Calcul de grandes ouvertures dans les poutres et retombées de poutre

Article technique

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Les ouvertures affectent la capacité portante des poutres, il est donc nécessaire d’y prêter une attention particulière. En général les petites ouvertures peuvent être compensées en adaptant la structure de poutre. Les grandes ouvertures requièrent toutefois une considération et modélisation distincte.

Possibilités dans RFEM

Une considération directe des ouvertures de poutre et de retombées de poutre n’étant pas encore possible, une solution doit être trouvée avec les outils à notre disposition. Dans notre cas, l’entrée dans RF-CONCRETE Members n’est pas possible car il est nécessaire d’utiliser des surfaces.

La modélisation de retombées de poutres peut être facilement réalisée à l’aide de surfaces. Avec la possibilité d'évaluer les efforts internes du calcul de surface avec des poutres résultantes comme efforts internes, il est alors possible de calculer des barres.

Modélisation

La poutre en béton est modélisée comme une surface en lieu et place d’une poutre ou d’une nervure habituelle. Une poutre résultante est ensuite modélisée dans cette surface où les efforts internes du calcul de surface sont intégrés sur la zone souhaitée.

Figure 01 - Structure

Comme l’affiche la Figure 02, il en va de même pour les sections plus petites autour des ouvertures. La section respective des surfaces intégrées est assignée comme section aux poutres résultantes.

Figure 02 - Paramétrage de la poutre résultante

Efforts internes

La vérification de la poutre résultante dans RF-CONCRETE Members passent par la conversion des efforts internes de surface en effort internes de barre. Ce n’est qu’après qu’il sera possible de véritablement évaluer les efforts internes des surfaces.

Figure 03 - Efforts internes

Calcul

La vérification de barre est réalisée comme d’habitude dans RF-CONCRETE Members. Les aires d’armature sont définies en fonction des efforts internes de barre dans la poutre résultante et doivent être ajustées si nécessaire pour créer des transitions convenables entre la barre principale et les ouvertures. Le calcul des nervures dans les ouvertures comme des barres en compression et en traction, fait que le diamètre des barres d’armature ou le taux d'armature peuvent différer.

Figure 04 - Optimisation des armatures. Partie supérieure: sans ajustements. Partie inférieure: Armatures longitudinales ajustées.

Considérations supplémentaires dans le cas de grandes ouvertures

En plus de l’armature déterminée dans RFEM, d’autres détails doivent être considérés pour l’armature des ouvertures. La longueur d’ancrage des armatures au-dessus et en dessous de l’ouverture doit être sélectionnée de sorte à ancrer suffisamment la bielle de béton pour une inclinaison de bielle de 45°. De plus il est nécessaire de fournir une armature de suspension aux deux extrémités de l’ouverture pour transférer les forces en tractions transversales résultantes. Ces dernières peuvent être calculées, par exemple, selon les livrets 566 ou 599 du DAfStb (Comité allemand du béton armé). Ces deux méthodes sont présentées dans [3].

Bibliographie

[1] Manuel RFEM Tiefenbach: Dlubal Software, Février 2016. Télécharger
[2] Manuel de RF-/CONCRETE Members. Tiefenbach: Dlubal Software, October 2017. Télécharger
[3] Hegger, J.; Mark, P.: Stahlbetonbau aktuell 2016. Berlin: Beuth, 2016

Mots-Clés

Ouverture Percée Poutre en retombée Poutre en béton

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