Objet :
Vérification des portiques contreventés selon l'AISC 341 dans RFEM 6
Commentaire :
La vérification d'un cadre à contreventement concentrique ordinaire (OCBF) et d'un cadre à contreventement concentrique spécial (SCBF) peut être effectuée dans le module complémentaire Vérification de l'acier de RFEM 6. Le résultat de la vérification de la sismicité selon l'AISC 341-16 et l'AISC 341-22 est divisé en deux sections : les exigences pour les barres et les exigences pour les assemblages.
Description :
Pour en savoir plus sur l'entrée « Configuration de sismicité », consultez cet article :
ko | Analyse de la sismicité selon l’AISC 341 dans RFEM 6
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Exigences des barres
Les vérifications suivantes pour les barres faisant partie du système résistant aux forces sismiques (SFRS) sont disponibles dans RFEM. Les sections énumérées font référence aux dispositions antisismique selon l'AISC 341-16/22 [1].
- Limites largeur-épaisseur [Sections D1.1 et F1.5a]
- Contreventement de poutres de stabilité SCBF - Résistance et rigidité requises [Sections F2.4b et D1.2a.1(b)]
- Contreventement de poutres de stabilité SCBF - Espacement maximal [Sections F2.4b et D1.2a.1(c)]
- Résistance requise du poteau [Section D1.4a]
- Ratio d'élancement du contreventement [Sections F1.5b pour OCBF et F2.5b(a) pour SCBF]
Limites largeur-épaisseur pour les exigences de ductilité
Les contreventements dans l'OCBF sont désignés comme des barres modérément ductiles selon la clause F1.5a. Toutes les barres (contreventements, poutres, poteaux) du système SCBF sont désignées comme des barres hautement ductiles selon la clause F2.5a.
Les contreventements dans l'OCBF doivent être conformes aux exigences de la clause D1.1 de l'AISC pour les barres modérément ductiles. En tant qu'exception selon la section F1.5a, les contreventements dans les portiques en traction avec Lc/r supérieur à 200 n'ont pas besoin de satisfaire à l'exigence de ductilité. Cette vérification est représentée par l'EQ 1300 dans RFEM (Figure 1).
Remarque : Les portiques en traction seulement ne sont pas autorisés dans un système SCBF selon la clause F2.4d.
Contreventement de stabilité des poutres dans le système SCBF
Les exigences relatives au contreventement de stabilité ne s'appliquent qu'aux poutres des portiques à contreventement en V et en-V inversé selon la clause F2.4b [1]. La résistance et la rigidité requises pour les contreventements de stabilité sont répertoriées dans l'onglet « Contreventement de stabilité par barre » sous « Exigences pour la sismicité » (Figure 2). Ces valeurs peuvent être comparées à la résistance et à la rigidité disponibles calculées lors de la vérification des barres de contreventement intégrées à la poutre. Aucun détail de vérification n'est disponible (uniquement les références).
La résistance requise, Pbr, est définie dans l'équation A-6-7 de l'Annexe 6 de l'AISC 360-16/22 [3] :
| Pbr | Résistance requise pour les contreventements de stabilité |
| Mr | Résistance en flexion de la poutre requise. Mr = Ry Fy Z/ αs [Équation D1-1 de l'AISC 341] |
| Cd | Facteur de double courbure = 1,0 [AISC 341 Section D1.2a(b)] |
| ho | Distance entre le centre de gravité de la semelle ho = d - tf |
Remarque : Pr n'est pas applicable aux cadres contreventés.
La rigidité requise, βbr, est définie dans l'équation A-6-8 de l'appendice 6 de l'AISC 360-16/22 [3] :
| d | Hauteur utile |
| d | Hauteur statique efficace |
| d | Hauteur statique efficace |
| fy | Limite d'élasticité de l'acier d'armature |
| d | Hauteur statique efficace |
L'espacement maximal des contreventements de stabilité doit être conforme aux exigences de la section F2.4b de l'AISC 341-16/22, qui se réfère à la section D1.2a.1(c) :
| Lbr | Espacement maximal des poutres de stabilité |
| ry | Rayon de giration autour de l'axe faible |
| E | Module d'élasticité |
| Ry | Rapport de la limite d'élasticité attendue sur la limite d'élasticité minimale définie |
| Fy | Limite d'élasticité minimale définie |
La vérification de l'espacement maximal est présentée avec les autres exigences de barre dans les Ratios de vérification sur les barres. La longueur contreventée Lb est la longueur efficace spécifiée pour le déversement. Le détail de la vérification est présenté dans l'EQ 2100 (Figure 3).
Résistance requise du poteau
Tous les poteaux qui font partie du système résistant aux forces sismiques (SFRS) doivent être calculés avec des charges de sur-résistance. Dans de nombreux cas, l'effort normal amplifié n'a pas besoin d'être combiné avec les moments fléchissants concurrents. L'option permettant de négliger tous les moments fléchissants, le cisaillement et la torsion dans les poteaux pour l'état limite de sur-résistance est activée par défaut. Cette option peut être désactivée dans la « Configuration de sismicité ».
Pour les combinaisons de charges standard sans sur-résistance due à l'effet de charges sismiques, la charge combinée est vérifiée selon le chapitre H de l'AISC 360-16/22.
Pour les combinaisons de charges avec une charge sismique de sur-résistance, le chapitre H n'est pas appliqué lorsque l'option permettant de négliger tous les moments fléchissants, le cisaillement et la torsion dans les poteaux pour l'état limite de sur-résistance est activée. L'exemple 4.3.2 du manuel d'analyse de sismicité [2] montre le calcul à l'aide du cas de contrôle des deux combinaisons de charges, standard et en sur-résistance.
Les moments fléchissants résultant d'une charge appliquée entre les points d'appui latéral peuvent contribuer au flambement du poteau. Il est donc nécessaire de les considérer en même temps que les charges axiales en désactivant l'option permettant de négliger les moments (Figure 4).
Ratio d'élancement du contreventement
Pour les contreventements en V ou en-V inversé dans l'OCBF, le rapport d'élancement Lc/r doit être inférieur ou égal à 4*√(E/Fy) selon la Section F1.5b [1]. L'objectif est de limiter les efforts déséquilibrés qui se produisent dans les barres de l'ossature après le flambement des contreventements. Cette vérification est représentée par l'EQ 3300 dans RFEM (Figure 5).
Pour les contreventements en configuration X, l'option permettant de répondre à cette exigence peut être désactivée dans la « Configuration de sismicité ».
Pour les contreventements en SCBF, le ratio d'élancement Lc/r doit être inférieur ou égal à 200, selon la Section F2.5b(a) [1]. Cette vérification est représentée par l'EQ 3310 dans RFEM.