Options de modélisation de pieux forés

Article technique

RFEM et RSTAB permettent de modéliser des pieux forés de différentes manières. La première consiste à afficher les pieux forés sous forme d'appuis monovalents ou de poteaux articulés. Il est également possible de modéliser les pieux en appliquant une fondation élastique de barre afin de prendre en compte le sol. Les deux exemples suivants décrivent cette opération en détail. La résistance de la base des pieux, la résistance au frottement et les couches du sol ne sont pas considérées dans cet article.

Premier exemple : dalle béton sur neuf pieux forés

Une dalle de béton de 10 x 10 mètres présentant une épaisseur de 180 mm est soutenue par neuf pieux forés. Quatre (appui nodal 5) de ces pieux, dont le pieu foré central, supportent uniquement des efforts dans la direction Z. Deux des pieux forés restants présentent chacun une inclinaison de 10° autour de l'axe X (appui nodal 6), deux autres présentent une inclinaison de 10° autour de l'axe Y (appui nodal 7) et un pieu foré présente une inclinaison 10° autour des axes X et Y (appui nodal 8). Les efforts horizontaux peuvent ainsi être absorbés dans les directions correspondantes et le système est stable.

Figure 01 - Plan au sol d'une dalle béton sur neuf pieux forés

Une charge surfacique de 4,5 kN/m² et deux charges linéaires de 1,0 kN/m s'exercent sur le système.

Dans le premier cas, les pieux forés sont affichés avec des appuis rigides monovalents droits et inclinés alors que les pieux forés sont modélisés sous forme de poutres à assemblage articulé dans le deuxième. La seule différence entre ces deux options réside uniquement dans la rigidité des poutres.

Figure 02 - Options de modélisation 1 et 2 sans fondation élastique de barre

La troisième possibilité de modélisation est similaire à la deuxième, mais une fondation élastique de barre est ajoutée dans les directions y et z de chaque barre afin de simuler l'élasticité du sol correspondant.

Figure 03 - Option 3 de modélisation avec fondation élastique de barre

L'article Fondations élastiques de barre 1 : translations de notre base de connaissance et l'article Comment définir une fondation élastique de barre dans RFEM ? de notre FAQ indiquent comment saisir les constantes.

Les résultats montrent les différences existant entre ces trois cas. Comme déjà évoqué précédemment, il n'existe pratiquement aucune différence entre les cas 1 et 2 en termes de forces d'appui. Les résultats sont donc similaires. Avec la charge indiquée, les efforts de tension et de compression s'exercent dans les pieux forés et la charge est répartie de manière relativement inégale alors que les valeurs sont par ailleurs élevées. Il est plus prudent de choisir ces deux manières de procéder en ce qui concerne la force maximale d'appui. La figure 04 montre toutes les forces d'appui correspondant aux cas 1 et 2 en mode de visibilité.

Figure 04 - Forces d'appui des options 1 et 2 en mode de visibilité

Il est recommandé de saisir une fondation élastique de barre afin de réduire les forces d'appui et de les répartir plus uniformément. Les forces de cisaillement et les moments de flexion résultants sont relativement faibles. Ainsi, seuls les efforts normaux et les forces d'appui réels sont pris en compte ici. La figure 05 montre toutes les forces d'appui du troisième cas en mode de visibilité.

Figure 05 - Forces d'appui de l'option 3 en mode de visibilité

Second exemple : structure acier sur trois pieux forés

Trois charges distinctes s'exercent dans les trois directions à l'extrémité du support sur une structure acier composée de deux poutres en acier de 3 m de long fixées rigidement l'une à l'autre et d'un support de 1 m de long. Trois pieux forés inclinés de 10° chacun autour des axes X et Y jouent le rôle d'appuis.

Deux options de modélisation sont considérées ici : le premier cas sans fondation élastique de barre et le second cas avec fondation élastique de barre.

Figure 06 - Vue isométrique de l'option 2

Lorsque le système structurel est considéré dans les plans XZ et YZ, on remarque rapidement que la structure est instable à cause des lignes efficaces des efforts des pieux forés qui se croisent en un même point.

Une fondation élastique de barre doit donc être appliquée ici.

Résumé

Des résultats différents sont obtenus lors de la modélisation de structures de pieux forés avec et sans fondation élastique de barre. L'option sans fondation élastique de barre peut être considérée comme défavorable en ce qui concerne les efforts normaux des pieux, tandis que l'option avec fondation élastique de barre est généralement plus économique. Si la structure n'est pas suffisamment maintenue et si aucun autre raidisseur horizontal n'est utilisé, vous devez recourir à une fondation élastique de barre.

Mots-Clés

pieu foré fondation élastique de barre poteau articulé raidisseur

Téléchargements

Liens

Contactez-nous

Contactez-nous

Des questions sur nos produits ? Besoin de conseils sur un projet ?
Contactez notre assistance technique gratuite par e-mail, via le chat Dlubal ou sur notre forum international. N'hésitez pas à consulter les nombreuses solutions et astuces de notre FAQ.

+33 1 78 42 91 61

info@dlubal.fr

RFEM Logiciel principal
RFEM 5.xx

Programme de base

Logiciel de calcul de structures aux éléments finis (MEF) pour les structures 2D et 3D composées de plaques, voiles, coques, barres (poutres), solides et éléments d'assemblage

Prix de la première licence
3 540,00 USD
RSTAB Logiciel principal
RSTAB 8.xx

Programme de base

Logiciel de calcul de structures filaires composées de charpentes, poutres et treillis. Il permet d'effectuer le calcul linéaire et non-linéaire et de déterminer les efforts internes, déformations et réactions d'appui

Prix de la première licence
2 550,00 USD