Les vérifications de l'aptitude au service portent sur la limitation des contraintes, l'ouverture des fissures et les limites de flèche. Les contraintes sont vérifiées dans le béton et dans les éléments de ferraillage selon l'ACI 318-19, de manière similaire à celle prescrite pour la résistance.
Limitation des contraintes
Les contraintes de compression admissibles du béton sous charges de service doivent être vérifiées pour les éléments précontraints des classes U et T. Selon le Tableau R24.5.2.1, aucune vérification de limitation des contraintes n'est requise pour un béton supposé fissuré. L'utilisateur doit définir la classe de l'élément précontraint dans les paramètres de l'élément de calcul.
La contrainte de compression admissible pour les éléments soumis à des charges transitoires est spécifiée par l'ACI 318-19 24.5.4.1 comme 0,6fc'. La limite de contrainte de compression de 0,45fc' a été établie afin de réduire la probabilité de rupture des éléments en béton précontraint sous charges répétées. Cette limite semblait également raisonnable pour prévenir une déformation de fluage excessive. Pour des niveaux de contrainte plus élevés, les déformations de fluage tendent à augmenter plus rapidement à mesure que la contrainte appliquée croît.
La contrainte de compression du béton est évaluée comme le rapport entre la contrainte principale de compression maximale fc = σc2 obtenue par l'analyse par éléments finis à l'état de service et la valeur limite, définie selon le Tableau 24.5.4.1.
Dans l'application, Précontrainte plus charge permanente est traitée comme une combinaison à long terme, et Précontrainte plus charge totale comme une combinaison à court terme.
Flèche
Selon le type de combinaison sélectionné (long terme ou court terme), c'est la flèche à long terme ou à court terme qui est évaluée. La valeur maximale admissible de la flèche doit être déterminée par l'utilisateur et prise en compte conformément à l'ACI 138-19 24.2.
Dans l'application, il est possible d'afficher séparément les flèches dues aux charges permanentes ΔDL et aux charges d'exploitation ΔLL, ainsi que la flèche totale ΔTot (permanentes+exploitation), tout en affichant la déformée.
Les flèches aux extrémités coupées ne peuvent pas être vérifiées.
Ouverture des fissures
Les ouvertures et les orientations des fissures sont calculées pour les combinaisons de service à court terme ou à long terme. Comme l'ACI ne prescrit pas directement de limites d'ouverture des fissures, l'utilisateur doit spécifier une ouverture limite de fissure wlim.
Les vérifications sont présentées comme suit :
où :
w ouverture de fissure à court ou à long terme calculée par l'analyse par éléments finis,
wlim valeur limite de l'ouverture de fissure définie par l'utilisateur.
La méthode de calcul des ouvertures de fissures utilisée dans l'application, décrite plus en détail dans ce document, est conforme à l'ACI 224R-01. Il est donc possible d'utiliser le Tableau 4.1 de l'ACI 224R-01 pour déterminer la valeur limite des ouvertures de fissures.
Il existe deux manières de calculer les ouvertures de fissures (fissuration stabilisée et non stabilisée). Dans le cas général (fissuration stabilisée), l'ouverture de fissure est calculée en intégrant les déformations sur les éléments 1D des barres de ferraillage. La direction de la fissure est ensuite calculée à partir des trois points d'intégration les plus proches des éléments de béton 2D (depuis le centre de l'élément fini 1D de ferraillage considéré). Bien que cette approche de calcul des directions de fissures ne corresponde pas à la position réelle des fissures, elle fournit néanmoins des valeurs représentatives, qui conduisent à des ouvertures de fissures comparables aux valeurs requises par la norme à la position de la barre de ferraillage.
