Calcul structurel d'un assemblage de portique en béton (EN)

L'assemblage de portique analysé fera partie d'une structure réelle en béton armé. Le portique a une hauteur de 4 m, une portée de 8 m et les deux poteaux auront des appuis encastrés.

1 Nouveau projet

Lançons IDEA StatiCa et sélectionnons l'application Detail. La fenêtre de l'assistant s'ouvre et vous pouvez définir la nuance du béton et du ferraillage ainsi que l'épaisseur de l'enrobage du béton. Sélectionnez le type de modèle 2D, la classe Assemblages de portique et la topologie Assemblage en genou.

En choisissant un modèle prédéfini, le logiciel génère automatiquement la géométrie, les charges et le ferraillage.

2 Géométrie

Commencez par la modification de la géométrie. L'assemblage en genou prédéfini (élément FJ1) est composé d'un poteau et d'une poutre. Modifiez la section transversale du poteau en cliquant sur Modifier les paramètres.

Modifions les dimensions de la section transversale.

Ensuite, ajoutez une nouvelle section transversale pour la poutre.

Modifiez à nouveau les dimensions.

3 Charges

Dans le menu arborescent, procédez à la définition des charges. Deux cas de charge et trois combinaisons non linéaires ont été automatiquement ajoutés par le logiciel. Vous avez besoin de deux cas de charge pour distinguer les charges permanentes des charges variables, et de trois combinaisons pour couvrir les vérifications ELU et ELS.

Modifions le cas de charge LC1 pour les effets permanents. Supprimez d'abord la charge linéaire sur le poteau.

Vous pouvez ensuite modifier l'intensité de la charge linéaire sur la poutre. Dans le tableau en bas, définissez les valeurs des efforts intérieurs appliqués à la section transversale placée à l'intersection du poteau et de la poutre. Vous pouvez obtenir ces efforts intérieurs en modélisant et en calculant l'ensemble du portique avec la charge linéaire correspondante (30 kN/m pour LC1 et 20 kN/m pour LC2) dans n'importe quel logiciel CAE/MEF en quelques minutes.

Passez au cas de charge LC2 et répétez les étapes avec des valeurs différentes. Supprimez d'abord la charge linéaire LL3.

Ajustez ensuite la charge linéaire LL4 et les efforts intérieurs.

En cliquant sur les combinaisons ELU ou ELS, vous pouvez sélectionner le type de combinaison et ajuster les coefficients partiels pour chaque combinaison non linéaire.

Pour chaque combinaison ELS, vous pouvez sélectionner les vérifications normatives à effectuer.

4 Ferraillage

Une fois la charge définie, vous pouvez procéder au dimensionnement du ferraillage. Avant de le concevoir, vous pouvez essayer d'exécuter l'outil d'Optimisation Topologique pour voir à quoi devrait ressembler la disposition de ferraillage la plus efficace si vous souhaitez utiliser le volume effectif sélectionné de la structure.

Pour un volume effectif de 20%, la structure se présente comme suit (les lignes rouges représentent la compression et les lignes bleues représentent la traction). Vous pouvez basculer entre les volumes effectifs dans la fenêtre de droite.

Procédez à la définition des Ferraillages. Vous allez modifier les éléments créés par le modèle.

Modifiez le groupe GB1, les barres seront prolongées jusqu'au bord gauche :

5 Calcul et vérification

Lancez l'analyse en cliquant sur Calculer dans le ruban. Le modèle d'analyse est automatiquement généré et les calculs sont effectués. Passez à l'onglet Vérification. Vous pouvez maintenant voir le Résumé des résultats. En haut à gauche, vous pouvez voir tous les ELU et ELS avec leur taux de travail en pourcentage. 

Dans la fenêtre de droite, vous pouvez voir un tableau avec des résultats plus détaillés pour les combinaisons de charges sélectionnées.

Vous pouvez également remarquer la ligne Incrément. Les valeurs P100%, V100% indiquent que le calcul s'est terminé avec succès et que toutes les charges permanentes et variables ont été appliquées à la structure.

Pour ouvrir les résultats détaillés de l'ELU, cliquez sur l'icône Résistance. Comme indiqué ci-dessus dans le tableau, la combinaison C1 a été utilisée pour la vérification ELU.

En utilisant les icônes dans le ruban supérieur, vous pouvez afficher toutes les vérifications normatives. Dans le Résumé, les principaux résultats pour l'ELU/ELS sont présentés. Cliquez sur Ancrage pour afficher le taux de travail de l'adhérence entre le béton et le ferraillage (avec le point le plus critique indiqué dans la figure).

Vous pouvez afficher les résultats des vérifications normatives ELS (Limitation des contraintes, Ouverture des fissures et Flèche) de manière similaire.

6 Rapport

Enfin, nous allons dans l'onglet Rapport. IDEA StatiCa propose un rapport entièrement personnalisable à imprimer ou à enregistrer dans un format modifiable.

Vous avez dimensionné, optimisé et effectué la vérification normative d'un assemblage de portique selon l'Eurocode.