Calcul des éléments en acier

Avant de calculer les éléments en acier, il faut modéliser ces éléments et effectuer l’analyse du bâtiment.

Actuellement, ProtaStructure permet de modéliser et de calculer les éléments en acier suivants :

Notez que ProtaStructure ne calcule actuellement aucune section en acier formé à froid. ProtaStructure calcule uniquement les structures en acier conventionnelles (acier laminé à chaud).

Lorsque des éléments formés à froid sont définis comme panne, lisse, poutre, etc., ils peuvent transférer les charges (y compris le poids propre) aux éléments principaux (poutre, treillis ou poteaux). ProtaStructure ne peut alors qu’analyser leurs efforts ; le calcul acier n’est pas effectué.

Les éléments en acier peuvent être calculés un par un en sélectionnant l’élément acier sur le modèle > clic droit >Calcul de l’élément acier.

Le calcul par lot des éléments acier peut être effectué en accédant aux formulaires correspondants pour le calcul des éléments acier dans le menu ruban "Calcul".

Dans le menu ruban "Calcul", les boutons suivants sont disponibles :

  • Poteaux : permet d’effectuer le calcul par lot des poteaux acier
  • Ossatures : permet d’effectuer le calcul par lot des poutres acier
  • Contreventements : permet d’effectuer le calcul par lot des contreventements acier
  • Pannes : permet d’effectuer le calcul par lot des pannes acier
  • Lisses : permet d’effectuer le calcul par lot des lisses acier
  • Treillis : permet d’effectuer le calcul par lot des treillis acier
  • Treillis spatiaux : permet d’effectuer le calcul par lot des treillis spatiaux
  • Dômes : permet d’effectuer le calcul par lot des dômes
  • Poutres mixtes : permet d’effectuer le calcul par lot des poutres mixtes
  • Groupes d’ossatures : permet d’effectuer le calcul par lot des groupes d’ossatures

Calcul des éléments acier (mode par lot)

Une boîte de dialogue de calcul par lot des éléments acier s’affiche lorsqu’un des boutons ci-dessus est cliqué. Ces boîtes de dialogue comprennent une rangée de boutons en haut et un tableau récapitulant le type d’éléments acier correspondant.

Par exemple, si le"Calcul des poteaux" est cliqué, le tableau liste tous les poteaux acier du modèle. Aucun élément n’est calculé ni vérifié à l’ouverture de la boîte de dialogue de calcul par lot.

Dans ces boîtes de dialogue de calcul par lot des éléments acier, les boutons suivants sont disponibles :

  • Vérifier la sélection: Vous devez sélectionner un élément en acier dans le tableau ci-dessous. Si vous cliquez sur ce bouton, la boîte de dialogue "Calcul détaillé de l’élément"s’affiche pour les éléments sélectionnés
  • Tout vérifier: Ce bouton permet de vérifier tous les éléments en acier du tableau ci-dessous.
  • Marquer tout pour impression: Permet de marquer tous les éléments en acier pour l’impression.
  • Supprimer toutes les marques d’impression: Permet de retirer tous les éléments de l’impression.
  • Rapport de calcul: génère le rapport de calcul des éléments en acier
  • Fermer: Permet de fermer cette boîte de dialogue de calcul groupé des éléments en acier

Le tableau récapitulatif des éléments en acier affiche les informations suivantes :


  • Repère de l’élément: Affiche les repères des éléments en acier définis dans le modèle
  • Niveau: Indique le niveau des éléments en acier
  • Impression: Si cette case est cochée, les résultats sont inclus dans le rapport. Si elle ne l’est pas, les résultats sont exclus du rapport.
  • Section: Affiche le repère de section de l’élément en acier.
  • Matériau: Affiche les matériaux des éléments en acier
  • Classe de section: Affiche la classe de section des éléments en acier
  • Élancement (KL/r): Affiche l’élancement des éléments en acier. Si sa valeur est inférieure à la limite admissible, il s’affiche en "VERT", soit conforme. Si l’élancement dépasse la limite admissible, il est marqué en "ROUGE", soit un avertissement.
  • Taux de travail: Affiche le taux de travail de l’élément selon la condition et la combinaison de charges les plus critiques. Si sa valeur est inférieure à 1,0, le texte est marqué en "VERT" , soit conforme. Sinon, le texte est marqué en "ROUGE", soit non conforme.
  • État du calcul: Indique si le calcul de l’élément en acier est conforme ou non.
  • Vérification déterminante: Affiche les vérifications critiques ou déterminantes du calcul de l’élément en acier.

L’utilisateur peut aussi utiliser la fonction de recherche pour trouver un élément précis, en cliquant sur l’icône de recherche en haut à droite, puis saisir le repère de l’élément.

Vérifier la sélection (Calcul détaillé de l’élément)

La boîte de dialogue de calcul détaillé de l’élément est accessible des façons suivantes :

  • Sélectionner un élément en acier dans le modèle > clic droit > Calcul de l’élément en acier
  • Sélectionner un élément en acier dans la "Calcul groupé des éléments en acier" boîte de dialogue > cliquer sur "Vérifier la sélection"
  • Double-cliquer sur un élément en acier dans la "Calcul groupé des éléments en acier" boîte de dialogue

Dans cette boîte de dialogue "Calcul détaillé de l’élément", il y a deux onglets : "Résumé du calcul" et "Paramètres".

  • Dans l’onglet "Résumé du calcul" , les informations suivantes sont disponibles :

    • Propriétés de la section de l’élément métallique
    • Paramètres généraux : code de calcul, coefficients partiels de résistance et longueur efficace
    • Classification de la section
    • Vérification des efforts combinés
    • Vérification de la compression axiale
    • Vérification au cisaillement
    • Vérification à la torsion

Les combinaisons de charges critiques sont affichées à côté des vérifications correspondantes.

Vous pouvez cliquer sur "Détails du calcul" dans chaque vérification pour développer et afficher les informations calculées supplémentaires. Cliquez à nouveau pour les masquer.

  • Dans l’onglet "Paramètres" > Flambement > si "Modifier manuellement le paramètre de flambement" est coché, vous pouvez saisir les paramètres suivants définis par l’utilisateur pour le calcul :

  1. Longueur de contreventement majeure, Lx
  2. Longueur de contreventement mineure, Ly
  3. Coefficient de longueur de flambement majeur, Kx
  4. Coefficient de longueur de flambement mineur, Ky
  5. Distance entre raidisseurs transversaux
  6. Longueur de déversement, Lb

Si ces champs sont laissés à zéro, les valeurs calculées automatiquement sont utilisées.

  • Dans l’onglet "Paramètres" > onglet Flèche > permet de modifier manuellement "Portée de flèche" et "Limites de flèche"

  1. Portée de flèche,
  2. Limite des charges d’exploitation, Q
  3. Limite des charges permanentes et d’exploitation, G+Q

Si ces champs sont laissés à zéro, les valeurs calculées automatiquement sont utilisées.

Dans cette boîte de dialogue "Calcul détaillé de l’élément", les boutons suivants figurent en haut du formulaire :

  • Vérifier le calcul : Permet d’effectuer la vérification de capacité de l’élément métallique
  • Changer la section : Permet de changer la section de l’élément métallique. Il est recommandé de relancer l’analyse du bâtiment après ce changement, car la raideur de l’élément varie et modifie les résultats de l’analyse
  • Rapport de calcul : Génère le rapport de calcul de l’élément métallique
  • Afficher les stations de calcul : Affiche les efforts de calcul de l’élément pour différentes combinaisons de charges, à différentes stations le long de l’élément métallique
  • OK : Valide le calcul et ferme la fenêtre
  • Annuler : Annule les modifications et ferme la fenêtre

Calcul du treillis

Le calcul du treillis est accessible en sélectionnant un élément de treillis dans le modèle > Clic droit > Calcul de l’élément métallique.

Une boîte de dialogue "Calcul du treillis métallique" s’ouvre. Elle comporte 3 composants principaux :

  • Panneau supérieur : Boutons pour effectuer différentes fonctions

    • Vérifier la sélection : Sélectionnez un élément métallique dans le tableau ci-dessous. Un clic sur ce bouton affiche ensuite la boîte de dialogue "Calcul détaillé de l’élément" pour les éléments sélectionnés
    • Tout vérifier : Ce bouton vérifie tous les éléments métalliques du tableau ci-dessous.
    • Changer la section : Permet de changer la section de l’élément métallique. Il est recommandé de relancer l’analyse du bâtiment après ce changement, car la raideur de l’élément varie et modifie les résultats de l’analyse
    • Rapport : Génère le rapport de calcul de l’élément métallique
    • Réinitialiser la vue : Réinitialise la vue 3D
    • Afficher les étiquettes : Affiche les étiquettes des éléments dans la vue 3D
    • Afficher les taux d’utilisation : Affiche le taux d’utilisation des éléments dans la vue 3D
    • OK : Valide le calcul et ferme la fenêtre
    • Annuler : Annule les modifications et ferme la fenêtre

  • Panneau central : un tableau récapitule tous les éléments en acier du treillis. Ce tableau classe les éléments du treillis selon "membrure supérieure, membrure inférieure, diagonales et montants" éléments

    • Éléments : indique les repères des éléments du treillis
    • Section : indique la section des éléments du treillis
    • Matériaux : indique le matériau des éléments du treillis
    • Élancement (kL/r) : indique l’élancement des éléments en acier. S’il est inférieur à la valeur admissible, il s’affiche en "VERT", soit conforme. S’il dépasse l’élancement admissible, il est marqué en "ROUGE", soit un avertissement.
    • Taux d’utilisation : indique le taux d’utilisation de calcul de l’élément selon la condition et la combinaison de charges les plus critiques. S’il est inférieur à 1,0, le texte est marqué en "VERT" , soit conforme. Sinon, le texte est marqué en "ROUGE", soit non conforme.
    • État : indique si le calcul de l’élément en acier est conforme ou non conforme.
    • Vérification déterminante : indique la vérification critique ou déterminante du calcul de l’élément en acier. Il peut s’agir d’un effort combiné, d’une torsion, d’une traction axiale ou d’une compression axiale.

  • Panneau inférieur : visionneuse 3D du calcul du treillis.

    • Utilisez le clic droit de la souris (maintenu) et déplacez-vous dans la visionneuse pour faire pivoter la vue 3D du treillis
    • L’élément du treillis sélectionné dans le panneau central est mis en surbrillance
    • Si les éléments du treillis sont vérifiés, ils sont colorés selon l’échelle du taux d’utilisation

Paramètres de calcul acier spécifiques par lot

Lors du calcul acier, il peut être nécessaire de modifier manuellement les paramètres de calcul, tels que les longueurs de flambement, la longueur de déversement, etc. Cette opération peut se faire pour un élément individuel via l’onglet "Paramètres" de la boîte de dialogue Calcul détaillé de l’élément, ou pour plusieurs éléments en mode par lot.

Définir les paramètres de calcul par lot pour poteau acier, poutre acier ou portique

  1. Sélectionnez plusieurs poteaux acier, poutres acier, portiques ou une combinaison de ces éléments.
  2. Cliquez avec le bouton droit et sélectionnez "Modifier les paramètres de calcul acier".
  3. Pour modifier manuellement une valeur pour un seul élément, cliquez dans la cellule et saisissez directement la valeur.
  4. Pour modifier manuellement une valeur pour plusieurs éléments, cliquez sur une cellule d’en-tête pour sélectionner toute la colonne > cliquez sur le bouton "Modifier les paramètres de calcul sélectionnés".
  5. Vous pouvez aussi sélectionner plusieurs cellules en faisant glisser la souris sur la grille, ou en appuyant sur la touche CTRL ou SHIFT du clavier.

    6. Sélectionnez uniquement les cellules appartenant à la même colonne pour modifier les paramètres de calcul sélectionnés

  6. Une fois les paramètres modifiés, cliquez sur OK. Le calcul des éléments sélectionnés est automatiquement mis à jour avec les nouveaux paramètres.

Définir les paramètres de calcul par lot pour treillis, contreventement, panne, lisse ou dômes

  1. Sélectionnez un treillis, un contreventement, une panne, une lisse ou un dôme.
  2. Cliquez avec le bouton droit et sélectionnez "Modifier les paramètres de calcul acier".
  3. Les éléments du portique contenus dans l’élément parent s’affichent dans la fenêtre "Modifier les paramètres de calcul acier".
  4. Pour modifier manuellement une valeur pour un seul élément, cliquez dans la cellule et saisissez directement la valeur.
  5. Pour modifier manuellement une valeur pour plusieurs éléments, cliquez sur une cellule d’en-tête pour sélectionner toute la colonne > cliquez sur le bouton "Modifier les paramètres de calcul sélectionnés".
  6. Vous pouvez aussi sélectionner plusieurs cellules en faisant glisser la souris sur la grille, ou en appuyant sur la touche CTRL ou SHIFT du clavier.

    7. Sélectionnez uniquement les cellules appartenant à la même colonne pour modifier les paramètres de calcul sélectionnés

  7. Une fois les paramètres modifiés, cliquez sur OK. Le calcul des éléments sélectionnés est automatiquement mis à jour avec les nouveaux paramètres.

Les valeurs "Zéro" des paramètres indiquent que ProtaStructure calcule automatiquement ces paramètres pendant le calcul. Si une valeur non nulle est saisie, c’est cette valeur qui est utilisée pour le calcul.

Ouvrir la boîte de dialogue de modification par lot depuis la fenêtre de calcul

La fenêtre "Modifier les paramètres de calcul acier" peut aussi s’ouvrir depuis le menu principal de calcul des éléments en acier.

  1. Accédez à l’onglet Calcul > Calcul des poteaux acier, menu du ruban.
    1. Ce menu permet aussi d’ouvrir les fenêtres de calcul pour les portiques ou les poutres.
  2. Sélectionnez une ou plusieurs lignes dans la fenêtre en appuyant sur la touche CTRL ou SHIFT du clavier.
  3. Cliquez sur le bouton "Modifier les lignes sélectionnées" pour ouvrir la fenêtre "Modifier les paramètres de calcul acier".