Régions B, régions D, limites de l'analogie des fermes
La conception et l'évaluation des éléments en béton sont normalement effectuées au niveau de la section (élément 1D) ou du point (élément 2D). Cette procédure est décrite dans toutes les normes de conception structurale, par exemple EN 1992-1-1, et elle est utilisée dans le travail quotidien des ingénieurs en structure.
Cependant, de temps en temps on ne respecte ou sait pas que la procédure n'est acceptable que dans les zones où l'hypothèse de Navier-Bernoulli de la distribution des déformations au plan s'applique (ce qu'on appelle les régions B). Les zones où cette hypothèse ne s'applique pas sont appelés régions de discontinuité (régions D). Il s'agit, par exemple, des surfaces portantes, des parties où s'appliquent des charges concentrées, des endroits où se produit un changement brusque de la section transversale, des ouvertures, etc. Lors de la conception des structures en béton, nous rencontrons beaucoup d'autres régions D telles que voiles, diaphragmes de ponts, consoles, etc.
Malgré l'évolution des outils de calcul au cours des dernières décennies, la méthode de l'analogie des fermes est toujours souvent utilisée dans les calculs manuels. Son application à des structures réelles prend beaucoup de temps car plusieurs itérations sont nécessaires et plusieurs cas de charge doivent être pris en compte. En outre, cette méthode n'est pas adaptée à la vérification des critères de service (déformations, ouverture des fissures, etc.).
L'intérêt des ingénieurs en structure pour un outil fiable et rapide de conception des régions D a mené à la décision de développer une toute nouvelle méthode permettant la conception et évaluation automatiques des éléments structuraux en béton soumis à des charges au plan. Tout cela dans une application conviviale.
En étroite collaboration avec l'université ETH Zurich, nous avons créé et testé de manière approfondie une méthode appelée Méthode des champs de contrainte compatibles (CSFM) pour la conception des régions de discontinuité et nous l'avons mise en œuvre dans l'application IDEA StatiCa Concrete. La méthode est basée sur l'analyse d'éléments finis et n'utilise que les paramètres de base de matériaux employés dans la conception standard en béton. CSFM surmonte les limites des outils de conception classiques tout en conservant les avantages des champs de contrainte et analogies des fermes.
Lisez plus sur la comparaison entre l'analogie des fermes et la méthode CSFM.
Regardez le professeur Kaufmann de l'ETH Zurich expliquer le CSFM
CSFM a été testée pendant des années
Afin de faciliter l'adoption de CSFM par la communauté conservatrice des ingénieurs en structure, la méthode a été testée en profondeur pendant plusieurs années. La coopération avec l'ETH Zurich a joué un rôle clé à cet égard. Des centaines de tests analytiques ont été effectués pour vérifier l'exactitude de toutes les vérifications ELU et ELS requises par beaucoup de normes.
Les résultats de ces tests ont été comparés avec un large éventail de solutions analytiques, normes de conception et résultats expérimentaux, et montrent une bonne conformité avec tous ces éléments. Les résultats pour la charge ultime (résistance) correspondent très bien et sont légèrement plus sûrs. Les résultats pour la déformation sont également bons et l'erreur est principalement du côté de la sécurité.
Tous les principaux tests et exemples de vérification ont été publiés dans le nouveau livre de vérification CSFM. Vous pouvez l'acheter en ligne sur Payhip.com.
Outre la coopération avec l'ETH Zurich, de nombreux tests de vérification et de validation sont effectués en partenariat avec l'Université de technologie de Brno.
Base théorique pour expliquer les hypothèses
Pour mieux comprendre les principes et les hypothèses de CSFM, ainsi que ses limites, il est certainement utile d'étudier la base théorique pour les applications concrètes. Cela transmet les idées principales du livre de vérification d'une manière plus condensée.
Vous découvrirez par vous-même comment la méthode traite la conception de ferraillage ou comment elle met en œuvre l'approche des éléments finis. Dans la Base théorique, vous trouverez toutes les vérifications importantes de l'élément structural en ce qui concerne l'analyse de l'état limite ultime et de l'état limite de service. Ainsi, si vous souhaitez comprendre comment CSFM traite l'ouverture des fissures, vérifications de flèche ou le format du coefficient de sécurité, la base théorique est le bon point de départ.
Articles de vérification montrent un excellent alignement
Les deux équipes universitaires en coopération avec les experts de IDEA StatiCa ont élaboré et publié plusieurs documents et articles scientifiques avec les résultats de leurs expériences et tests. Leurs résultats ont été présentés lors de divers événements internationaux.
Vous pouvez consulter des exemples de vérification et articles de recherche dans notre Centre d'assistance pour le voir par vous-même.
IDEA StatiCa pour tous les ingénieurs qui travaillent avec le béton
Les résultats d'une validation approfondie de CSFM prouvent que la méthode est sûre, précise et fiable. Les résultats des tests correspondent parfaitement aux modèles théoriques. CSFM permet aux ingénieurs en structure de concevoir et vérifier chaque structure en béton qui peut être modélisée comme un élément bidimensionnel de manière plus fiable et plus efficace qu'en utilisant d'autres méthodes de conception.
Les vérifications, hypothèses de conception et articles sont publiés et mis à la disposition de la communauté des ingénieurs. Nous vous encourageons à consulter toute notre documentation de validation et de vérification, à poser des questions à nos clients et, enfin, à essayer le logiciel par vous-même.
En outre, nous aimerions lancer un défi à tous nos utilisateurs : mettez notre logiciel à l'épreuve, comparez nos résultats avec vos calculs manuels ou d'autres analyses logicielles et partagez avec nous vos comparaisons, résultats et conclusions. IDEA StatiCa rendra vos processus de conception plus rapides et plus précis, tout en gardant la sécurité au premier plan !
