La vérification d’un assemblage de plaque d’assise selon l’AISC 360 [1] et l’ACI 318 [2] peut être effectuée avec le module complémentaire Assemblage en acier. L’article de la base de connaissance précédent, indiqué ci-dessous, présente le flux de travail de modélisation, une liste des vérifications applicables et un exemple de calcul d’un assemblage de plaque d’assise soumis à de la « compression et un moment ».
Dans cet article, une vérification d’assemblage de plaque d’assise soumis à de la traction et du cisaillement est présentée. L’exemple 4.7-7 de l’AISC Design Guide 1 [3] est utilisé pour vérifier les résultats du modèle RFEM.
Transfert de cisaillement
Pour un assemblage de plaque d’assise exposée, comment la charge de cisaillement est-elle transférée du poteau vers le béton ? Selon l’AISC Design Guide 1 [3], il existe trois façons de transférer le cisaillement du poteau et/ou du gousset vers le béton :
1) Par friction lorsque de la compression est présente, comme le montre l’exemple 4.7-8 du DG 1.
- La charge de compression génère une friction entre la plaque d’assise et la surface du mortier/béton qui peut être utilisée pour transférer le cisaillement dans le béton. Cette compression est considérée comme une force de serrage qui génère une résistance au cisaillement dans la direction perpendiculaire. La résistance au cisaillement due à la friction peut être calculée conformément à l’équation 4-30 de l’AISC DG 1.
- Dans RFEM, le bloc béton est représenté par un appui surfacique visible dans le sous-modèle. Activer l’option « Considérer la friction » active la friction au sein de l’appui surfacique, lui permettant de transférer une partie de l’effort tranchant (Image 1). L’effort tranchant restant est repris par les tiges d’ancrage ou les bêches de cisaillement. Une vérification pour limiter la résistance de calcul au cisaillement selon l’équation 4-30 n’est pas effectuée dans RFEM.
2) À l’aide de bêches de cisaillement, comme le montrent les exemples 4.7-4 et 4.7-5 du DG 1.
3) Par le cisaillement dans les tiges d’ancrage. Les méthodes de construction suivantes sont disponibles :
- Tiges d’ancrage seules avec des trous surdimensionnés (répartition inégale du cisaillement).
- Des rondelles plates avec des trous standards sont soudées sur le dessus de la plaque d’assise pour assurer un transfert de cisaillement égal, comme le montre l’exemple 4.7-6 du DG 1. Cette configuration permet une flexion significative des tiges d’ancrage, qui n’est actuellement pas considérée dans RFEM. De futures mises à jour incluront des vérifications pour la flexion des tiges d’ancrage.
- Une plaque de réglage avec des trous standards soudée sur chantier sous la plaque d’assise pour une répartition égale du cisaillement vers toutes les tiges d’ancrage. Une plaque de réglage empêche la flexion des tiges d’ancrage, ce qui est la condition supposée dans RFEM.
Exemple
L’exemple 4.7-7 de l’AISC Design Guide 1 est utilisé pour valider les résultats du modèle RFEM. Un assemblage de plaque d’assise pour un poteau W21x83 soumis à de la traction et du cisaillement est vérifié dans cet exemple. Le poteau est fixé à une fondation en béton avec une résistance en compression spécifiée, ƒ'c = 5 000 psi. Les dimensions réelles du béton ne sont pas données et on suppose que la plaque d’assise n’est pas située près d’un bord de béton. Pour refléter cela, un grand bloc béton mesurant 175 po × 175 po × 100 po est modélisé.
Le transfert de cisaillement dans l’exemple est supposé se produire via une plaque de réglage soudée (non modélisée), ce qui empêche la flexion des tiges d’ancrage. La barre de contreventement et l’assemblage sont inclus dans le modèle pour mieux représenter le comportement réaliste de l’assemblage. La plaque d’assise a une épaisseur de 1,75 po avec une épaisseur de mortier supposée de 1,0 po. La longueur d’ancrage effective, hef, est égale à 24,0 po. Les charges et les propriétés des matériaux sont présentées dans l’Image 3.
Résultats
Après avoir lancé le calcul de l’Assemblage en acier, le résultat pour chaque nœud est présenté dans l’onglet Rapports de vérification par nœud. Ensuite, sélectionnez l’Ancre 1,2 pour afficher les détails de la vérification (Image 4).
Les détails de la vérification fournissent toutes les formules et références aux normes AISC 360 et ACI 318 (Image 5).
Les résultats de l’AISC et de l’Assemblage en acier sont résumés ci-dessous, y compris les raisons des écarts.
Ancres
Plaque d’assise
Dans cet exemple, la vérification de l’épaisseur de la plaque d’assise est régie par la traction dans les tiges d’ancrage. Selon les calculs de l’AISC, la résistance en flexion disponible (207 kip-po) est bien supérieure à la résistance en flexion requise (51,9 kip-po). Cela suggère que l’épaisseur de la plaque d’assise de 1,75 po peut être réduite.
Dans l’Assemblage en acier, la vérification de la plaque est effectuée à l’aide d’une analyse plastique en comparant la déformation plastique réelle à la limite admissible de 5 % spécifiée dans la Configuration de résistance. La plaque d’assise de 1,75 po d’épaisseur présente une déformation plastique équivalente de 0,00 %, ce qui indique qu’une plaque plus mince peut être utilisée. Cependant, réduire l’épaisseur de la plaque peut augmenter les efforts de traction dans les ancres.
Conclusion
Dans le module complémentaire Assemblage en acier, le transfert de cisaillement par les tiges d’ancrage est supposé être réparti uniformément grâce à l’utilisation d’une plaque de réglage, ce qui élimine la flexion des tiges d’ancrage. Bien que la flexion des tiges d’ancrage ne soit pas actuellement considérée, elle est prévue pour une version future.
Cet article confirme que les résultats du module complémentaire Assemblage en acier sont cohérents avec ceux de l’exemple de l’AISC Design Guide 1, validant la précision du modèle RFEM pour la vérification d’un assemblage de plaque d’assise sous traction et cisaillement.
