Dimensionnement Robot Des Semelles

Dimensions

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Dimensions Après la sélection du bureau SEMELLES : DEFINITION , vous pouvez définir les dimensions de la semelle étudiée. Pour ouvrir la boîte de dialogue Dimensions , vous pouvez aussi effectuer une des opérations suivantes : •

cliquez sur l’icône

•

sélectionnez la commande Dimensions  dans  dans le menu Structure .

Dans cette boîte de dialogue, vous pouvez s aisir les informations de base relatives à la géométrie de la semelle étudiée. Dans la boîte de dialogue, trois ou quatre onglets sont disponibles : •

Général

•

Fût

•

Optimisation

•

Gros béton / Massif encastré. encastré.

NOTE : Le dernier onglet Gros béton / Massif encastré est disponible si dans l’onglet Dimensions de base la semelle sur gros

béton a été sélectionnée (pour cela, cliquez sur l’icône , n’oubliez pas de cliquer sur le bouton Appliquer   ). ATTENTION : l’option Gros béton / Massif encastré n’est disponible que pour les normes françaises D TU 13.12 i Fascicule No 62 - Titre V.

Chargements Après la sélection du bureau SEMELLES : CHARGEMENTS  vous pouvez définir les charges appliquées sur la semelle étudiée. Pour ouvrir cette boîte de dialogue, vous pouvez aussi effectuer une des opérations suivantes : •

cliquez sur l’icône

sélectionnez la commande Charges  dans  dans le menu Structure . Le logiciel affiche alors la boîte de dialogue représentée sur la figure ci-dessous.

•

Dans cette boîte de dialogue vous pouvez définir les charges appliquées à la semelle (la figure ci-dessus présente la boîte de dialogue dans le cas où le type de géométrie sélectionné est une s emelle sous deux poteaux). Les natures de charges disponibles sont : charges permanentes, charges d’exploitation, charges de neige, charges de vent et charges sismiques. Les trois types de charges appliquées à la semelle sont : •

force axiale

•

force axiale avec un moment fléchissant et un effort tranchant

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force axiale avec des moments fléchissants et des efforts tranchants agissant dans deux directions. En fonction du type de charge sélectionné, le logiciel affiche les champs d’édition appropriés dans lesquels vous pouvez définir les valeurs des efforts (N, Fx, Fy, Mx, My). Dans le cas de la semelle sous deux poteaux pour chaque cas de charge, le logiciel définit le jeu de forces appliquées à deux fûts de la semelle. Ces forces sont en corrélation et ne sont pas soumises aux principes de combinaison des forces. •

La liste des cas de charge comprend deux catégories : les charges sur la semelle discutés ci-dessus (dues à un ou à deux poteaux) et les charges sur le talus. La boîte de dialogue dans laquelle vous pouvez définir les charges sur le talus. NOTE :  En fonction du type de charge sélectionné, la liste des natures de charges disponibles varie, de même l’aspect de la boîte de dialogue Charge  s’en trouve modifié.

Pour définir la charge sur le talus, vous devez saisir la valeur de la charge Q1, deux natures de charge (permanente et d’exploitation) sont accessibles.

Paramètres du sol Après la sélection du bureau SEMELLES : SOLS  vous pouvez définir les paramètres des sols. Pour ouvrir la boîte de dialogue Semelle : Sols , vous pouvez aussi effectuer une des opérations suivantes : •

cliquez sur l’icône

sélectionnez la commande Sol  dans le menu Structure . Le logiciel affiche alors la boîte de dialogue représentée sur la figure ci-dessous : •

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Dans cette boîte de dialogue vous pouvez définir les paramètres du sol. La base de sols permettant d’utiliser les corrélations définies dans la norme appropriée est fournie a vec le logiciel. Après la définition des paramètres principaux des sols, les autres paramètres sont calculés et affichés automatiquement dans le tableau. Dans le champ Nom , le logiciel affiche le nom d e la stratification du sol définie. Le tableau ne présente que ces caractéristiques du sol que sont utilisées lors des calculs des semelles isolées. Les paramètres principaux du sol peuvent être modifiés ; après la validation de nouvelles valeurs, les autres paramètres sont automatiquement calculés et affichés dans le tableau. Les champs du tableau, excepté les champs contenant les paramètres principaux, ne sont pas actifs. Dans le module de dimensionnement des semelles isolées, vous pouvez enregistrer/charger la stratification du sol définies (boutons Enregistrer sous...  et Charger). Le profilé est enregistré au format d’une ba se MS Access® (*.mdb). NOTE : Il est déconseillé de modifier manuellement le fichier dans MS Access® parce que vous risquez de supprimer facilement les données nécessaires au fonctionnement correct de l 'application. Le profil du sol contient toutes les informations concernant les paramètres du sol et peut être transféré entre les postes de travail et utilisé dans les autres modules du logiciel Robot  et dans les calculettes. Après un clic sur le bouton Editer la base, le logiciel affiche la boîte de dialogue présentée sur la figure ci-dessous.

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Cette option permet d’introduire le sol aux paramètres définis dans la base de sols disponibles . La définition d’un nouveau sol commence par la sélection dans le champ Nom  d’un des sols existants. Après la sortie de ce champ, le logiciel charge les données caractéristiques pour le sol donné. Ensuite, vous pouvez modifier à volonté les paramètres et nom du sol. NOTE :  Le logiciel ne contrôle pas, si les données saisies par l’utilisateur sont correctes. L’omission d’un paramètre ou paramètres incorrects peuvent conduire aux résultats incorrects. Dans la zone Contrainte , vous pouvez définir la contrainte admissible dans le sol (cf. Principes généraux du dimensionnement des semelles), Pour les normes françaises DTU 13.12 et Fascicule 62 Titre V, il est possible de choisir la méthode de calcul de la capacité portante du sol, et ensuite, définir les paramètres nécessaires pour les calculs. Vous pouvez choisir les méthodes et les paramètres respectifs suivants (cf. Principes généraux du dimensionnement des semelles) : •

méthode d’essais de laboratoire - la capacité portante est calculée à partir des paramètres donnés dans le tableau des sols

•

méthode d’essais pressiométriques complète - il faut définir une courbe d’essais pressiométriques et la profondeur d négligée dans les calculs de la profondeur de fondation

•

méthode d’essais pressiométriques de contrainte - il faut déterminer la contrainte de rupture, l’état pour lequel celleci a été définie et déterminer si la rectification géométrique de la semelle et l’influence des charges horizontales doit être effectuée ; il faut aussi entrer la profondeur d négligée dans les calculs d e la profondeur de fondation.

Dans la partie supérieure de la boîte de dialogue, vous pouvez définir les grandeurs suivantes : hauteur du talus N1, N2 (ce champ peut s’afficher pour certaines positions de la fondation), niveau supérieur de la semelle, Niveau du fond de fouille. Si la case Niveau de la nappe phréatique   est cochée, deux champs deviennent accessibles, dans ces champs vous pouvez définir le niveau minimum et maximum de la nappe phréatique. Rubrique connexe : Liste des paramètes du sol

Disposition de ferraillage (semelles) L’option Disposition de ferraillage  sert à définir les paramètres des barres d’acier utilisées lors du dimensionnement de la semelle. Pour ouvrir la boîte de dialogue Disposition de ferraillage , vous pouvez effectuer une des actions suivantes :

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•

vous pouvez cliquer sur l’icône Disposition de ferraillage  accessible dans la barre d’outils

•

vous pouvez sélectionner la commande Disposition de ferraillage  disponible dans le menu Analyse 

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La partie supérieure de la boîte de di alogue regroupe quatre onglets : Semelle Fût Attentes Formes (la description de cet onglet est analogue à la description de l’onglet Formes   dans la boîte de dialogue pour les poutres ou pour les poteaux en béton armé) Pour les normes françaises DTU 13.12 et Fascicule No 62 - Titre V, l’onglet Gros béton / Massisf encastré   est disponible.

NOTE :  Dans le cas où vous auriez sélectionné un des 3 types de f ût dans la boîte Dimensions , onglet Fût) : avec une réservation, avec deux réservations, avec encuvement, la bo îte de dialogue Dispositions de ferraillage ne contient que trois onglets (l'onglet Attentes est absent). L’aspect de la boîte de dialogue change après la sélection de chacun des onglets listés dans lesquels vous pouvez définir les paramètres spécifiques du ferraillage.

Résultats Pour obtenir les résultats pour la semelle étudiée, vous pouvez effectuer une des actions suivantes : •

sélectionnez la commande Diagrammes  disponible dans le menu Résultats 

•

cliquez sur l’icône

•

sélectionnez le bureau Semelles - Résultats.

Le dimensionnement de la semelle comprend les ac tions suivantes : •

vérification de la contrainte dans le sol sous la semelle

•

vérification de la stabilité au glissement

•

vérification de la stabilité au renversement

•

vérification de la stabilité au soulèvement de la semelle

•

prise en compte des dispositions sismiques (vérification de la stabilité au glissement et au soulèvement de la semelle)

•

vérification du poinçonnement/cisaillement

•

calcul du ferraillage dans la semelle et dans l’assemblage poteau-semelle

•

disposition du ferraillage calculé dans la s emelle et dans l’assemblage poteau-semelle

•

établissement du métré (béton, acier, coffrage)

NOTE :  Lors des calculs de la semelle sur gros béton, le logiciel ne v érifie pas pour le gros béton les co nditions de stabilité au glissement et au renversement et les conditions au cisaillement et au poinçonnement. Rubrique connexe : Principes généraux du dimensionnement des semelles (avec la prise en compte des exigences des normes disponibles) Il est possible d’afficher à l ’écran les contraintes sur les côtés et s ous le massif encastré. Pour afficher ces résultats, il faut choisir l’option Gros béton / M. encastré . Pour le massif encastré, les contraintes suivantes seront définies (cf. la figure ci-dessous) : 1 - contrainte supérieure latérale

σ

3 - contrainte inférieure latérale

σ

2 - contrainte sous le massif encastré à droite

σ

2 - contrainte sous le massif encastré à gauche

σ

H0 - est la hauteur du sol mesurée à partir du sommet du massif encastré pour lequel la contrainte ne sera pas calculée (ne pas pris en compte dans l es calculs).

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NOTE : Lors des calculs de la semelle située sur le gros béton / massif encastré, pour le gros béton / massif encastré, les conditions suivantes sont vérifiées : - pour la semelle isolée : capacité portante, stabilité au renversement - pour le contact semelle / gros béton/massif encastré : soulèvement (surface de travail) - pour le gros béton/massif encastré : charge limite sur la direction X / Y, ch arge limite latérale sur la direction X / Y . Si les aciers en attente sont gé nérés entre la semelle isolée et le gros béton / massif encastré, la condition pour le glissement n’est pas vérifiée. Après le lancement des calculs de la semelle (isolée ou filante), le bureau Semelles : Résultats est appelé par défaut. L’écran du moniteur se divise en trois parties : la fenêtre graphique avec une vue sur la semelle (les résultats obtenus sont présentés graphiquement), la fenêtre de résultats concernant le s ol et la boîte de dialogue Semelle : résultats . De plus, les résultats en mode texte peuvent être exploités après le lancement de la note de calcul (pour cela, utilisez la commande Note de calcul  disponible dans la menu Résultats ). Lors du dimensionnement de la semelle, les valeurs suivantes peuvent être affichés dans la fenêtre graphique : •

projection de la semelle sur le plan XY (semelle vue d’en haut) avec la posi tion du fût

•

diagrammes des contraintes dans le sol avec la présentation des valeurs dans les sommets de la semelle

•

noyau

contour pris en compte lors des calculs au poinçonnement (symbolisé par la couleur verte). Pour la répartition des contraintes sous la fondation, le logiciel affiche aussi les valeurs des forces et moments agissant directement à la surface de contact entre l a fondation et le sol. Si vous dimensionnez une semelle filante, la fenêtre graphique affiche seulement la section transversale de la semelle filante et les diagrammes des contraintes dans le sol sous la semelle. La figure ci-dessous présente une fenêtre graphique avec les résultats obtenus pour une semelle isolée. •

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La boîte de dialogue Semelle : résultats  affiche les résultats en mode numérique.

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La boîte de dialogue représentée sur la figure ci-dessus est divisée en trois parties : •

zone Combinaisons dimensionnantes 

•

zone Coefficients pour les combinaisons

•

zone Coefficients globaux .

Le champ Combinaisons dimensionnantes  affiche la liste de toutes les combinaisons de charges externes (appliquées au fût ou à la surface supérieure de la fondation) pour lesquelles la semelle étudiée (isolée ou filante) a été vérifiée. Les valeurs des forces et moments prenant en compte le poids propre de la fondation sont affichées au-dessous du schéma de la répartition des contraintes dans la boîte de dialogue Semelles - résultats . Ce champ affiche les informations suivantes : type de combinaison (ELU, ELS), groupe de charge et le numéro de la charge multipliée pa r le facteur approprié. Les combinaisons avec astérisque concernent les combinaisons utilisées pour les calculs BA (armatures, poinçonnement, etc.) ; par contre, les combinaisons sans astérisque sont relatives aux combinaisons utilisées pour les calculs du sol (résistance du sol, stabilité au reversement, etc.). Le champ Coefficients pour les combinaisons   affiche la liste de tous les coefficients de sécurité pour la liste de combinaisons de charges active (mise en surbrillance dans le champ Combinaisons dimensionnantes ). Ce champ affiche toutes les combinaisons vérifiées pour la combinaison dimensionnante active. La description contient le type de combinaison pour laquelle la vérification a été effectuée et la valeur réelle du coefficient de sécurité mise en relation avec la valeur limite. Si vous sélectionnez (cliquez) sur l’un des coefficients, le schéma de la répartition des contraintes affiche la solution pour ce coefficient.

NOTE :  Le nombre de coefficients de sécurité dépend du type de combinaison dimensionnante sélectionné (ELU, ELS). Si le coefficient de sécurité est exprimé par le symbole INF (infini), la condition correspondante ne se produit pas (par

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exemple les charges appliquées ne peuvent pas e ntraîner le renversement de la semelle). La zone Coefficients globaux   regroupe six zones : Charge limite , Soulèvement, Stabilité au glissement , Stabilité au renversement , Tassement moyen et Poinçonnement/cisaillement . A droite des boutons, le logiciel affiche les coefficients les plus défavorables pour les types de vérification correspondants. Un clic sur le bouton sélectionné met en évidence dans la zone Combinaisons dimensionnantes   la combinaison pour laquelle le coefficient de sécurité affiché a été obtenu. Si une des conditions n’est pas satisfaite lors de la vérification de la semelle, elle est affichée en rouge. Si un des types de vérification de la semelle a été désactivé (boîte de dialogue Options géotechniques ) - par exemple, la vérification au renversement, le champ relatif au coefficient de sécurité pour la stabilité au renversement sera grisé. Ce coefficient sera calculé et affiché dans le champ approprié mais aucun message d’avertissement ne sera émis dans le cas où la condition de stabilit é au renversement ne serait pas satisfaite pour la s emelle étudiée.

NOTE :  Si vous positionnez le pointeur de la souris sur la ligne voulue dans la boîte de dialogue Semelles – résultats , le logiciel affiche les informations supplémentaires concernant les conditions exigées lors du dimensionnement de la semelle (voir la figure ci-dessous).

Principes généraux du dimensionnement des semelles Le module Semelle permet le dimensionnement géotechnique qui, en fonction du pays, est basé sur les exigences des normes géotechniques, les recommandations techniques ou directement sur les principes de la mécanique du s ol. Les principes du dimensionnement géotechnique peuvent être d ivisés en groupes d’exigences régionales (nationales) : •

PN-81/B-03020

•

ACI

•

BS 8004:1986

•

CSA

•

DTU 13.12

•

Eurocode 7

•

Fascicule 62 Titre V

•

SNiP 2.02.01-83.

Indépendamment des paramètres du dimensionnement géotechnique, le module Semelle admet le choix de la norme de dimensionnement du ferraillage réel de la semelle. Les normes suivantes du dimensionnement du ferraillage ré el de la semelle sont disponibles : •

PN-84/B-03264

•

PN-B-03264 (2002)

•

ACI 318/99

•

ACI 318/99 metric

•

BAEL 91

•

BAEL 91 mod. 99

•

BS 8110

•

CSA A23.3-94

•

EC 2 - Belgian DAN (NBN B 15-002)

•

EC 2 - Italian DAN

•

EHE 98

•

NS 3437E

•

SNiP 2.03.01-84

CP65. Les normes ci-dessus peuvent être utilisées pour l es calculs du ferraillage exigé, l’analyse du poinçonnement et les •

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exigences relatives au ferraillage réel. Rubriques connexes concernant les descriptions détaillées pour les normes spécifiques : Etats limites Pondérations Résistance du sol Glissement Renversement (stabilité locale) Position de la résultante des forces (surface de contact) Tassement moyen Différence de tassements Calculs des contraintes dans le sol Eau phréatique

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