Le tutoriel suivant explique comment modéliser entièrement une semelle de fondation dans IDEA StatiCa Detail. L'import depuis l'application Connection vers Detail est traité dans le tutoriel Lien BIM de Connection vers Detail.
1 Nouveau projet
Commencez par lancer l'application IDEA StatiCa. Dans la fenêtre principale d'IDEA StatiCa, ouvrez l'application Detail pour définir un nouveau projet.
Sélectionnez le type Modèle 3D et le modèle vide. Ajustez les paramètres conformément à l'image ci-dessous (béton C25/30, classe des boulons 10.9, enrobage 40 mm). Enfin, cliquez sur Créer.
2 Géométrie
Un projet entièrement vierge a été créé, et vous devez maintenant tout définir à partir de zéro. Vous devez ensuite définir un nouveau bloc plein.
L'étape suivante consiste à supporter le bloc en ajoutant un nouvel appui surfacique. L'utilisateur peut définir différentes raideurs dans chaque direction. Par défaut, l'appui dans la direction verticale est défini sur « compression uniquement », ce qui reflète le fait que le sol ne peut transmettre aucune charge en traction. La valeur de la raideur du ressort du sol est généralement déterminée en collaboration avec un ingénieur géotechnicien. Elle dépend en général du sol d'assise, de la profondeur de la fondation, de la forme de la fondation et des charges appliquées. Saisissez la valeur kz = 40 MN/m3, correspondant à de bonnes conditions de fondation (argile très dure). L'appui surfacique peut être appliqué à une surface entière ou seulement à une partie définie par une polyligne. Dans ce cas, utilisez le réglage par défaut Surface entière.
Veuillez noter que l'application ne remplace pas la vérification géotechnique de la fondation. Elle ne vérifie pas la valeur de la pression du sol et ne réalise pas de vérification normative de la stabilité de la semelle. Si le chargement en flexion est trop élevé, la semelle se renversera (ce qui se traduit par une analyse divergente ou par de grandes déformations/déplacements).
L'étape suivante consiste à définir les dispositifs de transfert. La platine de base sera le premier élément à créer. Vous allez définir une platine de base carrée en acier, située près du bord du bloc de béton. L'effort de cisaillement est transmis par frottement entre la platine en acier et la surface du béton. Le transfert du cisaillement peut également être confié à une bêche ou à des ancrages.
L'épaisseur de la platine de base est fixée à 60 mm afin de garantir qu'elle se comporte comme une plaque rigide, ce qui évite toute erreur de calcul des efforts dans les ancrages ou des contraintes de contact dans le béton due à la déformation. Lors de l'export de données depuis l'application Connection, la déformation de la platine de base est prise en compte en générant une charge le long du périmètre de la structure connectée. De plus, les efforts dans les ancrages sont transférés directement depuis l'application Connection, où la platine de base est modélisée comme un matériau plastique raidi par la structure connectée. Pour plus de détails sur ce sujet, reportez-vous à l'article Import de l'ancrage de Connection vers Detail.
La platine de base étant définie, il est maintenant temps de passer aux ancrages. Les ancrages doivent être en acier de classe 10.9.
Deux types d'ancrages peuvent être sélectionnés :
Ancrages coulés en place : ancrages pré-installés avec des propriétés d'adhérence prédéfinies selon le type sélectionné (armature, ancrage avec rondelle ou goujon à tête)
Post-installé (adhésif) : ancrages post-installés (ancrages chimiques) avec la possibilité de personnaliser la résistance d'adhérence en fonction de la résistance d'adhérence réelle. Pour en savoir plus, consultez l'article Résistance d'adhérence des ancrages dans Detail 3D.
Utilisez la tige filetée post-installée, définissez le matériau acier 10.9 et la résistance d'adhérence à 5,0 MPa. La valeur de la résistance d'adhérence doit être définie à partir de la documentation technique fournie par le fabricant de l'ancrage chimique.
Il est important de relier l'ancrage à la platine de base, car les charges lui seront appliquées. Copiez l'ancrage trois fois et ajustez les positions.
3 Ferraillage
Sélectionnez Ensemble d'armatures(1)-->Sur plusieurs arêtes(2) et renseignez les propriétés(3).
Copiez l'opération et modifiez la surface. Toutes les autres options sont conservées.
Copiez à nouveau l'opération et modifiez les paramètres pour définir le ferraillage horizontal.
La dernière étape consiste à définir le ferraillage d'effort tranchant. Vous pouvez le modéliser sous forme de barres verticales avec une adhérence parfaite aux deux extrémités. Saisissez un nouveau groupe de barres Sur surface et modifiez les paramètres une dernière fois.
4 Charges et combinaisons
Il y aura deux cas de charge : LC1 : poids propre, LC2 : charge permanente.
Commencez par le poids propre.
À l'étape suivante, les valeurs de calcul de la charge permanente agissant sur la platine de base seront définies. Vous pouvez définir six composantes de la charge ponctuelle ainsi que sa position sur la platine de base.
Créez maintenant une combinaison de charges de calcul. Vous pouvez ajouter les coefficients de combinaison selon la norme. Comme indiqué, les efforts ponctuels sur la platine de base sont déjà des valeurs de calcul ; nous laisserons donc le coefficient du LC2 à 1,0.
5 Calcul et vérification
Avant de lancer l'analyse, nous recommandons vivement de modifier le multiplicateur de maillage à deux afin d'accélérer la simulation. Cette étape n'est pas obligatoire, mais elle peut réduire le temps de calcul et aider à détecter d'éventuels problèmes de divergence. Si tout fonctionne correctement et qu'aucun problème n'apparaît, vous pouvez revenir à un multiplicateur de un et effectuer l'analyse et la vérification finales.
Lorsque l'analyse est terminée, un bref aperçu des résultats s'affiche dans le coin supérieur gauche de l'écran. Vous pouvez passer à l'onglet Vérification . Les résultats récapitulatifs seront affichés, montrant le flux des contraintes dans le béton et dans le ferraillage.
Contrainte principale effective
La contrainte principale effective (EPS) dans le béton est déterminée à partir du comportement volumique du bloc de béton et est comparée directement à la valeur de calcul de la résistance du béton fcd. La relation entre la contrainte maximale de compression dans le béton σc3 et la contrainte principale effective est exprimée par le facteur kappa. Pour en savoir plus sur la contrainte principale effective, cliquez ici.
Coupes
Vous souhaitez également vérifier ce qui se passe à l'intérieur du bloc de béton. Pour cela, vous pouvez définir une coupe. Vous pouvez définir le plan de votre choix et en régler la position.
Vous pouvez définir un nombre quelconque de coupes dans n'importe quelle direction. Pour revenir à la vue par défaut, cliquez sur l'icône des coupes.
Contraintes dans les ancrages et les armatures
Dans la vérification de résistance, vous pouvez afficher les contraintes et les déformations de toutes les armatures et de tous les ancrages. Vous pouvez remarquer que l'ancrage proche du coin présente le taux de travail maximal.
Ancrage
L'onglet Ancrage permet à l'utilisateur d'afficher la contrainte d'adhérence et l'effort total dans chaque barre et chaque ancrage.
Les ancrages doivent toujours être vérifiés conformément à la norme. Vous pouvez effectuer une vérification normative complète des ancrages et des blocs de béton à l'aide des applications Connection et Detail. Pour en savoir plus sur les vérifications dans Connection et Detail, consultez l'article Vérification normative complète des ancrages et du bloc de béton avec IDEA StatiCa (EN).
Certaines vérifications ne peuvent pas être réalisées par l'application Connection. Ces vérifications manquantes dans IDEA StatiCa Connection sont contournées à l'aide de Detail :
De plus, l'application Detail prend automatiquement en compte le ferraillage situé à proximité de l'ancrage, ce qui peut augmenter de façon significative la capacité portante des ancrages lorsque la rupture par cône de béton est déterminante.
Déformations
Il est fortement recommandé de vérifier la déformation après l'analyse afin de s'assurer que le modèle ne présente ni grande déformation, ni rotation importante, ni distorsion d'un élément fini. Cela donne un aperçu des résultats de l'analyse et aide à identifier les problèmes éventuels survenus pendant l'analyse.
Passez à Auxiliaire et activez Déformation.
6 Rapport
Enfin, accédez à Aperçu/Impression du rapport. IDEA StatiCa Detail propose un rapport entièrement personnalisable, à imprimer ou à enregistrer dans un format modifiable.
Vous avez appris à saisir un bloc de béton avec ferraillage dans IDEA StatiCa Detail, à définir des appuis et à utiliser des dispositifs de transfert de charges. Vous savez saisir des charges et définir des combinaisons de charges et, enfin, vous avez appris à effectuer l'analyse et les vérifications normatives.
