Connexion à l'intégration de détail : Plaque noyée avec ancrages mixtes (EN)

Veuillez noter que cette conception réelle utilise une géométrie optimisée qui peut déclencher des avertissements de détaillage EN standard. Nous conservons les paramètres d'origine pour des raisons d'authenticité. Voir la figure ci-dessous.

Si vous souhaitez ignorer la conception de la connexion et passer directement à l'analyse Détail 3D, téléchargez le.

1 Nouveau projet

Lancez IDEA StatiCa Connection. Tout commence dans l'onglet Acier. 

Ajustez les paramètres par défaut pour les Matériaux, puis cliquez sur Créer une conception vierge.

2 Conception

Après avoir créé une conception vierge, modifiez la section transversale d'un élément en UB 610 x 305 x 238.

Ajoutez maintenant une autre opération de fabrication et sélectionnez la Platine d'assise.

Continuez avec l'opération suivante et choisissez une Grille de fixation ou Contact pour produire des goujons à tête.

Ajoutez une autre Grille de fixation ou Contact pour produire des ancrages de renforcement.

Modifiez la rotation du renforcement dans l'opération GRD2 en sélectionnant Éditeur.

Ajoutez une platine de raidissement.

Soudez la platine de raidissement à la platine d'assise à l'aide de l'opération Soudure générale ou contact.

Ajoutez l'opération Coupe d'élément.

Ajoutez la dernière opération dans la connexion, Grille de fixation ou Contact.

Modifions le paramètre Forces dans pour définir la position de l'articulation.

Saisissez les forces internes pour l'ancrage.

• Remarque : Nous utiliserons uniquement le chargement en cisaillement pour cette conception de poutre. Pour simplifier le tutoriel, la force de traction de la combinaison accidentelle ELU, qui avait été prise en compte dans le projet réel, a été exclue.

3 Vérification

Passez à l'onglet Vérification -> Calculer. La vérification de code prouve le mode de rupture sur les ancrages. Par défaut, le bloc de béton est supposé fissuré.

Explorons les résultats. Sélectionnez Contrainte équivalente, Force dans les boulons, Maillage, Déformé et Ancrages. En général, le tableau indique quelsancrages sont approuvés et lesquels ne le sont pas.

Maintenant, examinons les détails des ancrages défaillants pour identifier quelles vérifications de code sont satisfaisantes et lesquelles ne le sont pas.

Raison de l'échec de la vérification des ancrages : 

• Conformément à EN 1992-4, Cl. 1.2(4), la conception de groupes d'ancrages contenant différents types d'ancrages est hors du champ d'application de la norme. Par conséquent, la vérification de code échoue par défaut. Pour vérifier correctement cette configuration, une analyse détaillée à l'aide du module Détail 3D est requise.
• Cette limitation peut être facilement résolue dans Détail 3D, alimenté par la méthode CSFM, qui remplace l'évaluation analytique simplifiée dans Connection par une analyse rigoureuse des contraintes-déformations en 3D.

Armature complémentaire (EN 1992-4 – 7.2.1.9 ; 7.2.2.6) :

• La vérification de code analytique échoue pour le cône de béton, nécessitant une armature complémentaire pour transférer les charges totales de traction (356,3 kN) et de cisaillement (400,0 kN). Cela est critique en raison de la configuration d'ancrage « mixte ».
• Cette limitation peut être facilement résolue dans Détail 3D pour confirmer l'efficacité de l'armature. En cas de vérification manuelle, supposez une capacité nulle du béton et assurez-vous que la section d'armature couvre les forces totales rapportées.

Profondeur d'encastrement (EN 1992-1-1 – Équation 8.6)

• L'avertissement concernant la profondeur d'encastrement insuffisante apparaît parce que ce tutoriel représente un exemple réel avec un mur mince et des ancrages peu profonds. L'intégrité structurelle de la conception est prouvée plus loin dans l'application Détail.

4 Export

Prérequis pour l'export : 

• Le modèle doit être calculé et les résultats inclus.

Accédez à l'onglet Vérification -> Vérification BA -> Enregistrer.

L'export est autorisé uniquement pour la topologie d'ancrage. L'export permet le transfert de :

• Le bloc de béton
• Les ancrages
• La platine d'assise
• Les charges

Informations supplémentaires et paramètres définis selon les réglages correspondants dans Connection :

• Transfert de cisaillement (par les ancrages, les goujons de cisaillement et le frottement) 
• Matériau
• Type d'ancrage : Posé après (Adhésif) / Noyé en place
• Type d'ancrage à l'extrémité : Rondelle / Droit / Crochet / Goujon à tête
• Coefficient de frottement

5 Conception

Cette section vous permettra de modifier les éléments, les appuis, les charges et combinaisons, et d'ajouter un assemblage d'armatures.

Appui

Dans cet exemple, la connexion est ancrée à un mur continu sur tous les côtés. Pour de tels sous-modèles, nous utilisons des appuis rigides avec une armature continue. Cette configuration simule la continuité du mur, permettant le transfert de traction malgré les paramètres de compression uniquement, sans nécessiter de définitions de rigidité complexes.

 Appliquons les appuis au modèle :

Dispositifs de transfert

Les ancrages sont importés depuis IDEA StatiCa Connection. Étant donné que la conception utilise deux types d'ancrages différents, nous allons séparer le transfert de charge pour garantir un comportement sûr et prévisible. Cette approche est conforme à la pratique d'ingénierie standard au Royaume-Uni pour résoudre la limitation de l'EN 1992-4 (Cl. 1.2(4)), qui exclut les groupes d'ancrages mixtes du champ d'application de la norme. En attribuant le cisaillement et la traction à des groupes d'ancrages spécifiques, nous créons un chemin de charge vérifié conforme aux exigences de sécurité.

Ancrages SF1 – SF6 : Activez Actif pour le transfert de cisaillement et désactivez Actif pour le transfert des forces axiales.

Ancrages de renforcement SF7 – SF10 : Faites l'inverse – désactivez Actif pour le transfert de cisaillement et activez Actif pour le transfert des forces axiales

Si vous conceviez une semelle de fondation depuis le début dans l'application Détail, les deux options seraient activées par défaut. Lors du transfert de cisaillement, vous devez déterminer quels ancrages résisteront à la force et les sélectionner en conséquence. Cela est conforme aux exigences EN, qui spécifient que le cisaillement ne doit être attribué qu'aux ancrages efficaces pour la vérification de la rupture sur le bord du béton.

Armatures

Augmentons la hauteur et la largeur du bloc de béton. Cela offre une vue plus claire du modèle et nous permet d'observer le profil de contraintes complet le long des armatures.

Définissez l'enrobage du béton à 30 mm ; cela servira de valeur par défaut pour l'armature. De plus, définissez le type d'ancrage par défaut pour les barres longitudinales et les étriers.

Avant de définir l'armature, désactivez le bouton Armatures. Cela garantit que seul le groupe de barres spécifique que vous sélectionnez actuellement est visible, gardant la vue propre et dégagée.

Ensuite, insérez un nouveau Groupe de barres 3D (ou copiez celui existant) pour créer l'armature horizontale longitudinale continue (armature principale sur les deux surfaces).

Dupliquez l'opération pour ajouter l'armature verticale continue sur les deux surfaces et ajustez les paramètres comme indiqué ci-dessous.

Selon les calculs structurels, aucune armature de cisaillement supplémentaire n'est requise en dehors du périmètre de cisaillement. Par conséquent, les étapes suivantes se concentrent uniquement sur la création de l'armature de cisaillement dans le périmètre de cisaillement sur la base de la conception originale.

Ajoutez un autre élément en sélectionnant à nouveau Assemblage d'armatures > Groupe de barres 3D, et modifiez les propriétés.

Dupliquez l'opération GB3D3 et mettez à jour les options ci-dessous pour définir l'armature de cisaillement.

Continuez en copiant l'opération GB3D4 et en modifiant les paramètres.

Maintenant, copiez l'opération GB3D5 et modifiez ses paramètres pour répondre aux exigences du périmètre de cisaillement.

Réutilisez l'opération GB3D3 en la copiant et en ajustant les valeurs.

Copiez l'opération GB3D7 et modifiez les options.

Créez une autre copie de l'opération GB3D5 et appliquez les modifications ci-dessous.

Enfin, copiez l'opération GB3D9 et mettez à jour les options d'armature finales.

Maintenant, définissons l'armature de cisaillement constructive. Bien qu'elle ne soit pas requise par le calcul structurel — étant donné que le béton seul satisfait la vérification de la capacité au cisaillement dans ce cas spécifique — nous devons tout de même respecter les règles de détaillage standard. De plus, IDEA StatiCa Detail exige que le modèle reflète fidèlement la disposition réelle des armatures.

• Remarque : D'un point de vue computationnel, la définition de cette armature dans l'application Détail est essentielle. Comme indiqué dans les bases théoriques de la méthode CSFM, et également mentionné dans le livre de Kaufmann sur le CSFM.

Créez une autre copie de l'opération GB3D11 et appliquez les modifications ci-dessous.

Copiez l'opération GB3D12 et modifiez les options.

Enfin, copiez l'opération GB3D13 et mettez à jour les options d'armature finales.

Charges et combinaisons

Les combinaisons sont reprises depuis IDEA StatiCa Connection. Toutes les conséquences de l'import sont mentionnées
dans cet article.

Ajoutons le Poids propre :

Créez une combinaison avec le poids propre, et ajoutez le coefficient pour le poids propre = 1,35 conformément à la norme 
EN 1991-1-1

6 Vérification

Avant de lancer l'analyse, nous recommandons vivement de modifier le multiplicateur de maillage à 2 ou 3 pour accélérer le calcul. Bien que cette étape ne soit pas obligatoire, elle réduit considérablement le temps de calcul et permet de détecter rapidement les problèmes de divergence potentiels. Si l'analyse se déroule correctement, vous pouvez ensuite remettre le multiplicateur de maillage à 1 pour les résultats finaux.

Résultats

Contrainte principale équivalente

La contrainte principale équivalente (CPE) dans le béton est déterminée sur la base du comportement triaxial du bloc de béton. Les zones soumises aux charges les plus élevées sont identifiées et mises en évidence. Pour donner un aperçu de l'effet du confinement par rapport à la compression uniaxiale, la contrainte équivalente est calculée à l'aide du facteur kappa. 

Déformation plastique

Pour inspecter le comportement interne du bloc de béton, passez à la vue Déformation plastique (ε_pl) . Utilisez le bouton + Nouveau pour créer des Sections et ajustez leur Définition de plan (position et rotation) dans la fenêtre des propriétés pour couper à travers les zones critiques. Cela met en évidence les endroits où le béton subit une déformation plastique. Vous pouvez enregistrer ces vues dans la Galerie pour votre Rapport final. Plus d'informations sont disponibles dans cet article.

Contrainte dans les armatures

Les résultats affichent le rapport σ_s / σ_{s; yield} (contrainte par rapport à la limite d'élasticité), identifiant les barres les plus sollicitées via une échelle de couleurs. Les valeurs détaillées de contrainte, déformation et utilisation pour tous les groupes de barres sont répertoriées dans l'onglet Armatures.

Des résultats détaillés similaires sont également disponibles pour les Ancrages.

Ancrage

Vérifiez les paramètres d'Ancrage et activez la Force totale dans les ancrages (F_tot). Les forces dans les ancrages peuvent varier légèrement en raison des différences dans les approches de calcul pour le bloc de béton. Les différences ne sont toutefois pas significatives. 

L'onglet Ancrage vérifie la résistance d'adhérence entre l'armature et le béton. Il garantit que la longueur d'ancrage fournie est suffisante pour transférer les forces. La vérification compare la contrainte d'adhérence réelle (τ_b) avec la résistance d'adhérence ultime (f_bd) pour prévenir la rupture par arrachement. Vous pouvez afficher ces résultats séparément pour les Armatures et les Ancrages.

Déformations

Passez à l'onglet Auxiliaire et activez la Déformation. Bien que les limites de déformation ne soient pas prescrites pour l'ELU (État Limite Ultime), l'examen de la forme déformée constitue une vérification de cohérence essentielle. Elle garantit que le modèle est stable et ne présente pas de déplacements ou de rotations irréalistes (par exemple, dus à des éléments déconnectés). Cette inspection visuelle permet d'identifier rapidement tout problème de modélisation potentiel.

7 Rapport

Enfin, accédez à Rapport -> Détaillé -> Générer. IDEA StatiCa propose un rapport entièrement personnalisable à imprimer ou à enregistrer dans un format modifiable.

Vous avez effectué une vérification de conception complète conformément à EN 1993-1-8 (assemblages en acier), EN 1992-4 (ancrages) et EN 1992-1-1 (structures en béton). L'assemblage en acier et l'ancrage ont été vérifiés dans IDEA StatiCa Connection, tandis que l'intégrité du bloc de béton et les armatures ont été analysées dans IDEA StatiCa Detail à l'aide de la méthode CSFM conforme à EN 1992-1-1.