction peut être observé, car le schéma statique a été modifié plusieurs fois, entraînant des diagrammes de moments différents.
L'objectif de cette étude était de vérifier la précision des résultats fournis par IDEA StatiCa Beam et midas Civil. Étant donné que le même comportement de la structure a été confirmé dans les deux logiciels indépendants, les résultats de IDEA StatiCa Beam peuvent être déclarés corrects.
Téléchargements joints
- Composite beams - comparison with midas Civil.zip (ZIP, 9,1 MB)