Dans un bâtiment courant, la résistance latérale est assurée en quelques points discrets. On suppose que les charges latérales appliquées se répartissent vers les systèmes de résistance latérale par l’action de diaphragme du plancher. Dans ProtaStructure, la modélisation du diaphragme utilise des contraintes de diaphragme.
Une contrainte de diaphragme maintient la position relative exacte de tous les nœuds qu’elle contraint. La distance entre deux nœuds contraints par un diaphragme ne change jamais. Aucun effort normal ne se développe donc dans un élément situé dans le plan d’un diaphragme, entre deux nœuds contraints.
Lors du calcul du bâtiment, le menu Options du modèle > onglet Modèle de dalle propose 3 options :
- Dalles pour définir des diaphragmes rigides (réglage par défaut)
- Diaphragme rigide unique à chaque niveau
- Aucun diaphragme rigide aux niveaux de plancher.
Les différences entre ces options sont illustrées avec le modèle simple ci-dessous.
Dalles pour définir des diaphragmes rigides (réglage par défaut)
Si le bâtiment est calculé avec ce réglage, ProtaStructure détecte les zones distinctes de dalles interconnectées et crée des diaphragmes séparés selon les besoins. Des charges fictives distinctes sont calculées et appliquées à chaque zone de diaphragme. Ces charges fictives appliquées et les déplacements qui en résultent sont tous visibles dans Afficher le modèle analytique.
Le moyen le plus simple de vérifier que 2 diaphragmes distincts ont été créés est d’activer « Diaphragmes » & d’observer la vue exagérée des « Déplacements » dans le Afficher le modèle analytique.
Pour chacune des deux zones de diaphragme, un centre de masse distinct est déterminé. La charge fictive est appliquée à cette position. La vue ci-dessus montre les valeurs du cas Fy dans cet exemple. La masse des voiles augmente la charge fictive appliquée dans la zone de diaphragme de gauche. La zone de droite se déplace clairement de façon indépendante par rapport à la zone de gauche, mieux retenue par les voiles que par l’action de portique.
Diaphragme rigide unique à chaque niveau
Si le bâtiment est calculé avec ce réglage, ProtaStructure applique une contrainte de diaphragme unique à chaque nœud, à tout niveau donné. L’existence des dalles est totalement ignorée. Une seule charge fictive est calculée et appliquée au centre de masse global, comme montré ci-dessous.
Là encore, le moyen le plus simple de vérifier que le diaphragme unique a été créé est d’activer « Diaphragmes » & d’observer la vue exagérée des « Déplacements » dans Afficher le modèle analytique.
Cette fois, tout le niveau se déplace en translation et en rotation, comme un bloc rigide. Le centre de masse, et donc la charge fictive appliquée, est très excentré par rapport aux voiles de noyau. Dans cet exemple, l’effet dominant est la rotation.
Aucun diaphragme rigide aux niveaux de plancher
Si des dalles sont définies mais qu’un effet de diaphragme n’est pas souhaité, cette option permet d’éliminer complètement les contraintes de diaphragme. Dans ce cas, des charges fictives sont appliquées séparément à chaque nœud du niveau. Ces charges fictives appliquées et les déplacements qui en résultent sont visibles dans Afficher le modèle analytique.
Là encore, le moyen le plus simple de vérifier qu’aucun diaphragme n’a été créé est d’activer « Diaphragmes » & d’observer la vue exagérée des « Déplacements » dans le Afficher le modèle analytique.
Le portique retenu par le voile bouge à peine. Les autres portiques se déplacent à des degrés différents. Les portiques sans voile ont la même raideur : les différences de déplacement proviennent donc des différences de charge fictive.
Exclure des dalles spécifiques des diaphragmes
Dans l’exemple ci-dessus, aucune dalle n’était définie dans la zone de liaison entre les trames centrales. Que se passe-t-il si une dalle existe dans cette zone, comme montré ci-dessous ?
Si la dalle de liaison est substantielle, on peut considérer qu’elle maintient l’action de diaphragme entre les deux zones, avec l’option par défaut Dalles pour définir des diaphragmes rigides.
Cependant, à mesure que la liaison s’affine, on finit par considérer qu’elle ne peut plus maintenir l’action de diaphragme entre les deux zones.
Dans ce cas, on peut modifier les propriétés de la dalle et l’exclure du diaphragme en cochant "La dalle ne contribue pas au diaphragme de plancher", comme montré ci-dessus.
Dans ce cas, on peut toujours utiliser l’option par défaut Dalles pour définir des diaphragmes rigides ; le comportement & les déplacements résultants seront alors identiques à la formation de 2 diaphragmes séparés & distincts (comme montré ci-dessous)