ProtaStructure effectue les calculs de semelle filante pour toutes les combinaisons de charges et trace les diagrammes de moment et d’effort tranchant sous forme d’enveloppe de combinaison. Par ailleurs, des calculs sont également effectués sur la base d’un intervalle de coefficient de réaction du sol.
Avant d’insérer une semelle :
- Le modèle du bâtiment doit être complété et analysé, afin que les charges axiales et les moments des poteaux et voiles soient déterminés.
- L’étage de fondation 0 (ST: 0) doit être défini comme l’étage actif.
Définition de la semelle filante
Pour définir une nouvelle semelle filante :
1. Insérez la ou les poutres de fondation qui seront utilisées dans la semelle filante en accédant à l’onglet "Modélisation" en haut > Poutre > Poutre de fondationLes poutres doivent être définies de sorte que les éléments verticaux (c’est-à-dire les poteaux et voiles) soient couverts par la semelle filante (à leurs extrémités inférieures).2. Sélectionnez plusieurs poutres qui seront incluses dans la semelle filante. (Notez que les poutres peuvent être sélectionnées dans n’importe quel ordre)3. Faites un clic droit pour afficher le menu contextuel et sélectionnez l’option "Insérer une semelle filante". La boîte de dialogue “Semelle filante” s’affiche.Vous pouvez également cliquer sur l’icône "Insérer une semelle filante" dans le ruban supérieur.
4. Cliquez sur le bouton "Calculer" pour calculer la semelle. Reportez-vous à la section Calcul de la semelle filante ci-dessous pour plus d’informations sur ce sujet.5. Une fois le calcul de la semelle filante terminé, cliquez sur le bouton "OK" pour terminer l’insertion de la semelle.
Modification d’une semelle filante existante
Pour modifier une semelle filante existante :
- Sélectionnez une semelle filante existante,
- Faites un clic droit pour charger le formulaire "Propriétés" et modifiez le calcul de la semelle filante,
- Cliquez sur le bouton "OK" dans le formulaire "Propriétés" pour mettre à jour la semelle.
Vous pouvez répéter cette procédure pour autant d’éléments que vous le souhaitez. Un seul élément à la fois peut être modifié par cette méthode.
Poutres de la semelle filante
Les poutres incluses dans la semelle filante doivent être définies avant l’insertion de celle-ci. Elles doivent respecter les règles et contraintes suivantes :
Dimensions et excentricités des poutres
Les dimensions des poutres incluses dans une semelle filante doivent être identiques. Des poutres de sections différentes ou situées sur des axes différents ne peuvent pas être utilisées dans une même semelle filante.
Calcul de la semelle filante
Après avoir sélectionné les poutres de la semelle, la boîte de dialogue "Semelle filante" s’affiche lorsque l’option "Insérer une semelle filante" est choisie dans le menu contextuel affiché par un clic droit.
La boîte de dialogue "Semelle filante" peut également s’afficher lorsque l’option "Propriétés" est choisie dans le menu contextuel affiché par un clic droit après sélection d’une semelle filante existante.
Les calculs de semelle filante sont réalisés selon la méthode de la poutre sur fondation élastique (“méthode de Winkler”). Les calculs peuvent être effectués pour toutes les combinaisons de charges, ou pour une enveloppe de toutes les combinaisons de charges. Le calcul d’enveloppe peut aussi être effectué pour un intervalle du coefficient de réaction du sol.
Afin de déterminer les classes de béton, les classes d’acier et le diamètre des armatures utilisés dans le calcul de la semelle filante, sélectionnez d’abord l’option “Matériaux” dans l’onglet “Implantation du bâtiment”. Cliquez ensuite sur l’onglet “Niveau de fondation” dans la boîte de dialogue “Matériau”.
- Les informations de charge et de géométrie de tous les poteaux, voiles et poutres associés seront chargées dans la boîte de dialogue “Semelle filante”. Seules les informations du champ blanc peuvent être modifiées.
- Saisissez le repère dans "Repère de semelle filante".
- Sélectionnez, à l’aide du menu déroulant de la section “Chargement”, la combinaison pour laquelle les calculs doivent être effectués. Pour obtenir une enveloppe de calcul pour toutes les combinaisons, cochez la case “Enveloppe de calcul”.
- Saisissez la valeur du “Coefficient de réaction du sol” dans le champ “Coefficient de réaction du sol”.
- Pour effectuer les calculs sur un intervalle de valeurs de réaction du sol, cochez la case “Pas”. Saisissez ensuite la seconde valeur du coefficient de réaction du sol dans le second champ activé. Indiquez le nombre de pas de l’intervalle à l’aide des boutons incrémentaux.
- Pour déterminer la largeur de la semelle, sélectionnez la méthode appropriée dans “Sélection de la contrainte du sol pour le calcul de la largeur de la semelle”.
- Cliquez sur le bouton “Calculer”.
- Notez que les cases “Enveloppe de calcul” et “Pas” doivent être cochées ensemble si vous voulez effectuer les calculs à la fois pour la réaction du sol et l’enveloppe de combinaisons.
- Les résultats du calcul seront chargés dans le formulaire “Résultats de calcul de la semelle filante”.
- Les diagrammes de pression du sol, d’effort tranchant et de moment sont affichés.
- Cliquez sur "Note de calcul" pour vérifier l’analyse et le calcul
- Cliquez sur "OK" pour terminer le calcul & fermer la boîte de dialogue.
- La boîte de dialogue principale de la semelle filante affichera maintenant le calcul :
- La largeur de la semelle sera calculée automatiquement à la valeur minimale permettant de respecter la contrainte maximale admissible du sol.
- Vérifiez attentivement la largeur calculée et modifiez-la ou arrondissez-la si nécessaire. Ne réduisez pas la largeur, sinon elle sera insuffisante.
- Si la largeur de la semelle est modifiée, cliquez sur "Calculer" pour revérifier le calcul ; puis régénérez la note de calcul.
- Vous pouvez effectuer le calcul des poutres de fondation en sélectionnant “Poutres de fondation” dans l’onglet “Calcul”.
Sélection de la contrainte du sol pour le calcul de la largeur de la semelle
Avant de commencer le calcul de la semelle filante, il est nécessaire de déterminer la méthode de calcul de la pression du sol sous la semelle. Sélectionnez à cet effet la méthode appropriée parmi celles indiquées dans le champ “Critères de sélection de la pression du sol pour le calcul de la largeur de la semelle”.
La méthode par défaut est “Contrainte maximale du sol”, généralement utilisée pour les sols mous. Pour les sols fermes, d’autres méthodes, à savoir “Moyenne dans la région L/4 du poteau” et “Moyenne dans la région L/2 du poteau”, peuvent aussi être utilisées. Ces deux méthodes doivent toutefois être utilisées avec prudence, car la pression du sol calculée peut diminuer sans aucun contrôle et conduire à un calcul non sécurisé.
Extensions gauche et droite
Deux champs sont réservés aux prolongements au début et à la fin de la semelle filante.
Saisissez les longueurs de porte-à-faux (prolongement) dans les champs « Porte-à-faux droit » et « Porte-à-faux gauche » si vous souhaitez inclure ces prolongements dans le calcul.
Largeur de la semelle
Si vous ne saisissez aucune valeur dans ce champ avant le calcul, la largeur de semelle requise est calculée automatiquement. Vous pouvez saisir dans ce champ une largeur différente de la valeur calculée. Dans ce cas, cliquez de nouveau sur le bouton « Calculer ». Si la largeur requise dépasse la valeur saisie, la valeur calculée est utilisée. Si la valeur saisie dépasse la largeur requise, la valeur saisie est utilisée.
Hauteur de la semelle
La hauteur de la semelle doit être renseignée avant le calcul. Cette valeur peut être modifiée si nécessaire, mais il faut alors refaire le calcul.
Diamètre des armatures de la semelle
Saisissez le diamètre d’acier à utiliser pour le calcul de la semelle. Si l’espacement des armatures calculé est trop serré, indiquez un diamètre plus grand.
Liste des poteaux
Les informations d’un poteau situé sur un alignement de semelle filante se modifient dans le tableau de la liste des poteaux. Effectuez les modifications nécessaires directement dans les cellules du tableau. Les champs de données du tableau sont décrits ci-dessous.
Nom du poteau
Le nom du poteau défini dans l’éditeur graphique s’affiche ici.
Section du poteau (b-column/e-column)
La longueur (b-column) des poteaux suit le sens de la semelle filante. La longueur (e-column) lui est perpendiculaire. Les moments sur appui et les efforts tranchants calculés dans les poutres diminuent quand ce paramètre augmente.
Charges axiales et moments
Largeur de travée orthogonale
Si les semelles filantes sont disposées selon une grille 2D, les charges axiales des poteaux doivent être réparties entre les deux semelles dans les deux directions. Pour cela, saisissez la distance du poteau dans la direction orthogonale dans le champ « Long. autre dir. ». Ces charges axiales réduites apparaissent dans la fenêtre « Résultats de la semelle filante ».
Définition de la largeur de travée orthogonale.
Dans le schéma d’exemple ci-dessus, « d1 » est la largeur de travée orthogonale du poteau S1 quand la semelle filante est calculée selon l’axe A. De même, la largeur de travée orthogonale du poteau S2 selon l’axe B vaut « d1 + d2 ». La valeur du poteau S3 selon l’axe C vaut « d2 + 2*d3 », contrairement aux autres.
Pourquoi 2*d3 ?