Gérer les singularités lors de la détermination de la charge dans RF-PUNCH Pro

Détermination de la charge de poinçonnement aux coins et extrémités des murs

Contrairement aux poteaux individuels (ou aux appuis nodaux), la charge de poinçonnement aux extrémités des murs et aux coins ne peut pas être directement déduite de la force normale du poteau (ou de l'effort de l'appui). Dans RF-PUNCH Pro, la distribution de l'effort tranchant v_max,b dans la dalle connectée est analysée, et la charge de poinçonnement est déterminée à partir de l'effort tranchant dans la coupe critique circulaire.

Un article technique distinct a déjà traité ce sujet et décrit les options disponibles dans la fenêtre « 1.5 Nœuds de poinçonnement » ainsi que la procédure générale pour déterminer la charge.

• KB | Article technique | Détermination de la charge de poinçonnement sur les extrémités et les angles de voiles ainsi que de murs maçonnés avec RF-PUNCH Pro

Efforts internes surfaciques dans RFEM

En principe, il convient d'abord de noter que la charge de poinçonnement V_Ed n’est pas déterminée à partir de l’effort d’un appui linéique ou d’une effort normal ou membranaire d’un voile, mais que les efforts tranchants dans la dalle soumise à l’étude de poinçonnement sont évalués.

1 Distribution de l’effort interne principal v_max,b dans une dalle

L’effort interne principal v_max,b issu de RFEM est utilisé, et disponible dans les résultats des cas de charge, des combinaisons de charges ou des combinaisons de résultats. La définition de v_max,b est décrite dans [1], clause 8.16. Il en résulte :

Alternativement, ce chapitre peut également être lu dans le manuel en ligne de RFEM 5.

• Manuel en ligne RFEM 5

Influence des singularités

Si un point de poinçonnement à vérifier présente un point de singularité ou une valeur de pointe dans la distribution de l’effort tranchant, cela a également une influence sur la charge de poinçonnement V_Ed déterminée dans le périmètre critique.

Dans l’exemple suivant, le poinçonnement dans une dalle de sol à l’extrémité d’un voile doit être étudié. RF-PUNCH Pro relève l’effort interne principal v_max,b présent dans la dalle de sol. Voir la figure 2 ci-dessous.

2 Distribution des efforts internes principaux aux extrémités du radier

Le problème est ici que le maillage EF a été généré de manière trop grossière et que le périmètre critique traverse les valeurs de pointe de l’effort tranchant v_max,b.

3 Distribution de l’effort tranchant dans le périmètre critique avec un maillage EF insuffisant

Le module reconnaît le maillage EF insuffisant et émet l’avertissement n° 56 dans la fenêtre 2.1 en conséquence.

4 Fenêtre 2.1 de RF-PUNCH Pro et message n°56 56

Un raffinement optionnel du maillage EF affine le maillage trop grossier autour du point de poinçonnement, ce qui permet de corriger le message n° 56. Cependant, le raffinement du maillage EF peut entraîner une augmentation de la valeur de pointe de l’effort tranchant dans le périmètre critique, ainsi la valeur déterminée de la charge de poinçonnement V_Ed peut en fin de compte être négativement affectée et augmentée.

Si la valeur de pointe de l’effort tranchant dans le périmètre critique est négativement affectée par l’approche d’un raffinement du maillage EF, il est souvent conseillé de vérifier le modèle entré en ce qui concerne sa modélisation. Dans [2], diverses « sources d’erreur » sont abordées, qui influencent de manière significative la distribution des grandeurs de coupe dans la surface et par conséquent la charge de poinçonnement V_Ed déterminée dans RF-PUNCH Pro.

Optimisation de la géométrie du modèle

Dans cet exemple, la distribution des efforts tranchants dans la dalle et en fin de compte dans le périmètre critique peut être atteinte par une représentation plus réaliste de la dalle de sol. En effet, les lignes de bord de la dalle de sol ont été placées dans une première variante du modèle sur les axes du système des murs montants. Dans une autre variante, le bord de la dalle de sol n’a pas été posé sur les axes du système des murs mais a été saisi conformément au bord « réel » de la dalle de sol. Par conséquent, la distribution des efforts tranchants dans la coupe critique peut être significativement influencée.

La figure 5 ci-dessous montre clairement la comparaison entre les deux variantes mentionnées.

5 Comparaison de l’effort tranchant dans le périmètre critique selon le type de modélisation

Cela a également, par rapport à la première variante, l’avantage que la distance plus réaliste au bord extérieur de la dalle de sol est automatiquement reconnue dans RF-PUNCH Pro, et ainsi la longueur du périmètre critique est calculée plus avantageusement.

Optimisation du modèle concernant le support

Une autre méthode pour influencer favorablement la distribution des efforts tranchants dans la dalle de sol étudiée est l'analyse plus différenciée du lit d'appui surfacique utilisé.

En général, dans RFEM, une constante de ressort est appliquée sur toute la dalle de sol comme appui élastique. Cependant, RFEM offre, en plus de la constante de ressort, d'autres options pour représenter plus avantageusement l'appui surfacique.

Une possibilité est, par exemple, l’approche des ressorts de bord et/ou d’angle, qui peuvent influencer avantageusement la distribution des efforts tranchants dans la dalle de sol. Un autre article technique traite des théories derrière la méthode du module de lit modifié.

• KB | Comparaison de différents modèles de sol avec RFEM

Dans le graphique suivant, la comparaison des efforts tranchants dans la coupe avec (en bas) et sans (en haut) ressorts de bord montés sur le modèle avec décalage de bord est visible.

6 Comparaison de modèles sans (haut) et avec (bas) ressorts sur les bords du radier

À ce propos, il convient de mentionner le module additionnel RF-SOILIN, avec lequel, comme alternative au modèle avec des ressorts de bord, une approche plus réaliste de la fondation est possible, ce qui peut également avoir un effet positif sur la distribution des efforts tranchants dans le périmètre critique.

• Module additionnel RF-SOILIN dans RFEM 5

Réglages dans RF-PUNCH Pro

Par défaut, la charge de poinçonnement dans RF-PUNCH Pro est déterminée à partir de la « distribution non lissée des efforts tranchants dans le périmètre critique ». Avec les optimisations mentionnées précédemment, cette option devrait généralement également être maintenue dans la fenêtre 1.5 du module. Cependant, si un pic de l’effort tranchant dans la coupe critique est toujours déterminé malgré les optimisations mentionnées, l’utilisateur a également l’option de « l’effort tranchant lissé dans le périmètre critique ».

7 1.6 Paramètres de calcul

Lors de l’utilisation de l’effort tranchant moyen dans le périmètre critique, l’influence du facteur d’augmentation de charge ß doit également être prise en compte, qui peut être déterminé, par exemple, à l’aide du modèle de secteurs. Un autre article technique est également disponible sur ce sujet.

Résumé

En résumé, on peut dire que, en cas d’utilisations élevées lors de la vérification du poinçonnement aux extrémités des murs ou aux coins, l’utilisateur doit toujours contrôler la taille de la charge de poinçonnement appliquée.

Dans ce contexte, il convient également de toujours prendre en compte le parcours des efforts tranchants dans la coupe critique et de vérifier si des ajustements ou des optimisations dans le modèle peuvent éventuellement entraîner un parcours plus favorable de l'effort tranchant v_max,b dans la dalle.

Cependant, les optimisations mentionnées concernant la modélisation et le support ne peuvent pas être considérées comme une directive générale d'action, mais doivent toujours être évaluées par l'utilisateur au cas par cas en fonction de la situation et être mises en œuvre sous une forme modifiée, spécifique au modèle selon les besoins.