Vous n'avez plus à vous préoccuper de la conception des ancrages

Selon une étude publiée dans le magazine New Civil Engineer qui a interrogé plus de 100 ingénieurs civils en exercice, 55 % d'entre eux ont déclaré avoir consacré jusqu'à 4 heures à la conception d'un assemblage acier-béton typique et à la rédaction du rapport correspondant. C'est beaucoup si l'on considère tout ce qui doit être pris en compte dans un projet.

Si vous avez du mal avec les détails, faites attention. IDEA StatiCa vous apporte des bonnes nouvelles. Ce combat est désormais terminé car nous introduisons la puissance combinée de IDEA StatiCa Detail et IDEA StatiCa Connection, l'outil ultime pour la conception d'ancrages. La conception des ancrages devient ainsi facile et ne prend plus qu'une fraction du temps qu'elle prenait auparavant.

Pourquoi la conception des ancrages est-elle si pénible pour la plupart d'entre nous ?

Avant d'examiner plus en détail les options qui s'offrent à nous, définissons la manière dont les choses se sont déroulées jusqu'à présent. Réfléchissons-y un instant.

Qu'il s'agisse de l'Eurocode, de l'AISC ou de toute autre norme ou spécification relative à la conception des ancrages, toutes sont basées sur quelques principes clés concernant la manière de traitement des assemblages acier-béton.

• Tout d'abord, elles spécifient plusieurs modes de rupture pour les tiges et les semelles en béton, qui sont ensuite catégorisés en fonction du type de charge. Chaque condition est évaluée séparément.

Figure 1 : Schéma des modes de rupture – image prise de Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• Ensuite, les normes proposent une solution utilisant la méthode des composants, où l'assemblage doit être divisé en configurations et composants individuels et évalué un par un.

Figure 2 : Modèles de composants – image prise de Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• Pour compliquer encore les choses, certaines normes ne prévoient pas de procédure appropriée pour l'évaluation du béton ou recommandent une conception trop conservatrice, suggérant des étriers et du ferraillage supplémentaire sans s'appuyer sur un calcul précis pour l'assemblage en question. Le calcul est souvent remplacé par un ensemble de principes de construction.

Il n'y a rien de mal à l'approche susmentionnée. Elle a fait ses preuves pendant des années de pratique, mais il y a quelques choses qu'il faut ajouter :

1. La conception de l'ancrage, même des types plus simples, peut prendre un temps relativement long.
2. Une approche conservatrice peut devenir un véritable défi (voire impossible) lorsqu'il s'agit d'ancrages moins typiques ou totalement non standard.
3. Il en va de même pour les cas spéciaux telles que l'ancrage près du bord ou le transfert de cisaillement à l'aide de bêche etc.

Figure 3 : Étude de cas – Conception d'ancrage de réservoirs de stockage sphériques en acier, Canada

Cela conduit à un gaspillage excessif de matériaux, perte de temps significative, voire à l'évitement d'un cas. Mais pourquoi si ce n'est pas absolument nécessaire ? Nous disposons de méthodes d'analyse par éléments finis depuis quelques années déjà et leur développement ne cesse de progresser. Chez IDEA StatiCa, nous utilisons les méthodes CBFEM et CSFM, que certains pourraient qualifier d'innovantes, mais qui, en réalité, existent depuis un certain temps et sont basées sur des hypothèses ou méthodes efficaces depuis des décennies.

En les utilisant dans l'environnement rapide d'aujourd'hui où le processus de conception est sous pression, nous pouvons bénéficier d'un avantage incroyable. Nous pouvons gagner du temps tout en obtenant des résultats plus précis. Cela nous apporte non seulement la tranquillité d'esprit, mais nous permet également d'optimiser considérablement les matériaux, ce qui se traduit par des économies. Que nous offrent donc les outils les plus récents ?

IDEA StatiCa, une solution complète pour un problème complexe

IDEA StatiCa progresse tandis que les applications continuent d'évoluer et commence à maîtriser presque tous les cas de figure. Il n'est plus nécessaire d'avoir un outil pour les assemblages en acier, d'ajouter des calculs manuels ou un autre outil pour le béton. Nous pouvons désormais gérer tout et connecter efficacement le flux de travail. Comment ?

Avant la version 24.1, dans IDEA StatiCa Connection, nous pouvions évaluer les éléments en acier avec quelques limitations et faire des évaluations simples des semelles en béton (uniquement pour béton standard). Des calculs manuels supplémentaires étaient nécessaires ainsi que des calculs complets lors de l'utilisation de béton armé. Les évaluations étaient insatisfaisantes principalement avec un bloc de béton, ce qui a causé des maux de tête à plus d'un ingénieur.

Ceci est en train de changer avec la publication de la version complète de IDEA StatiCa 3D Detail, spécifiquement mise à jour avec des caractéristiques et fonctionnalités complètes telles que le transfert de cisaillement par des tiges ou bêches conçues pour des cas d'ancrage. Si vous rencontrez des problèmes tels que l'arrachement ou les ruptures de cônes de béton et si vous êtes frustrés qu'il n'était pas possible d'incorporer le ferraillage dans Connection, vous pouvez maintenant facilement modéliser le ferraillage et effectuer une analyse dans 3D Detail. L'utilisation de ferraillage couvre les modes de rupture qui se produiraient autrement dans le béton standard. À partir de 3D Detail, nous pouvons recevoir les résultats des vérifications de l'état limite ultime pour le béton, le ferraillage et les tiges en traction.

Figure 4 : Modes de rupture couverts dans IDEA StatiCa Connection et 3D Detail

Ensuite, dans Connection, vous pouvez continuer à évaluer les tiges, bêches, pieds de poteau, bref, tous les composants en acier comme auparavant. Même si les deux applications fonctionnent indépendamment l'une de l'autre, le véritable avantage revient à ceux qui combinent la puissance de Connection et Detail. Les applications se complètent l'une l'autre et ce n'est qu'ensemble qu'elles fournissent un ensemble complet d'évaluations.

Un nouvel éventail de possibilités

Mais on a déjà trop parlé. Jetons un coup d'œil à quelques exemples pratiques adaptés à notre solution et découvrons ce qui est désormais disponible :

Figure 5 : (1) Poutre en acier à poutre en béton (2) Poteau en acier à poteau en béton (3) Ancrage lourd avec bêches (4) Ancrage dans des voiles avec ferraillage

Obtenir le meilleur des deux mondes

De grands outils seraient inutiles s'ils n'étaient pas accompagnés d'un flux de travail simple. Personne ne souhaite passer du temps à modéliser deux fois le même détail. C'est pourquoi le lien entre Detail et Connection était pour nous une nécessité absolue. En un seul clic, l'importation du modèle, y compris les charges, est prête. La seule chose supplémentaire qu'il faut faire est d'ajouter du ferraillage et le modèle est prêt pour le calcul final. Le processus complet peut être effectué en quelques minutes, voyez par vous-même :

Vous trouverez plus d'informations sur l'importation elle-même dans l'article de la note de publication : Importation d'ancrage de Connection à Detail.

Conclusion

Comment conclure ? Si la conception des assemblages vous pose problème et vous prend trop de temps, le moment est peut-être venu de faire quelque chose pour y remédier. Téléchargez la nouvelle version, essayez-la et dites-nous si nous allons dans la bonne direction. Quelque chose nous dit – peut-être les milliers de nos clients satisfaits – que c'est déjà le cas.

Remarque : Pour une bonne compréhension, je recommande de lire les Limites connues de 3D Detail, ainsi que de se plonger dans la Base théorique ou dans une description pratique des fonctionnalités pour une compréhension plus approfondie.