SECTION : équilibre d'une section polygonale en flexion composée déviée
Vérification d'une section droite de forme quelconque, évidements compris, armée par des aciers ponctuels, sous un torseur d'effort normal et de deux moments. La feuille cherche le plan de déformation qui équilibre le torseur, puis rend les déformations à l'état-limite ultime et les contraintes à l'état-limite de service, chacune en regard de sa limite.
Section
La forme quelconque s'édite ici sommet par sommet, évidements compris, ou se décrit dans l'onglet Texte. Les deux voies portent le même modèle.
Armatures
Matériaux
L'allongement ultime de calcul vaut 45 ‰ pour un acier de ductilité courante. Il se change pour une autre classe de ductilité.
Coefficients
Ces trois coefficients relèvent de l'annexe nationale du pays où l'ouvrage est construit. Les valeurs proposées sont celles que la norme recommande.
État limite de service
Le coefficient d'équivalence vaut 15 quand le fluage est pris en compte de façon forfaitaire. Les deux limites relèvent de l'annexe nationale.
Efforts
Efforts déjà pondérés, appliqués au centre de gravité du béton. Compression positive.
Grandeurs vérifiées
Le taux rapporte la valeur calculée à sa limite. La ligne accentuée est celle qui commande.
Déformations et contraintes aux points
Sommets du contour et armatures, dans l'ordre de saisie. Les lignes grisées sont les sommets en zone tendue, où le béton n'oppose aucune contrainte.
Format de texte, mémento complet
Principe. Une instruction par ligne, le mot-clé d'abord. Une barre oblique en début de ligne ou précédée d'un blanc ouvre un commentaire. Les valeurs se donnent en CLE=valeur, dans l'ordre que l'on veut. Point ou virgule décimale indifféremment. Longueurs en mètres, aires d'acier en centimètres carrés, efforts en kN et kN·m, contraintes en MPa. TITRE texte libre nom du calcul BETON FCK=30 GC=1.5 ACC=1 résistance, sécurité, effets de longue durée ACIER FYK=500 ES=200000 GS=1.15 EUD=0.045 SERVICE ALPHAE=15 K1=0.6 K3=0.8 équivalence et limites de contrainte CONTOUR PLEIN ouvre un contour, les sommets suivent 0 0 un sommet par ligne, x puis y 0.5 0 0.5 0.7 0 0.7 CONTOUR TROU un évidement se décrit de la même façon ARMATURE X=0.05 Y=0.05 A=6.16 une barre, aire en cm² EFFORTS ELU N=1200 MX=380 MY=60 efforts pondérés au centre de gravité EFFORTS ELS N=880 MX=275 MY=44 La même description se calcule hors du navigateur, avec l'interface texte.
Référentiel normatif
Règlement appliqué. NF EN 1992-1-1, Eurocode 2, calcul des structures en béton, partie 1-1, règles générales et règles pour les bâtiments, octobre 2005, amendement A1 de février 2015, avec son annexe nationale. Le calcul porte sur l'état-limite ultime de résistance et sur la limitation des contraintes à l'état-limite de service.
Paramètres nationaux. Les coefficients de sécurité sur les matériaux, le coefficient tenant compte des effets de longue durée, l'allongement ultime de calcul de l'acier et les deux coefficients de limitation des contraintes à l'état-limite de service relèvent de l'annexe nationale du pays où l'ouvrage est construit. Ils sont tous saisissables, et la feuille propose les valeurs recommandées par la norme.
Hors code. La recherche du plan de déformation qui équilibre le torseur, l'intégration des contraintes sur les polygones et la construction du domaine résistant sont des méthodes d'analyse : aucun règlement ne les impose. Le facteur de charge admissible et le recoupement par la section homogène sont donnés à titre indicatif, ils ne sont confrontés à aucune limite réglementaire.
Domaine d'emploi. Vérification d'une section donnée sous un torseur donné, pour un béton de résistance caractéristique au plus égale à 50 MPa : au delà, l'exposant du diagramme parabole-rectangle cesse de valoir 2 et l'intégration exacte de cette feuille ne s'applique plus. La condition est testée et son verdict s'affiche. Ne sont traités ni le dimensionnement des aciers, ni les sections minimales, ni l'effort tranchant, ni la torsion, ni les ancrages et recouvrements, ni les dispositions constructives, ni les effets du second ordre géométrique, ni le fluage, ni l'ouverture des fissures, ni les flèches, ni la fatigue, ni les situations accidentelles, ni la tenue au feu. Le choix des combinaisons et la pondération restent à la charge de l'utilisateur.
Méthode. Les sections restent planes : le champ de déformation est un plan à trois inconnues, réglées par l'équilibre des trois composantes du torseur. Le béton tendu est négligé, l'adhérence est parfaite, et l'aire de béton occupée par les armatures n'est pas déduite, ce qui raidit légèrement la section comprimée et joue donc dans le sens favorable, de quelques pour cent. À l'état-limite ultime le béton suit le diagramme parabole-rectangle, de résistance de calcul αcc·fck/γC, parabolique jusqu'à 2 ‰ puis constant jusqu'à 3,5 ‰ ; l'acier suit un diagramme élasto-plastique de palier fyk/γS. Le domaine des diagrammes admissibles est celui des trois pivots : 3,5 ‰ sur le béton et l'allongement ultime sur l'acier quand la section est partiellement tendue, 2 ‰ au point situé aux trois septièmes de la hauteur depuis la fibre la plus comprimée quand elle est entièrement comprimée. À l'état-limite de service le comportement est élastique linéaire, avec le coefficient d'équivalence acier-béton. Les lignes d'égale déformation découpent chaque contour, et sur chaque morceau la contrainte est un polynôme intégré exactement par les moments du polygone.
Contrôle. Trois recoupements tournent à chaque calcul et s'affichent chiffrés : la résultante du béton comprimé reprise par une seconde voie d'intégration, par découpage en bandes ; la même sollicitation reprise en section homogène non fissurée, qui doit redonner la même contrainte tant que le béton reste comprimé et dont l'écart mesure ensuite l'effet de la fissuration ; et les conditions d'emploi du modèle, testées une à une.
Domaine d'emploi. Sections de forme quelconque, évidements compris, armées par des aciers ponctuels, en flexion composée déviée. La section doit trouver un état d'équilibre : quand elle n'en trouve pas, la feuille le dit au lieu d'afficher un résultat.