Dans RFEM 6, l’option Raidisseurs transversaux de barre peut être utilisée pour ajouter les raidisseurs requis le long de la longueur de barre. L’augmentation de la résistance au cisaillement du raidisseur peut être prise en compte dans le module complémentaire Vérification de l’acier.
Le paragraphe G2 de l’AISC « Barres en I et sections en U » [1] est organisée en trois clauses :
- G2.1 Résistance au cisaillement des âmes sans action du champ de traction
- G2.2 Résistance au cisaillement des panneaux d’âme internes avec a/h ≤ 3 en considérant l’action du champ de traction
- G2.3 Résistance au cisaillement des panneaux d’âme d’extrémité avec a/h ≤ 3 en considérant l’action du champ de traction
- G2.4 Raidisseurs transversaux
Qu’est-ce que l’action du champ de traction ?
L’action du champ de traction est un phénomène dans lequel l’âme de la poutre à âme pleine est calculée pour avoir une résistance post-flambement importante. À l’état post-flambement, l’âme est toujours capable de résister à la charge appliquée par traction.
Dans les versions précédentes de l’AISC, l’action du champ de traction ne peut être considérée que pour les panneaux d’âme intérieurs lorsque a/h ne dépasse pas 3,0, « a » est la distance libre entre les raidisseurs et « h » est la distance libre entre les semelles.
Dans l’édition 2022 de l’AISC, l’action du champ de traction peut également être considérée pour les panneaux d’âme d’extrémité. Les résultats récents des tests et de la simulation des éléments finis montrent que l’action du champ de traction peut se développer en formant des articulations plastiques dans les semelles et des raidisseurs d’appui (Commentaire de l’AISC) [1].
Exemple
Les exemples G.8A et G.8B des exemples de calcul de l’AISC 2022 [2] sont présentés pour comparer la résistance au cisaillement obtenue à partir du modèle RFEM. Cette poutre mesure 56 pi de long, 3 pi de large, avec des semelles de 1,5 po d’épaisseur x 16 po de large et une âme de 5/16 po d’épaisseur. La semelle en compression est contreventée en continu, ce qui suggère que la vérification du déversement peut être désactivée dans le logiciel.
Une poutre composée peut être créée à l’aide du type de section « Paramétrique – À parois minces » et du type de fabrication « Soudé ».
1) Vérifier si des raidisseurs transversaux sont requis selon la clause G2.4 de l’AISC
Les raidisseurs transversaux ne sont pas requis si l’une des conditions suivantes est remplie.
- h/tw est inférieur à 2,54 √ (E/Fy)
33,0 po/0,3125 po = 105,6 est supérieur à 2,54*√ (29 000 ksi/50 ksi) = 61,2
- La résistance au cisaillement requise est inférieure à la résistance disponible.
Comme indiqué dans la vérification GG6100, la résistance au cisaillement requise (210,0 kips) est supérieure à la résistance au cisaillement disponible (176,1 kips).
- Aucune des conditions ci-dessus n’étant remplies, des raidisseurs transversaux sont requis.
2) Déterminer l’espacement des raidisseurs
Pour un matériau de 50 ksi, les tableaux 3-17a, 3-17b et 3-17c du manuel AISC Steel Construction [3] aident à déterminer l’espacement requis entre les raidisseurs en fonction du rapport h/tw et de la contrainte requise. Une approche itérative d’essais et d’erreurs peut également être utilisée pour déterminer l’espacement.
Dans cet exemple, un espacement de 42 po est utilisé pour le panneau d’extrémité. La résistance au cisaillement requise à cet emplacement peut être facilement déterminée à l’aide de l'outil « Diagramme de résultats de la barre sélectionnée ». À l’extrémité du premier panneau, Vz = 183,7 kips dépasse la résistance disponible = 176,1 kips. Par conséquent, des raidisseurs supplémentaires sont ajoutés avec un espacement de 90. Un troisième panneau n’est pas nécessaire car V = 127,5 kips est inférieur à 176,1 kips.
3) Ajouter des « raidisseurs transversaux de barre » dans la section « Types pour les barres » dans RFEM
Plusieurs types de raidisseurs sont disponibles. Dans cet exemple, la « Platine d’about » est utilisée au début et à la fin de la barre. « Plat » est utilisé pour les raidisseurs intermédiaires. La position, le matériau et la taille sont définis pour chaque raidisseur.
L’option « Considérer le raidisseur » est disponible depuis que le module complémentaire Vérification de l’acier a été activé. Cette option peut être activée et désactivée pour considérer l’effet de chaque raidisseur individuel sur la vérification.
Pour la « Platine d’about », le raidisseur peut être considéré comme « Non rigide » ou « Rigide ». « Non rigide » est sélectionné lorsque l’action du champ de traction partielle selon la clause G2.3 est considérée pour le panneau d’extrémité. Lorsque « Rigide » est sélectionné, le panneau d’extrémité est calculé selon la clause G2.2 (comme panneau intérieur). Le raidisseur « rigide » est conçu dans RFEM comme un modèle avec un surplomb « masqué » à l’aide de deux raidisseurs proches.
Le ressort de gauchissement résultant est calculé automatiquement. Cependant, il n’est pas considéré dans l’analyse sans le module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 degrés de liberté).
Les raidisseurs transversaux n’ont aucun impact sur la rigidité lors du calcul avec 6 degrés de liberté.
4) Résistance au cisaillement dans le module complémentaire Vérification de l’acier
Comme indiqué dans la clause G2.2, la plus grande résistance nominale au cisaillement de la clause G2.1 (sans action du champ de traction) et de la clause G2.2 (considérant l’action du champ de traction) peut être utilisée. Les deux conditions sont vérifiées dans le module complémentaire Vérification de l’acier sous la Vérification GG6100.
Pour afficher la vérification du panneau d’extrémité selon la clause G2.3, sélectionnez l’onglet « Ratios de vérification par position ». Dans cet exemple, le ratio de vérification du panneau d’extrémité est inférieur à celui du panneau intérieur.
5) Exigences des raidisseurs transversaux selon la clause G2.4 [1] de l’AISC
En plus de fournir la résistance au cisaillement de la barre, la vérification GG6130 vérifie :
- Rapport largeur-épaisseur du raidisseur (AISC Éq. G2-16)
- Moment d’inertie du raidisseur (AISC Éq. G2-17)
L’option « Raidisseurs transversaux de barre » permet de prendre en compte les âmes raidies des poutres à âme pleine dans RFEM.
Base de connaissance