Selon l'ACI 318-19, 8.4.1.5 et 8.4.1.6, l'utilisation de poteaux et de bandes centrales est recommandée pour le calcul de dalles bidirectionnelles. Les bandes de poteaux ont une largeur de 0,25 lmin de chaque côté de l'axe du poteau. Une bande centrale est placée entre deux bandes de poteaux. De même, la norme CSA A23.3:19 spécifie que les largeurs des bandes de poteaux sont de 0,25 lmin, tandis que la bande centrale est la zone délimitée par deux bandes de poteaux.
Méthode RF-CONCRETE Surfaces
L'approche de calcul par défaut dans le module RF-CONCRETE Surface est la vérification bidirectionnelle des dalles. Le logiciel d'analyse aux éléments finis de base RFEM exécute une analyse par éléments finis complète afin de déterminer les efforts internes de base tels que mx et my pour tous les éléments de surface 2D du modèle. Les efforts internes de base définis par les axes locaux des surfaces (x, y et z) sont ensuite transformés en efforts internes principaux tels que m1 et m2 liés aux axes principaux 1 et 2. Vous trouverez plus d'informations sur cette transformation dans le manuel en ligne de RFEM 8.19 Surfaces - Efforts internes principaux.
RF-CONCRETE Surfaces calcule ensuite les moments de calcul finaux pour les faces supérieure et inférieure de la plaque orientées le long des directions d'armatures définies. Pour plus d'informations sur ce processus de calcul, reportez-vous au manuel en ligne de RF-CONCRETE Surfaces. Les moments de calcul finaux sont considérés à chaque point du maillage EF comme une bande de 1 pied (ou 1 m) de largeur dans la direction des armatures longitudinales. L'armature le long de cette bande est déterminée sur la base de ce moment de calcul et de considérations de la norme de calcul telles que les armatures minimales. Les unités pour les armatures indiquées sont [aire d'armature/largeur], exprimée en in²/ft (ou cm²/m). Les armatures requises à chaque point du maillage EF sont fournies graphiquement à l'aide de lignes de contour colorées.
Les ingénieurs peuvent avoir intérêt à considérer une largeur de calcul plus grande plutôt que la largeur par défaut de 1 pied (ou 1 m), comme l'autorise l'ACI 318-19 ou la CSA A23.3:19 pour une approche plus simplifiée.
Vérification des bandes avec des poutres résultantes dans RF-CONCRETE Members
Les poutres résultantes peuvent additionner tous les efforts internes d'un élément de dalle sur une longueur et une largeur choisies. Les poutres résultantes ne contribuent pas à la rigidité de la structure et n'influencent pas la distribution des charges. Elles peuvent plutôt être utilisées comme un outil d'évaluation des résultats. Consultez le chapitre 4.17 Barres du manuel de RFEM pour une explication détaillée de ce type de barre.
Une poutre résultante peut être dessinée directement sur l'élément de dalle. Le type de section et le matériau peuvent être n'importe quelle sélection arbitraire. Le type de barre doit être défini sur « Poutre résultante ». L'option « Dans le parallélépipède - général » doit ensuite être sélectionnée avec la largeur Y définie sur la largeur totale de la bande de calcul souhaitée et la hauteur Z définie pour englober l'épaisseur de la surface. La ou les surfaces sur lesquelles s'étend la bande de calcul doivent être répertoriées dans la section « Objets inclus ».
Regardez le webinaire 2 RFEM : Techniques de modélisation avancée à 38:14 pour voir un exemple similaire d'une poutre résultante appliquée sur un élément de dalle.
Les poutres résultantes peuvent également être calculées dans le module RF-CONCRETE Members comme un élément de poutre classique. Les armatures longitudinales seront fournies selon les normes ACI 318 ou CSA A23.3 en fonction du moment fléchissant moyen le long de la poutre.
Plusieurs poutres résultantes peuvent être créées dans les deux directions longitudinales et calculées dans le module RF-CONCRETE pour appliquer la méthode de vérification unidirectionnelle par bande pour les éléments de dalle. Voir la Surface 7 et la Barre 6 dans le modèle à télécharger à la fin de l'article pour cet exemple de poutre résultante.
Vérification des bandes avec des régions moyennes dans RF-CONCRETE Surfaces
L'alternative aux poutres résultantes consiste à appliquer des régions moyennes sur la largeur de bande de calcul spécifiée. Les régions moyennes calculent la moyenne des efforts internes sur la zone désignée d'un élément surfacique, qui peuvent ensuite être pris en compte pour le calcul dans RF-CONCRETE Surfaces. Pour en savoir plus sur les régions moyennes, consultez le manuel en ligne de RFEM 9.7.3 Région moyenne.
Les régions moyennes sont avantageuses pour les situations de singularité. Consultez les articles supplémentaires sur les « régions moyennes » dans la Base de connaissance. Elles peuvent également être considérées dans le module RF-CONCRETE Surfaces pour lisser les pics élevés d'efforts internes et de contraintes qui ne se produiraient pas dans des situations réelles en raison d'une meilleure distribution des charges qu'un logiciel de calcul aux éléments finis ne peut pas capturer par défaut. Consultez le webinaire Vérification du béton selon la CSA A23.3:19 dans RFEM (en anglais) à 56:10 pour voir un exemple de régions moyennes et de singularités pour la vérification du béton armé.
De plus, la surface 9 du modèle téléchargé applique l'utilisation de régions moyennes uniquement autour des intersections poteau-dalle afin d'éviter les exigences élevées en matière d'armatures de pointe. Les efforts internes sont calculés en moyenne dans toutes les directions sur une surface de 2 ft ⋅ 2 ft.
Les régions moyennes peuvent également être utilisées pour reproduire les bandes de calcul pour les considérations d'armatures. La Surface 8 est identique à la Surface 9 dans le modèle téléchargeable. Cependant, les bandes de calcul sont appliquées sur toute la largeur et la longueur de la dalle dans les directions X et Y plutôt qu'aux emplacements des singularités uniquement. La largeur de la bande de calcul serait définie par l'utilisateur et devrait probablement tenir compte des recommandations de l'ACI 318 et de la CSA A23.3.
Il est également extrêmement important d'accorder une attention particulière aux détails « Directions et efforts pour le calcul de la moyenne » dans la boîte de dialogue « Modifier la région moyenne ». Les bandes de vérification sont destinées aux vérifications unidirectionnelles. Par conséquent, les régions moyennes doivent uniquement considérer la moyenne des efforts internes dans la direction correspondante. Ceci peut être défini en alignant l'axe local de la région moyenne sur l'axe local perpendiculaire de la surface (par exemple, l'axe u de la région moyenne avec l'axe y de la surface). Ces paramètres dépendent de l'orientation des éléments dans le modèle utilisé. Les efforts internes correspondants sont calculés en moyenne sur la largeur de la bande de calcul.
L'affichage des efforts internes de base des surfaces, tels que les moments fléchissants sur l'axe x (mx), indique la différence significative entre les valeurs par défaut le long d'une coupe de section, y compris les efforts de pointe élevés (surface 9) et les valeurs de coupe de section moyennes sur une largeur moyenne de la région (surface 8).
La vérification des armatures dans RF-CONCRETE Surfaces peut prendre en compte les régions moyennes en sélectionnant cette option dans les paramètres « Détails » du module. La vérification considérera ensuite les régions moyennes implémentées sur la surface. Cela dit, bien que les régions moyennes affectent directement les efforts internes de base le long des axes x et y de la surface, ces valeurs ne sont pas utilisées pour le calcul final. On utilise plutôt les efforts internes de calcul finaux qui sont dérivés des moments fléchissants maximaux et minimaux qui ne sont pas nécessairement orientés le long des axes x et y. Il n'est pas possible d'éliminer la vérification bidirectionnelle dans le module. Les régions moyennes utilisées comme bandes de calcul fourniront une meilleure uniformité à la vérification des armatures, mais ne constituent pas une vérification unidirectionnelle stricte.
Conclusion
Par défaut, RF-CONCRETE Surfaces est un module de calcul de dalles d'armatures bidirectionnelles. Les armatures requises à partir de l'analyse seront fournies à la fois numériquement et graphiquement à chaque point de maillage aux éléments finis sur la base des efforts internes de calcul finaux calculés dans le module. Les poutres résultantes et le module additionnel RF-CONCRETE Members sont la meilleure façon d'utiliser la méthode des bandes pour le calcul unidirectionnel en béton armé sur une largeur définie par l'utilisateur. Vous pouvez également appliquer des régions moyennes dans le modèle RFEM et activer cette considération dans RF-CONCRETE Surfaces. Cette dernière option améliorera le calcul de la moyenne des efforts internes sur la largeur d'une bande de calcul, mais la vérification bidirectionnelle sera toujours considérée dans le processus de vérification des armatures.
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