Exemple de radier
Cet exemple est basé sur le modèle "Quick Start Guide Concrete Complete", installé automatiquement dans le dossier ProtaDataXXXX par défaut.
Dans cet exemple, nous allons insérer un radier puis un radier sur pieux sous le noyau d’ascenseur en voiles de contreventement.
Le radier est créé sous forme de dalles, puis analysé au moyen de l’analyse de fondation par éléments finis.
Paramètres de calcul de fondation et modélisation du radier
>> Vérifier que l’analyse du bâtiment s’est terminée avec succès.
>> Aller dans Paramètres de calcul de fondation > onglet Général . Ces paramètres influencent généralement l’analyse de radier par éléments finis (EF) et son calcul.
>> Modifier Contrainte admissible du sol à 150 kN/m2 > Cliquer sur OK pour enregistrer et quitter.
>> Aller à la vue Étage : 0 (Plan) car tous les éléments de fondation ne peuvent être modélisés qu’à l’étage 0 (niveau de fondation).
>> Créer une dalle de couverture de 400 mm d’épaisseur à l’intérieur du noyau d’ascenseur (Type 1, Enrobage = 100 mm et Charge permanente/charge d’exploitation = 0)
Coefficient de réaction du sol (raideur du sol) est automatiquement récupéré depuis les Paramètres de calcul de fondation. L’utilisateur peut cocher " Défini par l’utilisateur" et saisir manuellement un coefficient différent.
>> Créer des dalles en porte-à-faux de 500 mm de large autour du bord du noyau (passer au Type 12 et cliquer le long du bord du voile de noyau)
N’importe quelle forme de dalle peut aussi être créée avec la fonction Bord de dalle/poteau
Analyse de radier par éléments finis (EF)
Le radier peut maintenant être analysé.
>> Dans l’ onglet Analyse > cliquer sur Analyse de radier par éléments finis (EF)
Utiliser les valeurs de réaction du sol affectées aux dalles pour les vérifications des contraintes du sol : Si cette case est cochée, le coefficient de réaction défini par l’utilisateur dans les Propriétés de la dalle sera utilisé.
Les options de maillage sont similaires à celles de l’Analyse de plancher par éléments finis (EF).
>> Cliquer sur Maillage et analyse de plancher
Le modèle analytique EF, avec le maillage de dalle résultant et les charges de superstructure appliquées, sera affiché.
Les efforts du voile de noyau provenant de la superstructure sont automatiquement évalués et transférés sous forme d’efforts axiaux et de moments nodaux, représentés par des flèches rouges.
>> Cliquer sur OK pour accepter l’analyse et fermer la fenêtre de maillage.
>> Vérifier que la Contrainte admissible du sol est de 150 kN/m2.
>> Cliquer sur Afficher le modèle analytique
Modèle analytique EF pour afficher les résultats
La boîte de dialogue FE Floor Analysis se ferme et la vue FE Foundation Model View est créée.
>> Cliquer sur FE Foundation Model View ; les rubans du modèle analytique associé apparaissent.
La vue FE Foundation Model peut aussi être créée depuis l’onglet Analysis > menu déroulant Analytical Model > sélectionner « FE Foundation Model »
>> Pour alléger la vue en masquant les charges nodales, aller dans l’onglet Member > désactiver les Loads nodales 
>> Aller dans l’onglet Contours > sélectionner Threshold Contours
>> Dans la liste Effects à droite de l’écran, faire défiler pour trouver et sélectionner Soil Pressure (comme montré ci-dessus)
>> Dans la liste Load Combinations à l’extrême droite de l’écran, sélectionner la combinaison de charges G+Q (comme montré ci-dessus)
Les contours de seuil montrent les zones où la pression résultante du sol est conforme en vert et non conforme / en surcontrainte en rouge.
Comme la combinaison de charges pondérée est tracée, la pression admissible du sol est multipliée par le facteur ultime de 1,25 par défaut dans Foundation Design Settings, soit 150 (contrainte admissible) x 1,25 = 187,5 kN/m2. La pression réelle du sol est comparée à cette pression admissible pondérée dans le contour de seuil.
La pression du sol est vérifiée en premier pour s’assurer que le sol n’est pas surcontraint avant même d’examiner les besoins en acier.
Placer le curseur de la souris sur n’importe quel maillage ; la pression du sol s’affiche à chaque extrémité de maille.
Il est nécessaire d’agrandir le radier pour réduire la pression résultante du sol jusqu’à conformité, selon les étapes suivantes :
>> Aller à la vue en plan ST 0 en cliquant sur l’onglet Storey: 0 (Plan) view
>> Augmenter la taille du radier en portant la longueur du porte-à-faux à 1100 mm (sélectionner chaque dalle individuellement > ouvrir Properties > onglet Cantilever > modifier L-Cant > cliquer sur Update > Close)
>> Relancer ensuite l’analyse FE Raft Foundation. De même, aller dans FE Foundation Model > onglet Contours > vérifier le Soil Pressure Threshold. La pression du sol doit maintenant être conforme (tout en vert)
>> Le radier peut désormais être calculé de la même façon que les dalles maillées en éléments finis, en affichant les contours de As (d).
Par exemple, cliquer sur Contours et sélectionner As(d)1-bot (comme montré ci-dessous)
Le calcul du radier de fondation est similaire à celui d’un plancher-dalle. La procédure de calcul se résume ainsi :
- Afficher et examiner les différents contours de section d’acier requise, en définissant des contours de seuil et / ou personnalisés.
- Créer des bandes de dalle EF (fixed band strip) pour automatiser la sélection des armatures, si préférable.
- La vérification du poinçonnement des poteaux doit être effectuée pour tous les poteaux et voiles discrets (hors voiles de noyau fusionnés). Aller dans l’onglet Design > Column Punching Check > se référer à Punching Shear Check for Raft Foundation
Se référer à cet article et au manuel des planchers-dalles joint pour plus de détails : Working with Flat Slabs
Le filaire des éléments (par exemple, poteau) est basé sur le centre de gravité de la section
Rapports du radier
Les rapports correspondants sont accessibles depuis le ruban Dessins et rapports > Rapports, menu déroulant :
- Rapport des vérifications préalables à l’analyse – Propriétés du sol : contient les données de fondation telles que la capacité portante du sol, le coefficient de réaction du sol, les charges totales, les pressions du sol moyennes et maximales.
- Rapport de fondation EF : contient les résultats de l’analyse EF, les données des nœuds et coques EF, le calcul du ferraillage des bandes de dalle, divers diagrammes de contours et les vérifications au poinçonnement.
- Rapport des réactions à la base : imprime les efforts d’analyse de fondation des poteaux et voiles transférés au radier. Ces efforts proviennent des réactions à la base du modèle analytique de l’Analyse du bâtiment.
Exemple de radier sur pieux
Nous allons remplacer le radier par un radier sur pieux.
Pour un radier sur pieux, une seule dalle doit être modélisée, c’est-à-dire que vous ne pouvez pas diviser la dalle en plusieurs éléments.
Créer une dalle radier sur pieux à l’aide de la fonction Polyligne rectangulaire
>> Allez à la vue Étage : 0 (Plan) – car tous les éléments de fondation ne peuvent être modélisés qu’à l’étage 0 (niveau de fondation).
>> Créez une polyligne rectangulaire (comme illustré ci-dessus). Ce sera le contour de la dalle radier sur pieux.
Vous pouvez aussi utiliser la fonction Polyligne pour créer une forme irrégulière de dalle radier sur pieux. Voir : Utilisation des bords de dalle/poteau >> Créez une dalle de 400 mm d’épaisseur couvrant l’intérieur du noyau de l’ascenseur (Type 1, Enrobage = 100 mm et Charge permanente/charge d’exploitation = 0)
Création des pieux
>> Supprimez toute semelle filante et semelle isolée existante (car nous ignorerons la capacité portante du sol)
>> Sélectionnez la dalle radier puis faites un clic droit, sélectionnez Insérer un pieu
>> Vous devrez choisir le point de référence du pieu. Cliquez avec le bouton gauche sur le coin inférieur gauche, à l’intersection de GL B/2.
Après avoir sélectionné le point de référence, la boîte de dialogue Propriétés du pieu permet de positionner les pieux. Un aperçu de la disposition s’affiche pour faciliter cette opération.
>> Saisissez les excentricités, Ex et Ey = 0 mm. Le premier pieu se trouvera alors exactement à la position du point de référence choisi.
>> Saisissez les espacements de pieux, Sx et Sy = 1250 mm. Cela donnera une disposition régulière des pieux, espacés de 1250 mm dans les directions horizontale et verticale du plan.
>> Saisissez la charge de service admissible en compression = 300 kN
Si vous souhaitez indiquer un autre emplacement de pieu, vous devrez modifier sa position (Ex, Ey) après création, en sélectionnant chaque pieu tour à tour > Clic droit > Propriétés.
La charge de service admissible du pieu pour les combinaisons verticales sera pondérée comme indiqué en bas de la boîte de dialogue.
Analyse EF du radier sur pieux et rapport des pieux
>> Exécutez Analyse EF du radier
>> Cocher « Ignorer la capacité portante du sol » (comme illustré ci-dessus)
Cela signifie que le radier est entièrement supporté par les pieux, sans contribution du sol. Il fonctionnera alors comme une semelle sur pieux.
Si cette option n’est pas cochée, le radier reposera également sur le sol. Les efforts résultants dans les pieux devraient alors diminuer, la charge étant partagée avec le radier « non suspendu ».
Vous pouvez aussi saisir un nombre très faible pour le Coefficient de réaction du sol, c’est-à-dire la rigidité du sol (exemple 0,01)
>> Cliquer sur Maillage et analyse des planchers > OK pour fermer la boîte de dialogue de maillage après un maillage réussi
>> Cliquer sur Rapport de résultats des pieux dans l’onglet Traitement post-analyse et rapport
>> Choisir les options par défaut dans Options du rapport sur les pieux > OK > Le rapport sera généré (exemple ci-dessous)
La capacité du pieu correspond à la Charge de compression de travail admissible multipliée par le Facteur de résistance ultime dans les Paramètres de fondation, soit 300 kN x 1.25 = 375 kN
S’il y a des pieux en échec, la solution peut consister à augmenter la capacité de compression des pieux ou à augmenter leur nombre (ou les deux)
>> Fermer l’aperçu du rapport
>> Cliquer sur Afficher le modèle analytique dans l’onglet Traitement post-analyse et rapport > une nouvelle vue Modèle de fondation EF sera créée
>> Cliquer sur la Modèle de fondation EF vue, et les rubans du modèle analytique associés apparaîtront.
>> Aller dans l’onglet Contours > Désactiver tous les contours pour une vue plus claire (comme illustré ci-dessous)
>> Aller à l’onglet Éléments > Désactiver "Charges" > Cela désactive toutes les charges nodales de la superstructure pour une meilleure vue (comme illustré ci-dessous)
>> Activer " Efforts dans les pieux" > Cela active l’affichage des efforts dans les pieux
>> Sélectionner la première combinaison de charges G+Q, les efforts dans les pieux s’afficheront alors pour cette combinaison de charges sélectionnée
>> Sélectionner Enveloppe (min) et Enveloppe (max) – ce qui affichera les valeurs minimales et maximales de toutes les combinaisons de charges (comme illustré ci-dessous)
Une valeur négative pour le pieu signifie une compression, une valeur positive signifie une traction. Ces valeurs sont vérifiées selon la limite de compression ou de traction correspondante.
Les pieux sont codés par couleur pour indiquer une réussite en Vert ou un échec en Rouge. Ce sont les mêmes valeurs et limites que celles indiquées dans le Rapport de résultats des pieux.
>> Le radier (désormais totalement suspendu) peut alors être dimensionné de la même manière que les dalles maillées par éléments finis, en consultant les contours As (d) dans l’onglet Contours.
Le calcul des dalles de fondation sur radier sur pieux est similaire à celui d’un plancher-dalle. Consultez cet article et le manuel de plancher-dalle joint pour plus de détails : Travailler avec les planchers-dalles
Les vérifications au poinçonnement ne peuvent pas être effectuées pour une fondation sur radier sur pieux, car le périmètre de cisaillement est complexe et influencé par la position irrégulière des pieux.
>> Cliquer sur la vue Étage : 0 (Plan)
>> Aller dans l’onglet Révision > Cliquer sur Interrogation visuelle
>> Sélectionnez Statut de capacité des pieux pour Critères de coloration > OK
Le statut de capacité des pieux s’affiche comme ci-dessus, à savoir Vert = Réussite, Orange = > 90 % de capacité et Rouge = Échec
Modification des propriétés des pieux
Les propriétés et l’emplacement des pieux peuvent être modifiés :
>> Veillez à accéder à la vue Étage : 0 (Plan)
>> Sélectionnez un seul pieu ou maintenez la touche CTRL enfoncée pour sélectionner plusieurs pieux
Vous pouvez aussi accéder aux options du Filtre de sélection 
dans l’onglet Modélisation , puis activez uniquement Pieux. Il est alors facile de cliquer-glisser une fenêtre pour ne sélectionner que les pieux.
dans l’onglet Modélisation , puis activez uniquement Pieux. Il est alors facile de cliquer-glisser une fenêtre pour ne sélectionner que les pieux. >> Clic droit > Choisissez Propriétés
Cela réaffiche la boîte de dialogue Propriétés du pieu.
Vous pouvez maintenant modifier les propriétés des pieux telles que la taille, l’emplacement (excentricités) et la charge de service admissible.
Après la modification des propriétés des pieux, relancez l’Analyse de fondation par éléments finis (EF). Il n’est pas nécessaire de relancer l’Analyse du bâtiment si la superstructure reste inchangée (dimensions des éléments ou charges, par exemple).
Libération du nœud supérieur du poteau selon X et Y pour le modèle de fondation EF
Option cochée :
- Les nœuds supérieurs des poteaux sont libres de se déplacer et de tourner. L’effet du moment provenant de l’amorce de poteau est pris en compte, et le radier tourne.
- Les résultats se rapprochent de l’hypothèse d’une semelle sur pieux parfaitement rigide.
- En raison de l’effet des moments, les efforts axiaux dans les pieux diffèrent nettement les uns des autres.
- Cette approche est généralement plus conservatrice pour obtenir les efforts maximaux dans les pieux. Les moments entraînent des charges axiales plus élevées pour les pieux éloignés de l’amorce de poteau.
Option décochée :
- Les nœuds supérieurs des poteaux sont bloqués en translation selon X et Y.
- La rotation du radier ou de la semelle sur pieux est minimale, car le moment de l’amorce de poteau est pratiquement ignoré.
- Les efforts axiaux dans les pieux sont plus proches entre eux, c’est-à-dire mieux répartis.
Enregistrement du webinaire sur la fondation sur radier
Ce webinaire présente les procédures de base pour la modélisation, l’analyse et le calcul d’un exemple de fondation sur radier avec ProtaStructure :
Téléchargements
- PILECAP01_01 (0.1 MB)