Les combinaisons de charges à utiliser pour l’analyse du modèle de bâtiment peuvent être spécifiées en cliquant sur le bouton
"Combinaisons de charges"
situé dans l’onglet Pré-analyse du formulaire Analyse du bâtiment. La figure ci-dessous montre l’onglet Éditeur des combinaisons de charges.
"Combinaisons de charges"
situé dans l’onglet Pré-analyse du formulaire Analyse du bâtiment. La figure ci-dessous montre l’onglet Éditeur des combinaisons de charges.
Analyse P-Delta
Le P-delta est l’un des nombreux effets du second ordre. Cochez cette option si une analyse P-Delta est nécessaire.
Portée et limites
L’analyse P-delta de ProtaStructure repose sur la « méthode itérative à deux cycles » (Chen et Lui 1991). Cette méthode utilise une matrice de raideur géométrique dans le calcul. Elle prend en compte l’adoucissement en compression ou le raidissement en traction dû aux charges axiales sur les éléments (matrice de raideur géométrique) :
- La matrice de raideur géométrique est d’abord calculée (par itération) pour G, Q, QP1 (Pattern1), QP2 (Pattern2), G+Q
- Pour les cas de charge de calcul, [Ke + Kg] est utilisé pour intégrer les effets du second ordre.
- Par exemple, pour la combinaison G+Q+E (séisme) : G et Q sont résolus avec [Ke + Kg (G,Q)], et les cas de charge E sont résolus avec [Ke + Kg (G+Q)].
Cette méthode ne prend en compte que le P-Small Delta, pas le P-Big Delta. Les effets du second ordre sont calculés à partir de la déformée, sans imperfection supplémentaire prise en compte. Les moments additionnels issus de l’analyse P-Small Delta restent donc généralement faibles, surtout pour un bâtiment en béton contreventé. Si la structure est sensible au balancement ou élancée, une analyse P-Large Delta non linéaire du second ordre est requise (actuellement hors périmètre).
Pour plus de détails sur les effets du second ordre, consultez
Sensibilité au balancement et effets du second ordre
Éditeur des combinaisons de charges
L’
« Éditeur des combinaisons de charges » affiche l’ensemble actuel des combinaisons de charges. Un jeu de combinaisons typique est présenté ci-dessous :
« Éditeur des combinaisons de charges » affiche l’ensemble actuel des combinaisons de charges. Un jeu de combinaisons typique est présenté ci-dessous :
Vous pouvez choisir séparément la combinaison utilisée pour le calcul du béton et le calcul de l’acier.
Chaque combinaison, avec ses coefficients de charge correspondants, apparaît comme une ligne du tableau. Si vous sélectionnez l’une des combinaisons de la liste et appuyez sur le bouton
«
Ajouter» , une copie de cette combinaison est créée. Les cellules correspondantes du tableau permettent de modifier les coefficients de charge et les noms des combinaisons.
«
Ajouter» , une copie de cette combinaison est créée. Les cellules correspondantes du tableau permettent de modifier les coefficients de charge et les noms des combinaisons.
Une combinaison de charges existante peut être supprimée à l’aide du bouton
« Supprimer » .
« Supprimer » .
Les coefficients de charge pris en compte dans le module
Analyse de plancher par éléments finis
proviennent de la première combinaison du tableau. Cette dernière doit donc inclure, sans motif de charge, la
Charge permanente (G) et la
Charge d’exploitation imposée (Q).
Analyse de plancher par éléments finis
proviennent de la première combinaison du tableau. Cette dernière doit donc inclure, sans motif de charge, la
Charge permanente (G) et la
Charge d’exploitation imposée (Q).
Vous devez aussi examiner attentivement les coefficients de charge appliqués à cette combinaison, afin de garantir l’utilisation des coefficients ultimes corrects dans les analyses par éléments finis.
Par exemple, pour appliquer un coefficient ultime de 1,4 aux charges permanentes dans l’analyse de plancher par éléments finis, le coefficient de la première combinaison doit être
1,4G.
1,4G.
Les réductions de charge d’exploitation s’appliquent aux combinaisons de charges cochées dans la cellule
Réd. CE. Cliquez dans cette cellule pour activer ou désactiver ce réglage.
Réd. CE. Cliquez dans cette cellule pour activer ou désactiver ce réglage.
Le moyen le plus simple de définir un nouveau jeu de combinaisons de charges dans l’Éditeur des combinaisons de charges consiste à cliquer sur le bouton
"Générateur de chargement".
"Générateur de chargement".
Désignation des combinaisons de charges uniquement verticales
Il ne suffit pas de désigner les éléments sélectionnés comme « uniquement vertical (VOM) ». Cette fonctionnalité vise à calculer les éléments uniquement verticaux seulement pour les combinaisons non sismiques. Le reste de la structure, lui, est calculé pour toutes les combinaisons.
Par défaut,
ProtaStructure désigne seules les combinaisons de gravité comme « uniquement vertical ».
Les éléments désignés comme « uniquement vertical » n’utilisent alors que ces
combinaisons pour le calcul. Vous pouvez définir n’importe quelle combinaison comme
uniquement verticale en cochant l’option VOM à côté d’une combinaison, dans l’éditeur des combinaisons de charges.
Générateur de chargement
Le
« Générateur de chargement » permet de créer automatiquement un nouveau jeu de combinaisons de charges dans l’Éditeur des combinaisons de charges.
« Générateur de chargement » permet de créer automatiquement un nouveau jeu de combinaisons de charges dans l’Éditeur des combinaisons de charges.
L’onglet
"Combinaisons de charges verticales"
sert à définir les combinaisons de gravité de base et les combinaisons
Gravité par motif. C’est aussi là que sont définies les combinaisons
Construction par phases.
"Combinaisons de charges verticales"
sert à définir les combinaisons de gravité de base et les combinaisons
Gravité par motif. C’est aussi là que sont définies les combinaisons
Construction par phases.
L’onglet
"Combinaisons de charges horizontales" sert à définir
Sismique, charge fictive, charge de vent et pression du sol.
"Combinaisons de charges horizontales" sert à définir
Sismique, charge fictive, charge de vent et pression du sol.
Les combinaisons générées peuvent aussi inclure une
charge thermique.
charge thermique.
Tous les cas de charge définis dans le générateur de chargement sont pondérés en conséquence pour former un jeu de combinaisons. Chaque combinaison du jeu reçoit un nom unique, selon les caractéristiques et le nombre de cas de charge. Ce nom peut être modifié en cliquant sur la cellule du nom de la combinaison.
Charges verticales
Cochez
« Define Dead Loads (G) » et
« Define Live Loads (Q) » pour créer la première combinaison avec toutes les travées entièrement chargées avec G et Q majorés au maximum.
« Define Dead Loads (G) » et
« Define Live Loads (Q) » pour créer la première combinaison avec toutes les travées entièrement chargées avec G et Q majorés au maximum.
Les facteurs maximaux dépendent du code et sont indiqués dans les champs
Max. G Factor et
Max. Q Factor.
Max. G Factor et
Max. Q Factor.
Un champ définissant le facteur
psi-zero ne s’affiche que si le code de calcul du projet est EC2. La valeur par défaut de
psi-zero est 0,7. Ce facteur s’applique à Q dans les combinaisons où la charge d’exploitation est considérée comme une action d’accompagnement.
psi-zero ne s’affiche que si le code de calcul du projet est EC2. La valeur par défaut de
psi-zero est 0,7. Ce facteur s’applique à Q dans les combinaisons où la charge d’exploitation est considérée comme une action d’accompagnement.
Cochez
« Create Unfactored G+Q Combination » pour inclure une combinaison supplémentaire de
1.0G + 1.0Q.
« Create Unfactored G+Q Combination » pour inclure une combinaison supplémentaire de
1.0G + 1.0Q.
Cochez
« Define Pattern Loads Automatically » pour activer le modèle de charges alternées à partir duquel cinq dispositions de charges alternées de base (nommées P1, P2, P3, P4 et P5) peuvent être sélectionnées :
Le motif P1 applique une charge « défavorable » (charge maximale appliquée) à la première travée ; une charge « favorable » (charge minimale) à la deuxième travée, et ainsi de suite.
Le code de calcul actuel détermine quel(s) cas de charge sont alternés :
- BS8110 /CP65 – G et Q sont tous deux alternés.
- EC 2 – seul Q est alterné
Les facteurs de charge « défavorable » effectifs pour la charge permanente et la charge d’exploitation sont respectivement les valeurs Max. G Factor et Max. Q Factor. Les facteurs de charge « favorable » effectifs pour la charge permanente et la charge d’exploitation sont respectivement 1,0 et 0. Autrement dit, certaines travées alternées et adjacentes sont chargées et déchargées selon différentes permutations, comme indiqué dans le code de calcul sélectionné.
Le tableau suivant illustre les motifs de charges de base pour la charge permanente ou la charge d’exploitation, consultables après l’analyse du bâtiment via la vue Analytical Model :
Cochez l’option
« Direction Dependent Pattern Loading » pour permettre l’application des motifs dans une seule direction.
« Direction Dependent Pattern Loading » pour permettre l’application des motifs dans une seule direction.
Des exemples de motifs dépendants de
chaque direction sont présentés ci-dessous :
chaque direction sont présentés ci-dessous :
Staged Construction
Les cas de charge et combinaisons de construction par étapes sont activés dans le Loading Generator.
Cochez
« Stage Construction Cases » pour activer une analyse de construction par étapes.
« Stage Construction Cases » pour activer une analyse de construction par étapes.
Le champ
« Stage Duration » permet de définir la durée par défaut de chaque étape ; celle-ci peut ensuite être modifiée individuellement pour chaque étape.
« Stage Duration » permet de définir la durée par défaut de chaque étape ; celle-ci peut ensuite être modifiée individuellement pour chaque étape.
Cochez
« Stage Construction Cases: G » pour créer un cas de charge par étapes S
G.
« Stage Construction Cases: G » pour créer un cas de charge par étapes S
G.
Cochez
« Stage Construction Cases: Q » pour créer un cas de charge par étapes S
Q.
« Stage Construction Cases: Q » pour créer un cas de charge par étapes S
Q.
Cochez
« Create New Combinations for Staged G and Q » pour créer deux jeux de combinaisons, l’un avec les cas non étagés et l’autre avec les cas étagés. Si l’option n’est pas cochée, un seul jeu de combinaisons est créé, utilisant les cas étagés.
« Create New Combinations for Staged G and Q » pour créer deux jeux de combinaisons, l’un avec les cas non étagés et l’autre avec les cas étagés. Si l’option n’est pas cochée, un seul jeu de combinaisons est créé, utilisant les cas étagés.
Stage Control :
Une fois le chargement généré, il est possible d’ajuster le contenu et la
durée des étapes via le bouton
« Load Cases » >
Load Case Editor.
durée des étapes via le bouton
« Load Cases » >
Load Case Editor.
Pour plus d’explications sur l’analyse de construction par étapes, consultez :
Staged Construction Analysis
Staged Construction Analysis
Lateral Loads
Les cas de charge latérale de type
« Seismic Loading », « Notional Loads »,
« Wind Loads » et
« Soil Pressure » peuvent être définis dans les
« Horizontal Load Combinations ».
« Seismic Loading », « Notional Loads »,
« Wind Loads » et
« Soil Pressure » peuvent être définis dans les
« Horizontal Load Combinations ».
Si le code de calcul actuel est BS8110 ou CP65, des contrôles supplémentaires sont proposés pour les cas de vent et de pression des sols, afin de préciser les combinaisons à créer.
Seismic Loads
Si le code sismique EC8 est défini dans Building analysis > Parameters, les combinaisons de charges sismiques peuvent être définies dans l’onglet
« Horizontal Load combinations ».
« Horizontal Load combinations ».
Deux options existent pour les combinaisons de charges sismiques, à savoir
« Equivalent Static Load » et
« Modal Response Spectrum ».
« Equivalent Static Load » et
« Modal Response Spectrum ».
En général,
« Modal Response Spectrum » doit être sélectionné pour un modèle de bâtiment irrégulier en plan ou en élévation, tandis que l’option
« Equivalent Static Load » ne doit être sélectionnée que pour un modèle plus simple.
« Modal Response Spectrum » doit être sélectionné pour un modèle de bâtiment irrégulier en plan ou en élévation, tandis que l’option
« Equivalent Static Load » ne doit être sélectionnée que pour un modèle plus simple.
- Les « Load cases » du « Modal Response Spectrum » sont définis comme Sx+, Sx-, Sy+, Sy-, tandis que les cas de charge de « Equivalent Static Load » sont définis comme Ex+, Ex-, Ey+, Ey-.
- Des « Combinaisons de charges » supplémentaires peuvent être générées si l’option « Create All Possible Combinations for symmetric results » est cochée. Cette option permet de générer des combinaisons de charges supplémentaires dans les mêmes directions mais avec un signe négatif.
Chargement thermique
Cochez
« Temperature Loading » pour créer des combinaisons incluant un cas de charge thermique.
« Temperature Loading » pour créer des combinaisons incluant un cas de charge thermique.
Le contenu des cas de charge thermique est limité aux charges thermiques.
Définition manuelle des cas de charge
Lorsque l’
« Éditeur de combinaisons de charges » s’affiche, cliquez sur le bouton
« Cas de charge »
pour afficher un tableau de tous les cas de charge du jeu de combinaisons.
« Éditeur de combinaisons de charges » s’affiche, cliquez sur le bouton
« Cas de charge »
pour afficher un tableau de tous les cas de charge du jeu de combinaisons.
Le nombre de cas de charge verticaux et horizontaux pouvant être définis est illimité.
- La deuxième colonne du tableau contient le libellé du cas de charge. N’importe quelle chaîne de caractères peut servir de libellé, mais des noms courts sont préférables.
- La troisième colonne illustre graphiquement le type de cas de charge à l’aide d’un symbole.
- La quatrième colonne définit le motif du cas de charge vertical ( _ vide, = plein ).
- La cinquième colonne indique la direction des cas de charge latéraux, tandis que la sixième colonne précise l’excentricité (le cas échéant) du cas de charge latéral.
- La septième colonne permet aux utilisateurs de cocher l’option « Use Cracked Section ». Le tableau de raideurs ne s’applique qu’aux cas de charge où cette option est cochée, sauf pour les cas de charge sismiques où les sections fissurées sont toujours supposées.
- La dernière colonne comprend la définition du cas de charge. Donnez toujours une brève description explicative aux cas de charge que vous créez.
Pour créer un nouveau cas de charge, sélectionnez l’un des cas de charge existants et appuyez sur l’un des boutons
« Ajouter en dessous » ou
« Ajouter au-dessus »
. Une fois le cas de charge ajouté, appuyez sur le bouton
« Modifier » pour le modifier à l’aide de l’
« Éditeur de cas de charge ».
« Ajouter en dessous » ou
« Ajouter au-dessus »
. Une fois le cas de charge ajouté, appuyez sur le bouton
« Modifier » pour le modifier à l’aide de l’
« Éditeur de cas de charge ».
Les champs
« Libellé du cas de charge » et
« Description du cas de charge » doivent être remplis avec de brèves explications.
« Libellé du cas de charge » et
« Description du cas de charge » doivent être remplis avec de brèves explications.
Charges verticales
Les charges d’exploitation du bâtiment seront représentées par un cas de charge vertical, et de même les charges permanentes seront représentées par un autre cas de charge vertical. En plus des charges permanentes et d’exploitation où toutes les travées sont entièrement chargées, des chargements en motif peuvent être définis et utilisés à la fois pour les charges permanentes et d’exploitation. Ces motifs peuvent être prédéfinis ou définis par l’utilisateur. Par ailleurs, des
cas de charge en motif dépendant de la direction peuvent être définis (lorsque les poutres d’une direction ont un chargement en motif, les poutres de l’autre direction sont entièrement chargées ou déchargées selon le mécanisme de transfert de charge). La réduction de la charge axiale dans les poteaux est ainsi minimisée.
cas de charge en motif dépendant de la direction peuvent être définis (lorsque les poutres d’une direction ont un chargement en motif, les poutres de l’autre direction sont entièrement chargées ou déchargées selon le mécanisme de transfert de charge). La réduction de la charge axiale dans les poteaux est ainsi minimisée.
Définition manuelle des cas de charge verticaux
Si vous sélectionnez l’option
« Charge verticale » dans le cadre
« Type de cas de charge » , trois types de cas de charge seront activés dans la liste de droite.
« Charge verticale » dans le cadre
« Type de cas de charge » , trois types de cas de charge seront activés dans la liste de droite.
- « Charge verticale définie par l’utilisateur » permet de définir manuellement des charges verticales autres que les catégories permanente et d’exploitation. Ces charges peuvent être assignées aux poutres, aux dalles et aux nœuds de poteaux/voiles.
- Le « Cas de charge permanente » comprend généralement le poids propre des éléments et les charges permanentes additionnelles. Vous pouvez toutefois assigner des charges réparties ou des charges ponctuelles supplémentaires dans cette catégorie.
- Le « Cas de charge d’exploitation » comprend les charges verticales temporaires imposées au bâtiment, autres que la charge permanente et les autres charges stationnaires.
- Le « Cas de charge d’exploitation de toiture » correspond à la charge d’exploitation agissant sur la toiture.
- Le « Cas de charge de neige » et le « Cas de charge de pluie » incluent les forces/le poids de la neige ou de la pluie lorsqu’elles s’accumulent sur les éléments porteurs.
- Le « Cas de charge sismique verticale » prend en compte les forces verticales induites par le séisme.
Saisissez le motif de la charge permanente ou d’exploitation dans le champ
« Motif de charge » sous la liste de droite.
« Motif de charge » sous la liste de droite.
Dans les charges en motif, les travées entièrement chargées sont indiquées par
« 1 », et les travées non chargées par
« 0 ». Laissez ce champ vide si toutes les travées sont chargées.
« 1 », et les travées non chargées par
« 0 ». Laissez ce champ vide si toutes les travées sont chargées.
Par exemple, pour créer une charge permanente ou d’exploitation avec un motif
« Plein-Vide-Plein-Plein-Vide », saisissez 10110 dans ce champ. Si toutes les travées sont entièrement chargées, laissez ce champ vide.
« Plein-Vide-Plein-Plein-Vide », saisissez 10110 dans ce champ. Si toutes les travées sont entièrement chargées, laissez ce champ vide.
Dès que vous saisissez au moins deux caractères comme motif de charge, le champ
« Direction du motif » s’active. Le chargement en motif est appliqué selon la direction indiquée ici.
« Direction du motif » s’active. Le chargement en motif est appliqué selon la direction indiquée ici.
Par exemple, si les poutres de direction 1 doivent avoir un chargement en motif tandis que les poutres de direction 2 n’en ont pas (si elles ne reposent pas sur une poutre de direction 1), sélectionnez
« Dir-1 »
.
« Dir-1 »
.
Sélectionnez
« Aucune » pour appliquer le motif aux poutres des deux directions.
« Aucune » pour appliquer le motif aux poutres des deux directions.
Charges latérales
Les cas de charge latéraux sont classés en
« Charges latérales définies par l’utilisateur »,
« Charges fictives », « Cas de charge fictive », « Charge sismique statique équivalente », « Chargement par spectre sismique » ou
« Charge de vent »
.
« Charges latérales définies par l’utilisateur »,
« Charges fictives », « Cas de charge fictive », « Charge sismique statique équivalente », « Chargement par spectre sismique » ou
« Charge de vent »
.
La direction de ces charges latérales et les excentricités dans chaque direction peuvent être définies par l’utilisateur.
Définition manuelle des charges latérales
Si vous souhaitez calculer manuellement les charges latérales et les appliquer au bâtiment, sélectionnez
« Charge latérale définie par l’utilisateur » ou
« Charge de vent » dans la liste. Les points d’application et les magnitudes peuvent ensuite être saisis dans
« Vents et charges d’étage ».
« Charge latérale définie par l’utilisateur » ou
« Charge de vent » dans la liste. Les points d’application et les magnitudes peuvent ensuite être saisis dans
« Vents et charges d’étage ».
Dans le cas d’une
« Charge fictive », les charges latérales sont calculées automatiquement en pourcentage du poids d’étage et ne peuvent pas être modifiées.
« Charge fictive », les charges latérales sont calculées automatiquement en pourcentage du poids d’étage et ne peuvent pas être modifiées.
Les paramètres relatifs au chargement fictif peuvent être définis dans l’onglet
« Chargement latéral » des paramètres du projet, dans la pré-analyse.
« Chargement latéral » des paramètres du projet, dans la pré-analyse.
Pour chacun des cas de charge latéraux ci-dessus, la
« Direction de chargement » est dite
« Primaire » pour la valeur d’angle indiquée dans les
« Paramètres du bâtiment ». La direction
« Secondaire (Primaire + 90) » est perpendiculaire à la direction primaire.
« Direction de chargement » est dite
« Primaire » pour la valeur d’angle indiquée dans les
« Paramètres du bâtiment ». La direction
« Secondaire (Primaire + 90) » est perpendiculaire à la direction primaire.
En résumé, pour créer un cas de charge comportant un chargement dans la direction X, sélectionnez
« Primaire ». Pour un chargement dans la direction Y, sélectionnez
« Secondaire (Primaire+90) ».
« Primaire ». Pour un chargement dans la direction Y, sélectionnez
« Secondaire (Primaire+90) ».
Chaque cas de charge latérale peut être défini avec une excentricité. Elle se spécifie dans le champ
« Excentricité » . Pour chaque direction, l’excentricité peut être spécifiée en
« + » ou
« – ». La valeur d’excentricité se contrôle globalement depuis
« Paramètres du bâtiment ». La valeur par défaut de l’excentricité est
5 %.
« Excentricité » . Pour chaque direction, l’excentricité peut être spécifiée en
« + » ou
« – ». La valeur d’excentricité se contrôle globalement depuis
« Paramètres du bâtiment ». La valeur par défaut de l’excentricité est
5 %.
Charge thermique
Pour créer manuellement un cas de charge thermique, sélectionnez l’option
« Charge thermique » dans le cadre
« Type de cas de charge ». Renseignez ensuite les champs
« Libellé du cas de charge » et
« Description du cas de charge ».
« Charge thermique » dans le cadre
« Type de cas de charge ». Renseignez ensuite les champs
« Libellé du cas de charge » et
« Description du cas de charge ».
Ajustement du contenu et de la durée des phases de construction
Le
« Générateur de chargement » permet de définir les cas de charge de construction par phases. Cliquez sur le bouton
« Cas de charge » pour ajuster le contenu et la durée de chaque phase.
« Générateur de chargement » permet de définir les cas de charge de construction par phases. Cliquez sur le bouton
« Cas de charge » pour ajuster le contenu et la durée de chaque phase.
Sélectionnez le cas de charge de la phase de construction à ajuster, puis appuyez sur le bouton
« Modifier » pour l’ouvrir dans l’
« Éditeur de cas de charge ».
« Modifier » pour l’ouvrir dans l’
« Éditeur de cas de charge ».
Ajustement du contenu des phases de construction
Par défaut, chaque niveau est initialement considéré comme une phase.
La première phase doit toujours inclure l’étage 1 ; elle-même et chaque phase suivante peuvent toutefois inclure plusieurs étages.
Pour
augmenter le nombre d’étages pris en compte dans une phase, modifiez simplement le numéro d’étage auquel débute la phase suivante.
augmenter le nombre d’étages pris en compte dans une phase, modifiez simplement le numéro d’étage auquel débute la phase suivante.
Par exemple, pour regrouper l’étage 1 et l’étage 2 en une seule phase, modifiez la Phase 2 pour qu’elle commence à l’étage 3.
Lorsqu’une phase est modifiée de cette manière, les phases supérieures s’ajustent automatiquement.
Ajustement de la durée des phases de construction
La durée de chaque phase contrôle le module de Young utilisé pour l’analyse de la phase. On suppose l’utilisation d’un ciment normal, de sorte que Ec à l’âge t est estimé par :
On constate que les variations dues à la durée n’ont pas d’impact important sur les résultats après les premiers jours.
Par défaut, toutes les phases ont initialement la même durée. Chaque durée peut toutefois être modifiée selon les besoins.