Diaphragme de pont précontraint (EN)
1 Nouveau projet
Démarrez le programme IDEA StatiCa et sélectionnez le module Detail
La fenêtre Assistant s'ouvre automatiquement et vous pouvez sélectionner le type de modèle 2D, puis choisir Diaphragmes dans la Classe et la Topologie Diaphragme de poutre caisson. Vous pouvez ensuite continuer avec la sélection de la classe de béton et de l'enrobage appropriés.
2 Géométrie
Commencez la définition de la géométrie. Quatre éléments ont déjà été créés par le modèle : Diaphragme D1, Ouverture O1 et Points distribués DPS1 et DPS2.
Modifiez la géométrie du Diaphragme.
Passons à l'élément suivant, l'Ouverture O1.
Enfin, la position et les dimensions des Appuis ponctuels distribués doivent être modifiées. Le type d'appuis est choisi pour inclure l'effet de la Zone partiellement chargée.
La géométrie est définie et vous pouvez passer à la définition des charges.
3 Charges
Trois cas de charge et trois combinaisons ont été automatiquement créés à partir du modèle. Pour distinguer correctement les effets à court terme et à long terme, les états de charge Permanent et Variable doivent être définis correctement. Ces paramètres ont un impact majeur sur les vérifications ELU et ELS.
La première chose à faire est de définir le cas de charge LC1 comme type Précontrainte. Ce cas sera utilisé ultérieurement pour la précontrainte transversale. Ensuite, supprimez toutes les charges du cas de charge LC1. Le cas de charge LC1 restera vide pour l'instant.
Passez au cas de charge LC2 et redéfinissez les Charges linéaires LL3 et LL4. Le cas de charge LC2 représente la charge de cisaillement sur le diaphragme due à une charge permanente. Dans l'exemple, nous ne considérerons pas le chargement en cisaillement dû à la précontrainte longitudinale.
Le cas de charge LC2 devrait ressembler à ceci :
Supprimez le cas de charge LC3 en faisant un clic droit dessus dans le menu Arborescence et en sélectionnant Supprimer dans le menu contextuel, puis sélectionnez le cas de charge LC2 et copiez-le en utilisant la même procédure. Vous pouvez également utiliser les icônes en haut de la fenêtre Propriétés.
N'oubliez pas de changer le type du cas de charge LC3 en Variable. Le cas de charge LC3 représente la charge de cisaillement et de torsion due aux charges variables.
Dans la Fenêtre Propriétés, redéfinissez les Charges linéaires LL1 et LL2 comme indiqué dans les figures.
L'étape suivante consiste à copier la Charge linéaire LL2. Pour ce faire, sélectionnez la charge appropriée et cliquez sur le bouton Copier. L'élément copié doit encore être modifié.
Enfin, créez 2 nouvelles Charges linéaires à l'aide du bouton plus.
Modifiez les charges nouvellement créées.
Le cas de charge LC3 devrait être le suivant.
Le dernier ajustement sera la définition des coefficients de combinaison. Pour reconfigurer les combinaisons, cliquez sur ELS ou Combinaisons ELU, les coefficients de combinaison s'afficheront dans la fenêtre des propriétés. Ajustez les valeurs comme indiqué. Pour le cas de charge LC1, nous définissons une valeur de 0,90 pour simuler les pertes à long terme de la précontrainte transversale.
Actuellement, toutes les combinaisons de charges sont activées pour les vérifications. En désactivant certaines combinaisons pour les vérifications, vous pouvez obtenir un calcul plus rapide, si nécessaire.
Vous pouvez définir de nouvelles combinaisons si nécessaire ; trois types de combinaisons sont disponibles pour les vérifications normatives ELS : caractéristique, fréquente et quasi-permanente. Vous pouvez sélectionner les vérifications à effectuer pour chaque combinaison. Dans notre cas, nous sélectionnons la vérification de la flèche pour C2 et la vérification de l'ouverture des fissures pour C3.
Les charges et les combinaisons sont définies. Nous passons maintenant à la définition du ferraillage.
4 Ferraillage
Avant de commencer à modifier le ferraillage généré par le modèle, examinons l'Optimisation topologique qui se trouve dans l'onglet Conception. Le calcul utilise un volume effectif (dans ce cas, par exemple, 40 %) et place ce volume de manière à rendre la structure générée aussi rigide que possible.
Les zones rouges représentent les champs de compression et les zones bleues sont en traction.
Maintenant, ferraillon notre diaphragme. Un treillis soudé, une cage et huit groupes de barres ont déjà été ajoutés par le modèle ; vous n'aurez qu'à les adapter à vos besoins.
Dans un premier temps, supprimez le treillis soudé WF1.
Modifiez le Ferraillage autour de l'ouverture RO1.
Pour l'élément GB2, modifiez uniquement le nombre à 13 pcs.
Ajustez le groupe de barres GB5 et GB6 pour correspondre au ferraillage de cisaillement dans le voile.
Ajustez également les autres éléments GB7, GB8 et GB1 comme indiqué ci-dessous.
Le groupe de barres GB3 et GB4 doit également être adapté.
Aucun ferraillage vertical n'est encore défini dans le diaphragme. Créez donc un nouveau Groupe de barres en cliquant sur le bouton Nouveau et en sélectionnant Groupe de barres.
Pour modifier un nouveau groupe, nous devons d'abord définir la Définition de la forme de la barre sur Sur le contour ou le bord de l'ouverture. Remplissez les autres cellules comme indiqué dans la figure.
Le dernier élément manquant dans le modèle peut être créé comme une copie du Groupe de barres GB2. Redéfinissez ensuite sa position sur le porte-à-faux opposé.
Le ferraillage est terminé, vous pouvez passer à la Précontrainte.
5 Précontrainte
Nous pouvons également ajouter une précontrainte au diaphragme. Pour ce faire, cliquez sur le bouton Nouveau et sélectionnez l'option Câble de précontrainte.
Définissez la géométrie du câble de précontrainte en réglant la Définition de la forme de la barre sur Polyligne et en utilisant le bouton Modifier la forme pour ouvrir la boîte de dialogue de saisie des coordonnées. Les coordonnées peuvent être saisies, par exemple, en les copiant depuis un tableur Excel.
Ensuite, définissez simplement les paramètres d'entrée selon la figure suivante. Pour les pertes à court terme, choisissez le calcul automatique.
6 Calcul et vérifications
Dans le navigateur, passez à Vérification. Avant de lancer le calcul, ajustez les Paramètres. Cochez l'option Ignorer la vérification de décompression.
Lancez le calcul.
En haut à gauche, vous pouvez voir un aperçu de toutes les vérifications, le taux de travail et le statut des vérifications (satisfaisant/non satisfaisant). En haut à droite, vous trouverez les résultats de calcul détaillés et la valeur des charges permanentes et variables appliquées. Dans la figure sous le tableau, vous pouvez voir le résultat du dimensionnement pour l'état limite ultime du béton.
Passez ensuite aux résultats de vérification normative de la Résistance. Nous pouvons y voir la vérification des contraintes dans le béton. Le calcul est non linéaire et prend donc en compte la plastification du matériau. Il montre la contrainte dans le béton ajustée pour l'effet de la Zone partiellement chargée au-dessus de l'appui. Notez également la valeur de la contrainte ultime dans le béton, qui ne correspond pas à la résistance de calcul du béton. Pour plus d'informations sur le calcul de la contrainte limite dans le béton, voir Bases théoriques.
Des résultats similaires peuvent être affichés pour le ferraillage. Passez à l'onglet Ferraillage. Les options dans le ruban supérieur changeront et les résultats détaillés dans le tableau (contraintes et déformations des armatures individuelles, y compris leur taux de travail total) seront affichés.
Les résultats ELS se trouvent sous les onglets Limitation des contraintes, Ouverture des fissures et Flèche. En vérifiant la Limitation des contraintes, vous constaterez que la contrainte dans le béton au coin inférieur de l'ouverture est insatisfaisante. Il y a un pic de contrainte.
Vous pouvez l'éliminer en utilisant la fonctionnalité Contrainte limitée qui peut automatiquement ignorer un tel pic.
- En savoir plus sur cette fonctionnalité dans Fonctionnalité de vérification des contraintes limitées dans Detail
Vérifiez également la contrainte dans les câbles de précontrainte.
Il est également possible de vérifier l'ouverture des fissures en tenant compte des effets de la précontrainte. Vous pouvez afficher les résultats pour chaque armature individuellement.
7 Rapport
Vous pouvez également consulter tous les résultats de calcul dans le rapport. Passez simplement à l'onglet Rapport et cliquez sur Générer. Vous pouvez modifier le contenu du rapport ou l'exporter au format DOC/PDF à l'aide des boutons dans le ruban supérieur.
