Exemple 1 : Dalle de béton sur neuf pieux forés
Une dalle de béton de 10 x 10 mètres d'une épaisseur de 180 mm est portée par neuf pieux forés. Quatre (appui nodal 5) de ces pieux, dont le pieu central, reprennent 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 charges horizontales peuvent ainsi être reprises dans les directions correspondantes pour assurer la stabilité ou l'équilibre du système.
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 droits et inclinés, simples rigides, alors qu'ils sont modélisés sous forme de poutres assemblées et articulées aux extrémités dans le deuxième cas. La seule différence entre ces deux options réside uniquement dans la rigidité des poutres.
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 la ductilité du sol correspondant.
Pour entrer les constantes de ressort, consultez l'article suivant intitulé Fondations élastiques de barre 1: Translations et la FAQ intitulée Comment spécifier les fondations élastiques de barre ?
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 forces de traction 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.
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.
Exemple 2 : structure en 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 : Option 1, sans fondation élastique de barre; option 2, avec fondation élastique de barre.
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
Lors de la modélisation de structures sur pieux forés, les options avec et sans fondation élastique de barre fournissent des résultats différents. 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 contreventement horizontal n'est utilisé, vous devez recourir à une fondation élastique de barre.
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