Vérification normative du bloc de béton selon les normes australiennes
Le béton sous la platine de base est simulé par un sol de Winkler à rigidité uniforme, qui fournit les contraintes de contact. La contrainte moyenne sur la zone chargée en contact avec la platine de base est utilisée pour la vérification en compression.
Surface d'appui du béton
La surface d'appui du béton est vérifiée conformément à AS3600 : 2018 – Cl. 12.6. La contrainte d'appui de calcul sur une surface en béton ne doit pas dépasser :
\[ ϕ f_b = ϕ 0.9 f'_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le ϕ 1.8 f'_c \]
où :
- ϕ = 0,6 – facteur de capacité (Tableau 2.2) modifiable dans la configuration normative
- f'c – résistance caractéristique à la compression sur cylindre du béton à 28 jours
- A1 – aire d'appui
- A2 – plus grande aire de la surface d'appui géométriquement similaire et concentrique à A1. Les pentes latérales du tronc de pyramide sont de 1 longitudinalement et 2 transversalement par rapport à la direction de la charge.
La contrainte d'appui de calcul, σ, est égale à la contrainte moyenne sous la platine de base sur la zone en contact avec le béton.
Transfert de l'effort tranchant
L'effort tranchant au niveau de la platine de base est supposé être transféré du poteau à la fondation en béton par :
- Frottement entre la platine de base et le béton / le mortier de scellement
- Bêche
- Boulons d'ancrage
Transfert de l'effort tranchant par frottement
La capacité au cisaillement est calculée conformément à Gianluca Ranzi, Peter Kneen : Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, n° 2, septembre 2002 – Chapitre 6.5.3, comme suit :
\[ ϕ V_f = ϕ μ N_c^* \]
où :
- ϕ = 0,8 – facteur de capacité
- μ = 0,55 – coefficient de frottement modifiable dans la configuration normative
- Nc* – effort axial de compression de calcul du poteau
Transfert de l'effort tranchant par bêche
Si l'effort tranchant est transféré par la bêche, celle-ci est modélisée par éléments finis, et ses plaques et soudures sont vérifiées par la Méthode des Éléments Finis et les composants de soudure. Des vérifications supplémentaires sont requises – résistance à l'appui du béton ; résistance du béton en rive.
Résistance à l'appui du béton
La résistance à l'appui du béton est vérifiée conformément à Gianluca Ranzi, Peter Kneen : Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, n° 2, septembre 2002 – Chapitre 6.5.5 :
\[ ϕ_c V_b = 0.85 ϕ_c f'_c A_{sl} \]
où :
- ϕc = 0,6 – facteur de capacité pour le béton en appui, modifiable dans la configuration normative
- f'c – résistance caractéristique à la compression sur cylindre du béton à 28 jours
- Asl – aire projetée de la bêche encastrée dans la direction de la force, à l'exclusion de la partie de la bêche en contact avec le mortier de scellement au-dessus de l'élément en béton
Résistance du béton en rive
Si un effort tranchant agit vers un bord libre du béton, il convient de vérifier que le béton est capable de reprendre l'effort tranchant appliqué. La résistance du béton en rive est vérifiée conformément à Gianluca Ranzi, Peter Kneen : Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, n° 2, septembre 2002 – Chapitre 6.5.5 :
\[ ϕ V_{ce} = ϕ 0.33 \sqrt{f'_c} A_{Vc} \]
où :
- ϕ = 0,85 – facteur de capacité
- f'c – résistance caractéristique à la compression sur cylindre du béton à 28 jours
- AVc – aire de contrainte effective définie par la projection d'un plan à 45° depuis les bords d'appui de la bêche jusqu'à la surface libre dans la direction de l'effort tranchant. L'aire d'appui de la bêche est exclue de l'aire projetée
Transfert de l'effort tranchant par ancrages
L'effort tranchant est supposé être transféré par les ancrages. L'effort dans chaque ancrage est déterminé par la Méthode des Éléments Finis. Chaque ancrage ou groupe d'ancrages est vérifié pour la rupture de l'acier en cisaillement, la rupture du béton en rive, la rupture du béton par effet de levier, et la combinaison traction-cisaillement si une traction est également présente.