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

L'assemblage de portique analysé fera partie d'une structure réelle en béton armé. Le portique a une hauteur de 14 ft, une portée de 26 ft et les deux poteaux auront des appuis encastrés.

1 Nouveau projet

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Dans l'assistant de région de discontinuité, définissez la résistance du béton et la nuance du ferraillage et définissez l'épaisseur de l'enrobage du béton. Sélectionnez le modèle Assemblages de portique.

Dans les modèles d'assemblage de portique, sélectionnez Assemblage d'angle.

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 d'angle prédéfini 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 navigateur, passez à la définition des charges. Deux cas de charge et cinq combinaisons non linéaires ont été automatiquement ajoutés par le logiciel. Vous avez besoin de deux cas de charge pour distinguer les charges permanentes (mortes) et les charges variables (d'exploitation), et de trois combinaisons pour couvrir les vérifications ELU et ELS.

Modifions le cas de charge LC1 pour les effets des charges permanentes. Commencez par supprimer la charge linéaire sur le poteau.

Vous pouvez ensuite modifier la charge linéaire sur la poutre :

Passez au cas de charge LC2 via la liste déroulante et répétez les étapes avec des valeurs différentes.

Accédez maintenant à l'onglet Efforts intérieurs et appliquez-les dans la section transversale, qui est 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 (2,04 kip/ft pour LC1 et 1,56 kip/ft pour LC2) dans n'importe quel logiciel CAE/MEF en quelques minutes.

Pour finir, revenez aux combinaisons et vérifiez les règles de combinaison. Vous pouvez y modifier les coefficients partiels ou conserver le paramétrage par défaut selon la norme choisie (ACI dans notre cas). 

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 Optimisation topologique pour voir à quoi devrait ressembler la disposition de ferraillage la plus efficace si vous souhaitez utiliser le volume efficace sélectionné de la structure.

Pour un volume efficace 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 efficaces dans le ruban.

Passez à Saisir/modifier le ferraillage. Vous utiliserez les éléments créés par le modèle.

Modifiez l'espacement des étriers des groupes ST1 et ST2 :

Continuez et modifiez le groupe GB1 : les barres seront allongées jusqu'au bord gauche. Modifiez également l'espacement des nappes :

Pour finir, modifiez la longueur de la barre du groupe IB1.

5 Calcul et vérification

Lancez l'analyse en cliquant sur Calculer dans le ruban. Le modèle d'analyse est généré automatiquement, les calculs sont effectués et vous pouvez voir le récapitulatif des vérifications affiché avec les valeurs des résultats de vérification.

Dans l'onglet Récapitulatif, vous trouverez le tableau avec les vérifications déterminantes. Jetons-y un coup d'œil :

Dans la première ligne du tableau, vous pouvez voir que la vérification ELU déterminante est la résistance du ferraillage dans la combinaison C1.

Vous pouvez également remarquer la colonne Incrément. Les valeurs P100 %, V100 % indiquent que le calcul s'est terminé avec succès et que l'ensemble des charges permanentes et variables a été appliqué sur la structure.

Si vous cliquez sur la ligne du récapitulatif ELS, le tableau suivant apparaît :

En ce qui concerne les vérifications ELS, celle du poteau dans la combinaison C3 est déterminante. Vous pouvez constater que la structure satisfait également cette vérification.

Notez les abréviations (LT) après les noms des combinaisons. IDEA StatiCa Detail calcule avec un module d'élasticité différent pour les effets à court terme (ST) et à long terme (LT).

6 Rapport

Enfin, nous accédons à l'Aperçu/Impression du rapport. IDEA StatiCa propose un rapport entièrement personnalisable à imprimer ou à enregistrer dans un format modifiable.

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