Vérification à l'état limite ultime pour les structures en bois
Comme mentionné au début de cet article, les ratios les plus élevées des composants proviennent généralement du chargement le plus élevé. Dans la plupart des normes européennes et américaines, la résistance du bois dépend cependant de la durée de charge et du taux d’humidité du bois. Une combinaison de charge peut ainsi être déterminante, même si elle ne présente pas la sollicitation la plus élevée. Pour cette raison, il est important de trouver les combinaisons de charges déterminantes. Cette opération est illustrée par la Figure 01.
Ed = valeur de calcul de la contrainte
Rd = valeur de calcul de la résistance
t = durée de charge
g = charge permanente
s = charge de neige
w = charge de vent
Cas 1 :
Combinaison de charges déterminantes = g + s + w
Raison : La charge de g + s + w est la plus proche de la courbe Rd.
Cas 2 :
Combinaison de charges déterminantes = g
Raison : La charge de g est la plus proche de la courbe Rd.
Cas 3 :
Combinaison de charges déterminantes = g + s
Raison : La charge de g + s est la plus proche de la courbe Rd.
Cas 4 :
Combinaison de charges déterminantes = g + s
Raison : La charge de g + s dépasse la courbe Rd → Ed > Rd.
L'influence de la durée de charge est considérée dans [1] avec le coefficient de modification kmod. Dans [2] , cette situation est gérée avec le facteur CD (ASD) et le facteur λ (LRFD). La norme suisse [3] définit simplement l'influence de la durée de charge sur la résistance avec le facteur ηM et est donc identique pour toutes les actions; la Figure 01 n'est donc pas valide dans ce cas.
Vérification de l'état limite de service pour les structures en bois
Lorsque nous effectuons une vérification à l'état limite de service, les plus grandes déformations sont obtenues lorsque tous les ratios de flèche des actions les plus défavorables sont considérés. Selon [1], les déformations suivantes doivent être analysées, par exemple, pour les annexes allemande et autrichienne :
- déformation élastique initiale winst
à partir de la combinaison caractéristique - déformation finale wfin
composé de la déformation initiale caractéristique et avec la considération du fluage pour la combinaison quasi-permanente - déformation finale wfin,net
à partir de la déformation initiale quasi-permanente et avec la considération du fluage pour la combinaison quasi-permanente. Elle est également calculée avec la déformation initiale caractéristique pour les autres pays, mais elle est considérée comme « trop stricte » selon les annexes allemande et autrichienne.
Dans [2] , il n'est pas explicitement expliqué quels cas de charge doivent être utilisés pour déterminer les combinaisons de charges à l'ELS. Ici, on se réfère aux normes de construction généralement admises. Dans ce cas, l'IBC (International Building Code) [4] peut être utilisé pour déterminer la combinaison de charges déterminante (voir le Chapitre 1604.3). Seule la considération du fluage est expliquée dans [2]. Contrairement aux autres normes européennes, l'IBC considère les actions relatives aux déformations séparément. Les valeurs limites des déformations résultent uniquement de charges d'exploitation, de la neige ou du vent et de la somme du poids propre et de la charge d'exploitation dans le cas du fluage.
Selon [3] les états limites suivants, entre-autres, sont à examiner :
- situation de projet rare,
composée de la déformation initiale caractéristique et avec la considération du fluage pour la combinaison quasi-permanente - situation de projet fréquente,
composée de la déformation initiale fréquente et avec la considération du fluage pour la combinaison quasi-permanente - situation de projet quasi-permanente
composée de la déformation initiale quasi-permanente et avec la considération du fluage pour la combinaison quasi-permanente
Considérer la durée de chargement, le taux d'humidité du bois et le fluage dans RFEM et RSTAB
RFEM et RSTAB intègrent différentes normes pour la classification des cas de charge et des combinaisons, permettant ainsi de prendre en compte la durée de chargement, le taux d'humidité du bois et le fluage. « Bois » est ajouté à la norme correspondante.
Dans les propriétés de la norme, il est possible de définir les paramètres spécifiques, tels que le coefficient de fluage. Les paramètres nécessaires à la génération des combinaisons de charge sont ainsi définis.
La durée de chargement adéquate est définie lors de la création du cas de charge afin de considérer l'influence de la durée de chargement lors du calcul.
Cette durée est automatiquement appliquée dans les modules de calcul (RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC, RF-LAMINATE, etc.) et assignée aux combinaisons de charge individuelles.
La vérification à l'état limite ultime de chaque combinaison de charge est ainsi toujours effectué avec la durée de chargement la plus courte des cas de charge contenus.
Quant à l'état limite de service, les valeurs limites de la situation de projet associée sont assignées dans les données de base du module additionnel correspondant. Si les combinaisons sont générées manuellement, sans avoir recours aux combinaisons de charge automatiques, l'assignation doit également être effectuée manuellement.
Les valeurs limites peuvent être adaptées dans les paramètres de la norme ou de l'annexe nationale pour la situation de projet correspondante.
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