La théorie utilisée dans la solution non linéaire est appelée CSFM 3D et est présentée dans les bases théoriques [3]. Toutes les hypothèses relatives à la procédure de calcul conçue y sont expliquées en détail.
Hypothèses et attributs du modèle :
- Analyse Matériellement Non Linéaire (MNA)
- Solution 3D – éléments volumiques.
- Théorie de plasticité de Mohr-Coulomb - angle de frottement interne nul pour le comportement du béton.
- Appuis de surface en compression uniquement (faible/haute rigidité).
- Les contraintes de symétrie sont positionnées sur les bords gauche et droit de la semelle filante.
- Une plaque épaisse de 100 mm au sommet du poteau pour atténuer la concentration de contraintes locales sous la charge ponctuelle.
- Le modèle d'adhérence et le raidissement en traction sont pris en compte.
- Triaxialité des contraintes et effet de confinement.
- L'adoucissement en compression ne fait pas partie de la solution implémentée.
- Facteur de maillage 1 - paramètres de calcul recommandés.
23) Modèle 3D + disposition des barres de ferraillage
CSFM 3D – Sol à Faible Rigidité (LSS)
L'effort axial maximal atteint dans le modèle est de -980 kN en raison de modes de rupture impliquant la rupture par traction du ferraillage longitudinal dans la zone d'encerclement du poteau. Les efforts de compression transversaux sont retenus par les étriers, qui dans la zone du poteau sont sollicités en plastification et contribuent à un mode de rupture supplémentaire des branches horizontales des étriers causé par des évolutions de contraintes de traction transversales qui ne peuvent pas être capturées dans la solution en état plan de contraintes. La sur-compression et l'écrasement du béton se produisent à l'interface entre le poteau et la fondation. L'effet de confinement est localisé dans cette région, en fonction de l'effet du ferraillage et de la rigidité de la semelle filante. Le mécanisme de rupture implique l'écrasement du béton, la rupture par traction du ferraillage longitudinal et des branches horizontales des étriers en traction.
24) Force maximale appliquée, modes de rupture et distribution des contraintes transversales
25) Contrainte principale minimale Sigma 3, effet de confinement – rapport entre contrainte triaxiale et uniaxiale
26) Déformation plastique en compression et contraintes dans les ferraillages
27) Détection détaillée des contraintes critiques sur les barres longitudinales et les étriers
28) Flèches non linéaires
CSFM 3D – Sol à Haute Rigidité (HSS)
L'effort absorbé par la semelle filante a atteint -2 116 kN, ce qui représente une capacité portante environ 215 % supérieure à celle du LSS. Le mode de rupture implique l'écrasement du béton, la rupture par traction du ferraillage longitudinal et des branches horizontales des étriers en traction.
29) Force maximale appliquée, modes de rupture et distribution des contraintes transversales
30) Contrainte principale minimale Sigma 3, effet de confinement – rapport entre contrainte triaxiale et uniaxiale
31) Déformation plastique en compression dans le béton et contraintes dans les ferraillages
La contrainte de cisaillement maximale exercée sur les étriers fermés intérieurs a atteint une valeur de 298 MPa, ce qui reste dans le domaine élastique tel que défini par le matériau. Cette observation conduit à la conclusion que la rupture par poinçonnement n'était pas le mode de rupture prédominant dans ce cas particulier.
32) Détection détaillée des contraintes critiques sur les barres longitudinales et les étriers
33) Flèches non linéaires