Général
Les modèles solides sont couramment utilisés en architecture. La position des poutres et poteaux les uns par rapport aux autres y est considérée à l'aide de la dilatation de la section. Pour l'analyse statique, des modèles linéiques simplifiés sont utilisés aux emplacements où les lignes centrales se croisent au niveau d'un nœud. RFEM et RSTAB permet également à l'utilisateur d'afficher le rendu de ce type de modèle simplifié. L'affichage souvent peu esthétique des intersections des différents composants peut cependant susciter des questions de la part du client. Les excentrements de barre sont souvent utilisés afin que l'apparence du modèle structural soit la plus proche possible de celle du modèle architectural. Cet article s'appuie sur trois modèles simples pour illustrer l'influence des excentrements de barre sur la détermination des efforts internes.
Modèle 1 sans excentrement de barre
La poutre et la colonne se rejoignent au nœud n° 2 et aucun excentrement de barre n'est utilisé.
Le rendu de ce modèle est visible sur la Figure 01, à gauche. La poutre s'étend uniquement jusqu'à la ligne centrale du poteau et le poteau s'étend également jusqu'à la ligne centrale de la poutre.
Une charge linéique de 50 kN/m et un effort normal de 50 kN sont appliqués à la poutre. Le poids propre des barres est négligé pour à des fins de simplification.
Comme le support de poteau est libre dans la direction X, le moment de flexion et l'effort de cisaillement de la poutre sont obtenus sur ce modèle comme pour une poutre à travée simple.
La Figure 02 montre les efforts internes My, Vz et N.
Modèle 2 avec excentrement de barre et décalage axial
La barre n° 10 est orientée vers le bord extérieur du poteau à l'aide d'un décalage axial de 150 mm. Cette prolongation de la poutre provoque cependant l'augmentation du chargement.
La Figure 03 montre le rendu de ce modèle, à gauche.
Une charge linéique de 50 kN/m et un effort normal de 50 kN sont appliqués à la poutre. Si le poids propre était pris en compte, il serait également augmenté.
Le décalage axial nécessite une prolongation de la barre. L'extrémité de barre libre est connectée de manière rigide au nœud n° 14.
L'effort tranchant de 107,64 kN agissant au niveau du bord provoque un moment fléchissant négatif :
My = 107,64 kN ⋅ -0,15 m = -16,15 kNm
L'augmentation de la charge verticale s'élève à 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,50 kN.
La Figure 04 montre les efforts internes My, Vz et N.
Modèle 3 avec excentrement de barre, décalage axial et décalage transversal
La barre n° 13 est orientée vers le bord extérieur du poteau à l'aide d'un décalage axial de 150 mm. De plus, la poutre est positionnée avec son bord inférieur sur le bord supérieur du poteau avec un décalage transversal relatif.
La Figure 05 montre le modèle rendu à gauche.
Une charge linéique de 50 kN/m et un effort normal de 50 kN sont appliqués à la poutre. Si le poids propre était pris en compte, il serait également augmenté.
Le décalage axial nécessite une prolongation de la barre. L'extrémité de barre libre est connectée de manière rigide au nœud n° 18)
L'effort tranchant de 107,64 kN agissant au niveau du bord provoque un moment fléchissant négatif :
My = 107,64 kN ⋅ -0,15m = -16,15 kNm
L'augmentation de la charge verticale s'élève à 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,5 kN.
Le décalage vertical vertical de 150 mm entraîne un moment constant supplémentaire dû à l'effort normal agissant de 50 kN:
My = 50 kN ⋅ -0,15 m = -7,50 kNm
Le moment de coin négatif dû à l'utilisation de l'excentrement de barre est augmenté de:
My = -16,15 kNm + (-7,50 kNm) = -23,65 kNm
La Figure 06 montre les efforts internes My , Vz et N.
Résumé
Des excentrements de barre correctement utilisés peuvent mener à un système structural plus précis. Ces exemples simples illustrent que les excentrements provoquent également des modifications des efforts internes et que, dans le cas de systèmes complexes, il peut être difficile de déterminer l'application des excentrements de barre.
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