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12.12.2016

Vérification des poutres-voiles dans RFEM

Lors du calcul de composants en béton armé, il est souvent nécessaire de concevoir des poutres-voiles. Elles sont principalement utilisées pour les linteaux de portes et de fenêtres, les poutres renversées et les retombées de poutre, mais également pour connecter les plafonds à niveaux différents et les portiques. Si elles sont représentées sous forme de surfaces dans RFEM, des étapes supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les résultats de l'armature requise.

Arrière-plan

Le calcul des efforts internes est effectué avec un comportement de matériau élastique. Un voile supprime la flexion avec une distribution non linéaire de l'effort normal. Cette distribution varie selon le rapport hauteur (h)/longueur (l).

Plus le ratio h/l est faible, plus la distribution est similaire à une droite. Si une surface est calculée avec ces efforts internes, on obtient une répartition de l'armature longitudinale requise qui correspond au coin en traction.

Cependant, la distribution de l'armature est incorrecte car la vérification du béton a été effectué à l'état fissuré. La déformation de l'armature au niveau du bord inférieur pourrait être dépassée depuis un long moment, alors que cela n'est pas répercuté sur les couches supérieures de l'armature.
Le calcul peut généralement être effectué de deux manières dans RFEM :
  1. Évaluation basée sur les coupes
  2. Vérification à l'aide d'une poutre résultante

Évaluation basée sur les coupes

Cette option doit toujours être utilisée lorsque le ratio h/l est supérieur à 0,5. Une coupe verticale est insérée aux emplacements déterminants après le calcul de l'armature requise avec le module additionnel RF-CONCRETE Surfaces.
Lors de l'évaluation de l'armature d'effort tranchant, la valeur maximale de l'armature verticale (issue de as,2,-z et as,2,+z, par exemple), doit être utilisée et appliquée des deux côtés sans être diminuée jusqu'au bord supérieur de la poutre.
Pour les armatures en flexion, l'interprétation des résultats peut être activée dans les paramètres détaillés de l'interprétation des résultats de la boîte de dialogue de la coupe. Les sommes doivent être calculées à partir des deux armatures horizontales, par exemple pour s,1,-z et as,1,+z. L'armature longitudinale totale déterminée doit être concentrée au bord inférieur de la section.

Selon [1], les points suivants doivent être respectés pour évaluer les calculs élastiques des voiles :

  • Répartition concentrée de l'armature en travée sur le bord inférieur
  • L'armature de travée doit être posée sur toute sa longueur et ancrée aux appuis pour une force de 80 %.
  • Pour les poutres à travées multiples, il est nécessaire de positionner des barres d'armature droites avec la longueur de chevauchement correspondante.
  • Dans ce cas, la moitié de l'armature porteuse doit être disposée sur toute la travée. La partie restante doit être prolongée des deux côtés jusqu'à une longueur de L/3 sur le bord d'appui sans longueur d'ancrage supplémentaire.
  • Les charges s'exerçant sur la partie inférieure (poids propre inclus) qui agissent entre un demi-cercle supposé de 0,5 L (L < H) de rayon, doivent être complètement supprimées à l'aide d'une armature de suspension. L'armature de suspension doit être insérée à une hauteur L < H.

Vérification à l'aide d'une poutre résultante

Cette option ne peut être utilisée qu'à partir d'un ratio h/l< 0,5. Sinon, le bras de levier est considéré comme trop favorable. L'évaluation des résultats et le calcul sont effectués sur une poutre résultante horizontale créée au centre de gravité. Une section rectangulaire avec les dimensions de la poutre-voile est définie. Seule la surface correspondante doit être sélectionnée dans les paramètres détaillés de la poutre résultante. Il est possible d'effectuer une vérification de barre sur la poutre résultante avec les efforts internes intégrés de la poutre-voile dans le module additionnel RF-CONCRETE Members.

Interprétation et résumé

Ces deux résultats peuvent différer considérablement en fonction de la géométrie et de la charge. Cet écart est principalement dû aux hypothèses différentes concernant le bras de levier lors du calcul. On obitnet un bras de levier plus petit dans la répartition des contraintes lors du calcul de surface et l'armature requise est par conséquent plus importante.
La méthode avec la poutre résultante permet d'éviter de créer plusieurs coupes et de déterminer manuellement l'armature en flexion. De plus, l'armature est disposée correctement.

Littérature

[1] Rombach G.: Anwendung der Finite-Elemente-Methode im Betonbau. Berlin : Wilhelm Ernst & Sohn, 2010

Auteur

Monsieur Frölich fournit de l'assistance technique à nos clients, il est aussi responsable du développement produit pour les structures acier.

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