Introduction
L’analyse de construction par étapes est une méthode de résolution sophistiquée qui, utilisée avec un degré de précaution raisonnable, peut refléter plus fidèlement le comportement réel de la structure.
Une analyse 3D standard ne tient pas compte des effets dépendants du temps ‐ elle suppose que la structure a été construite instantanément. Dans la réalité, un bâtiment en béton doit être construit par étapes ‐ généralement un étage à la fois. Selon le nombre d’étages du bâtiment, un délai important peut s’écouler entre le début du premier étage et l’achèvement du dernier étage.
Le béton mûrissant avec le temps, le béton du dernier étage présente des propriétés qui « accusent un retard » sur celles du premier étage (et, à un degré moindre, sur celles de chaque étage intermédiaire).
Un autre aspect du caractère phasé de la construction en béton concerne le tassement des étages inférieurs déjà construits. Ce tassement, survenu avant le coulage de l’étage en cours, est pris en compte sur site lors de la mise à niveau de cet étage. Une analyse 3D standard ne peut pas intégrer cet effet, alors qu’une analyse de construction par étapes le prend en compte automatiquement.
Exemple simple
Un modèle composé de deux blocs est construit comme illustré ci-dessous. Le plan et le chargement du premier étage sont identiques dans les deux blocs. Une ossature de second étage est ajoutée au bloc de droite, sans charge d’exploitation appliquée à ce niveau.
Une analyse 3D standard peut être réalisée pour ce cas, dans laquelle tous les éléments sont analysés simultanément avec toutes les charges appliquées.
Une analyse de construction par étapes peut également être réalisée. Si l’option choisie consiste à phaser uniquement la charge d’exploitation, l’analyse se déroule comme suit :
- Dans la première étape, seuls les premiers étages sont analysés pour leur charge d’exploitation.
- Dans la deuxième étape, le second étage est ajouté et l’analyse est répétée (pour le modèle non déformé), mais cette fois uniquement pour la charge d’exploitation au niveau du second étage.
- De cette manière, chaque étape n’influence le résultat que dans sa propre étape et dans les étapes précédentes.
Résultats pour Q – Non phasé
Dans le résultat non phasé, la charge Q appliquée au premier étage génère des moments dans la structure au-dessus. Si cette ossature existait déjà lors de l’application de la charge, ce résultat est parfaitement logique.
Résultats pour Q ‐ Phasé
Dans le résultat phasé, aucun moment ne se développe dans l’ossature au-dessus des éléments du premier étage. Les efforts dans la structure du premier étage sont d’ailleurs identiques entre l’ossature à un niveau et l’ossature à deux niveaux. Ce résultat est logique si toute la charge est appliquée avant l’existence de l’ossature supérieure, et si l’on suppose que toute la flèche est instantanée.
L’effet du fluage n’est pas pris en compte ci-dessus ‐ en réalité, les poutres du premier étage continueraient à fléchir et les nœuds à tourner après la construction et le chargement de l’ossature. Bien qu’aucun moment n’apparaisse dans l’ossature du second étage au moment de sa construction, le fluage de la structure du premier étage devrait donc générer des moments dans le second étage au fil du temps.
Création du modèle
Aucune étape supplémentaire n’est requise lors de la création d’un modèle pour une construction par étapes. Les étapes sont créées automatiquement, (chaque étage étant traité comme une étape distincte). Les étapes peuvent être ajustées une fois le modèle créé, comme décrit dans la section Contrôle des étapes.
Création du chargement par étapes
Le chargement par étapes est défini dans l’Éditeur de combinaisons de charges en cliquant sur le bouton Générateur de chargement : Combinaison de charges pour construction par étapes
Durée de chaque étape
La durée de chaque étape détermine le module d’élasticité utilisé pour cette étape ‐ on suppose l’utilisation d’un ciment normal, de sorte que le module d’élasticité du béton, Ec à l’âge t est estimé par :
L’importance de la durée de la phase sur Ec est illustrée ci-dessous :
- Durée 1 jour 0.59 Ec(28)
- Durée 15 jours 0.96 Ec(28)
- Durée 28 jours 1.00 Ec(28)
- Durée 99 jours 1.06 Ec(28)
On observe ci-dessus que les variations liées à la durée n’ont pas d’impact important sur les résultats après les premiers jours.
Propriétés de l’analyse
Comme pour la construction non phasée, les facteurs sont appliqués via le Facteur de rigidité effective du matériau et de la section. Ils s’appliquent à toutes les phases de construction.
Le Facteur du module d’élasticité mérite une attention particulière, car il permet de tenir compte du fluage et de la fissuration. La valeur saisie ici s’applique au module d’élasticité à court terme Ec(28), défini dans la boîte de dialogue Matériau.
La prise en compte du fluage n’est réellement effective que dans le cadre d’une analyse non phasée.
La valeur de E retenue est très importante pour l’évaluation de la sensibilité au déplacement des nœuds selon l’EC2 (et selon les autres normes également, si l’option de nœuds déplaçables de l’ACI est utilisée).
Téléchargements
- Stagedconstruction_analysis_01 (0.2 MB)