Les clauses 8.4.1.5 et 8.4.1.6 de l’ACI 318-19 recommandent d’utiliser des bandes de poteau et médianes pour la vérification des dalles bidirectionnelles. Les bandes de poteau incluent une largeur de 0,25lmin de chaque côté de l’axe central du poteau. Une bande médiane est placée entre deux bandes de poteau. De même, la CSA A23.3:19 spécifie également les largeurs des bandes de poteau à 0,25lmin tandis que la bande médiane est la surface délimitée par deux bandes de poteau.
Approche RF-CONCRETE Surfaces
L’approche de calcul par défaut dans le module additionnel RF-CONCRETE est celle des dalles bidirectionnelles. Le logiciel principal RFEM effectue une analyse complète par éléments finis pour déterminer les efforts internes de base tels que mx et my pour tous les éléments de surface 2D dans le 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. Pour en savoir plus, consultez le manuel de RFEM :
8.16 Surfaces - Efforts internes principaux
RF-CONCRETE Surfaces calcule en outre les moments de calcul finaux pour les faces supérieure et inférieure de la plaque orientée le long des directions d’armature définies. Voir le Manuel en ligne RF-CONCRETE Surfaces :
Les moments de calcul finaux sont considérés à chaque point de maillage EF comme une bande de 1 pied (ou 1 m) de largeur dans la direction des armatures longitudinales. Les armatures le long de cette bande sont déterminées sur la base de ce moment de calcul ainsi que des considérations de la norme, telles que les armatures minimales. Les unités pour les armatures prévues sont [surface d’armature / largeur], soit en po2 /pi (ou cm²/m). Les armatures requises à chaque point de maillage EF sont fournies sous forme de représentation graphique à l’aide des lignes de contour colorées.
Les ingénieurs peuvent avoir intérêt à considérer une largeur de calcul plus grande que la valeur par défaut d’1 pied (ou 1 m) telle que celle que l’ACI 318-19 ou la CSA A23.3:19 permettent pour une approche plus simplifiée.
Bandes de calcul avec poutres résultantes dans RF-CONCRETE Members
Les poutres résultantes permettent d’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 non plus. Elles sont utilisées comme un outil d’évaluation des résultats. Consultez le Manuel en ligne de RFEM :
Manuel en ligne RFEM 5 | 4 Modelldaten | 4.17 Stäbe
Une poutre résultante peut être dessinée directement sur l’élément de dalle. Le type de section et le matériau peuvent être une sélection arbitraire. Le type de barre doit être défini sur « poutre résultante ». L’option « Dans le cuboïde – général » doit être sélectionnée avec la largeur Y définie sur la largeur totale de la bande de calcul souhaitée et la hauteur Z définie de manière à englober l’épaisseur de la surface. La ou les surfaces que couvre la bande de calcul doivent être dans les « Objets inclus ».
Consultez ce webinaire :
Les poutres résultantes peuvent également être vérifiées dans le module additionnel RF-CONCRETE Members comme un élément de poutre typique.
Les armatures longitudinales seront fournies conformément aux normes ACI 318 ou CSA A23.3 sur la base du moment fléchissant moyen sur la longueur de la poutre.
Plusieurs poutres résultantes peuvent être créées dans les deux directions longitudinales et vérifiées dans le module additionnel RF-CONCRETE pour appliquer la méthode de bande de calcul unidirectionnel pour les éléments de dalle. Voir Surface 7 et Barre 6 dans le modèle téléchargeable à la fin de l’article pour cet exemple de poutre résultante.
Bandes de calcul avec régions moyennes dans RF-CONCRETE Surfaces
L’alternative aux poutres résultantes est d’appliquer des régions moyennes sur la largeur de bande de calcul spécifiée. Les régions moyennes font la moyenne des efforts internes sur la zone désignée sur un élément de surface qui peuvent en outre être considérées pour la vérification dans RF-CONCRETE Surfaces. Pour en savoir plus, consultez le manuel de RFEM :
Les régions moyennes sont avantageuses pour les situations de singularité. Pour en savoir plus, consultez les articles techniques consacrés aux régions moyennes :
Elles peuvent également être considérées dans le module RF-CONCRETE Surfaces pour lisser les pics élevés dans les efforts internes et les contraintes qui ne se produiraient pas dans des situations réelles en raison d’une meilleure distribution des charges qu’un logiciel MEF ne peut pas capturer par défaut. Pour en savoir plus, consultez le webinaire suivant :
De plus, la Surface 9 dans le modèle téléchargeable applique les régions moyennes uniquement autour des jonctions poteau-dalle pour éviter des exigences d’armatures élevées. Les efforts internes sont moyennées dans toutes les directions sur une zone de 2 pi ⋅ 2 pi.
Les régions moyennes peuvent aussi être utilisées pour reproduire des bandes de calcul pour des considérations d’armature. 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 deux directions X et Y plutôt qu’à des emplacements de singularité uniquement. La largeur de la bande de calcul serait définie par l’utilisateur et tiendrait probablement compte des recommandations de l’ACI 318 et de la CSA A23.3.
Il est également extrêmement important de prêter une attention particulière aux détails des « Directions et forces pour la région moyenne » dans la boîte de dialogue Modifier la région moyenne. Les bandes de calcul sont destinées à une vérification à sens unique. Par conséquent, les régions moyennes devraient seulement considérer la moyenne des efforts internes dans la direction correspondante. Cela peut être défini en alignant l’axe local de la région moyenne avec 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 dépendront de l’orientation des éléments dans le modèle utilisé. Les efforts internes pertinents seront moyennées sur la largeur de la bande de calcul.
L’affichage des efforts internes de base des surfaces telles que les moments fléchissants de l’axe x (mx) montre une différence significative pour les valeurs par défaut le long d'une coupe de section comprenant des forces de pic élevé (Surface 9) par rapport aux valeurs de coupe de section moyennées sur une largeur de région moyenne (Surface 8).
La vérification des armatures dans RF-CONCRETE Surfaces permet de considérer les régions moyennes en sélectionnant cette option sous les paramètres « Détails » dans le module. La vérification prendra alors en compte les régions moyennes mises en œuvre sur la surface. Cela étant dit, bien que les régions moyennes affecteront directement les efforts internes de base le long de l’axe x et y de la surface, ce ne sont pas les valeurs utilisées pour la vérification finale. Les efforts internes de calcul finaux dérivées des moments fléchissants maximums et minimums non nécessairement orientés le long de l'axe x et y sont utilisés. Il n'est pas possible d'éliminer la vérification bidirectionnelle dans le module. Les régions moyennes utilisées comme bandes de calcul offriront une meilleure uniformité à la vérification des armatures, mais ne sont pas strictement une vérification à sens unique.
Conclusion
RF-CONCRETE Surfaces est par défaut un module de vérification de dalle armée bidirectionnelles. L'armature requise de l'analyse sera fournie à la fois en sortie numérique et graphique à chaque point de maillage d'éléments finis basé sur les efforts internes de calcul finaux calculés dans le module. La façon optimale de considérer la méthode de bande de calcul pour une véritable vérification du béton armé unidirectionnelle sur une largeur définie par l’utilisateur est avec l’utilisation de poutres résultantes et le module additionnel RF-CONCRETE Members. L’alternative est d’appliquer des régions moyennes dans le modèle RFEM et de les activer dans RF-CONCRETE Surfaces. Cette dernière option améliorera 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.