Combinaisons de charge pour les contraintes de tuyauterie dues à des charges occasionnelles

Article technique

Les modules additionnels RF-PIPING et RF-PIPING Design permettent de concevoir et calculer des systèmes de canalisation selon EN 13480-3, ASME B31.1 et B31.3. Dans le cas d'un calcul selon la norme européenne, la détermination des contraintes de tuyauterie est conforme aux formules de la Section 12.3 Analyse de flexibilité. Selon le type de contrainte, un ou plusieurs moments sont appliqués sans considération entre eux. Cette différenciation a lieu, par exemple, lors de la détermination des contraintes pour des charges occasionnelles.

Formule 12.3.3-1 pour les contraintes de charges occasionnelles selon EN 13480-3 :
$$\sigma_2\;=\;\frac{p_c\;\cdot\;d_o}{4\;\cdot\;e_n}\;+\;\frac{0.75\;\cdot\;i\;\cdot\;M_A}Z\;+\;\frac{0.75\;\cdot\;i\;\cdot\;M_B}Z\;\leq\;k\;\cdot\;f_t$$

La contrainte σ2 est en trois parties. La première est la pression interne. Les deux autres parties ne diffèrent que de par leur moment. Le moment MA est composé de charges mécaniques durables (par exemple, la tuyauterie ou le poids des fluides). Le moment MB représente les charges occasionnelles (comme le vent ou la neige). Il est ainsi nécessaire de calculer les deux moments séparément. Une combinaison de charges ne serait que valide pour un moment. Ainsi, le calcul selon la formule ne peut pas être réalisé. Ce problème peut néanmoins être résolu avec une combinaison de résultats. Celle-ci permet d’ajouter ou de soustraire les résultats des cas de charge ou de combinaisons. Les parties individuelles sont ainsi connues et peuvent être calculées individuellement.

La figure suivante affiche un exemple de structure de combinaison pour une situation de calcul occasionnelle. La combinaison finale et la combinaison fournie pour le calcul sont en rouge.

Figure 01 – Combinaisons

Option 1

Dans la combinaison affichée dans l’option 1, une combinaison de charges de canalisation est entrée avec l’attribut « OCC » pour le cas de charge de vent. PC5 est ensuite combinée avec les charges prolongées traditionnelles dans une nouvelle combinaison de résultats, RC2. Le moment peut ainsi être divisé en parties individuelles MA et MB.

Option 2

L’option 2 propose un examen plus profond de l’action des charges de vent en combinaison avec les autres cas de charge. PC5, une nouvelle combinaison de charges de tuyauterie est entrée, sa structure est similaire à PC4 et comprend un cas de charge de vent. Dans RC2, ces deux situations de contrainte sont soustraites entre elles afin que seuls les efforts internes du vent et, sûrement, les effets de l’analyse du second ordre, ne restent. Ces efforts internes sont ensuite superposés avec les charges prolongées habituelles dans une combinaison de résultats.

La figure suivante du module RF-PIPING Design explique le calcul. Le moment résultant des moments MA et MB est également affiché.

Figure 02 – Documentation des moments

Littérature

[1]  British Standards Institution. (2012). BS EN 13480-3:2012. Metal industrial piping - Part 3: Design and calculation. London, BSI.
[2]  Manuel RFEM (en anglais). (2013). Tiefenbach: Dlubal Software. Télécharger.

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