Les vérifications à l'ELS sont réalisées pour la limitation des contraintes, l'ouverture des fissures et les limites de flèche. Les contraintes sont vérifiées dans le béton et les éléments de ferraillage selon l'EN 1992-1-1 de manière similaire à celle spécifiée pour l'ELU.
Limitation des contraintes
La contrainte de compression dans le béton doit être limitée afin d'éviter les fissures longitudinales. Selon l'EN 1992-1-1 chap. 7.2 (2), des fissures longitudinales peuvent apparaître si le niveau de contrainte sous la combinaison caractéristique de charges dépasse une valeur k1fck. La contrainte de compression dans le béton est évaluée comme le rapport entre la contrainte principale de compression maximale σc = σc2 obtenue à partir de l'analyse par éléments finis pour les états limites de service et la valeur limite σc,lim. Ainsi :
où :
fck résistance caractéristique du béton en compression sur cylindre,
k1 =0,6.
Si la contrainte dans le béton sous les charges quasi-permanentes est inférieure à k2fck selon l'EN 1992-1-1 Cl. 7.2(3), un fluage linéaire peut être supposé. Si la contrainte dans le béton dépasse k2fck, un fluage non linéaire doit être pris en compte (voir EN 1992-1-1 Cl. 3.1.4). Dans IDEA StatiCa Detail, seul le fluage linéaire selon l'EN 1992-1-1 Cl. 3.1.4 (3) peut être supposé (voir Modèles de matériaux (EN)).
On peut considérer qu'un endommagement inacceptable par fissuration ou déformation est évité si, sous la combinaison caractéristique de charges, la contrainte de traction dans le ferraillage ne dépasse pas k3fyk (EN 1992-1-1 chap. 7.2 (5)). La résistance du ferraillage est évaluée comme le rapport entre la contrainte dans le ferraillage aux fissures σs = σsr et la valeur limite spécifiée σs,lim :
où :
fyk limite d'élasticité du ferraillage,
k3 =0,8.
Flèche
Les flèches ne peuvent être évaluées que pour les voiles ou les poutres isostatiques (statiquement déterminées) ou hyperstatiques (statiquement indéterminées). Dans ces cas, la valeur absolue des flèches est considérée (par rapport à l'état initial avant chargement), et la valeur admissible maximale des flèches doit être définie par l'utilisateur. Les flèches aux extrémités réduites ne peuvent pas être vérifiées, car il s'agit essentiellement de structures instables où l'équilibre est satisfait par l'ajout de forces d'extrémité, et les flèches sont donc irréalistes. La flèche à court terme uz,st ou à long terme uz,lt peut être calculée et vérifiée par rapport à des valeurs limites définies par l'utilisateur :
où :
uz flèche à court ou long terme calculée par analyse par éléments finis,
uz,lim valeur limite de la flèche définie par l'utilisateur.
Ouverture de fissure
Les ouvertures et orientations de fissures sont calculées uniquement pour les effets à long terme (en utilisant Ec,eff) pour les combinaisons pour lesquelles l'évaluation de l'ouverture de fissure est activée. Les vérifications basées sur les valeurs limites spécifiées par l'utilisateur conformément à l'Eurocode sont présentées comme suit :
où :
w ouverture de fissure calculée par analyse par éléments finis,
wlim valeur limite de l'ouverture de fissure définie par l'utilisateur.
Il existe deux méthodes de calcul des ouvertures de fissures (fissuration stabilisée et non stabilisée). Dans le cas général (fissuration stabilisée), l'ouverture de fissure est calculée en intégrant les déformations sur les éléments 1D des barres de ferraillage. La direction de la fissure est alors calculée à partir des trois points d'intégration les plus proches (du centre de l'élément fini 1D de ferraillage donné) des éléments de béton 2D. Bien que cette approche de calcul des directions de fissures ne corresponde pas à la position réelle des fissures, elle fournit néanmoins des valeurs représentatives conduisant à des résultats d'ouverture de fissure qui peuvent être comparés aux valeurs d'ouverture de fissure requises par la norme à la position des barres de ferraillage.