Exigences réglementaires, ancrages et fondations des bâtiments en acier formé à froid

Cet article décrit les règles réglementaires qui complètent les vérifications des panneaux et des montants dans les bâtiments en acier formé à froid : calcul et répartition de la charge sismique, part des panneaux en plaque de plâtre, exigences structurelles, ancrages des panneaux et fondations. Pour la conception des panneaux et des montants, voir l'article Conception des panneaux et montants en acier formé à froid.

1. Charge sismique : charge sismique équivalente et T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1)

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Selon la TBDY 10.2.6.1, la méthode de la charge sismique équivalente est utilisée pour le calcul sismique des bâtiments en acier formé à froid, et l'accélération spectrale de conception élastique est déterminée en prenant T = 0,2 s. Lorsque le type de bâtiment est « acier léger », le programme calcule l'accélération spectrale, le coefficient de réduction de la charge sismique et les grandeurs associées avec T = 0,2 s ; la période calculée n'a qu'une valeur indicative.

• Si une méthode fondée sur la combinaison modale est choisie comme méthode de calcul sismique, un avertissement « TBDY 10.2.6.1 » et une erreur de la liste de contrôle du projet sont émis (les modes sont calculés avec leurs propres périodes). Le même avertissement est émis lorsque les résultats modaux de SAP2000 sont utilisés.
• Calculer aussi le coefficient de réduction de la charge sismique avec T = 0,2 s va dans le sens de la sécurité : si la période calculée est supérieure à 0,2 s, le coefficient de réduction est plus petit et la charge sismique augmente.

2. Rigidité des panneaux proportionnelle à la capacité (TBDY 10.2.6.1)

Selon la réglementation, la charge sismique est répartie entre les panneaux en acier léger en fonction de leur capacité et de leur position en plan. Lorsque la répartition de l'effort tranchant est effectuée par la méthode des éléments finis, le programme rend la rigidité dans le plan de chaque mur en acier léger proportionnelle à la résistance au cisaillement du panneau : les panneaux revêtus d'OSB, de contreplaqué ou de tôle reçoivent plus d'effort tranchant que les panneaux en plaque de plâtre. La rigidité totale en acier léger de l'étage ne change pas (l'effort tranchant à la base et à l'étage restent identiques).

• Quand est-ce appliqué ? Lorsque, dans les Paramètres généraux du projet, le type de rigidité des panneaux est « capacité » (par défaut) et que les murs sont modélisés par des éléments barres. Dans la répartition classique de l'effort tranchant, celui-ci est de toute façon réparti selon la capacité.
• Seule la rigidité latérale dans le plan change ; la rigidité axiale et hors plan ainsi que le partage des charges verticales restent identiques. Pour un étage à revêtement d'un seul type, le coefficient est ≈ 1.
• Un panneau qui ne peut pas participer au cisaillement (h/l > 4 ou l < 0,30 m) ne reçoit pratiquement pas d'effort tranchant ; si l'effort tranchant de l'analyse est inférieur au millième de l'effort tranchant des panneaux de l'étage dans la même direction, le panneau n'est pas considéré comme « insuffisant » et le rapport indique « ihmal edildi, panel yalnız düşey yük için tasarlandı » (négligé, panneau conçu uniquement pour la charge verticale).
• Dans l'analyse, les panneaux courts entre portes/fenêtres peuvent recevoir un effort tranchant inférieur à leur part de capacité. Pour les sollicitations du panneau, du montant de rive et de l'ancrage, le programme relève l'effort tranchant et le moment sismiques de chaque panneau au moins à sa part de capacité ; le rapport indique « kapasite payı tabanıyla ×r büyütüldü » (majoré de ×r par la limite inférieure de la part de capacité) (côté sécurité).
• Dans le modèle de mur en éléments coques, cette mise à l'échelle n'est pas effectuée ; pour une répartition selon la capacité, utilisez le modèle de mur en barres ou la répartition classique de l'effort tranchant.

3. Part sismique des panneaux en plaque de plâtre (TBDY 10.2.7.2)

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Selon la réglementation, les panneaux en plaque de plâtre ne peuvent pas reprendre seuls la demande sismique. Pour chaque étage en acier léger et chaque direction (X/Y), le programme calcule la part de la plaque de plâtre dans la résistance au cisaillement des panneaux et la compare à la limite du Tableau 10.3 de la TBDY : 80 % pour un bâtiment à 1 étage ; pour 2 étages, 80 % à l'étage supérieur et 60 % à l'étage inférieur ; pour 3 étages, de haut en bas, 80 % / 60 % / 40 %.

• Quelle face est considérée comme plâtre ? Si le type de revêtement de l'onglet Panneau en acier léger est « Plaque de plâtre », il s'agit de plâtre ; s'il est OSB, Contreplaqué ou kφ utilisateur, ce n'est pas du plâtre. Si le type est « Non défini », la face dont la résistance au cisaillement vc ≤ 3,4 kN/m est considérée comme plâtre. La valeur par défaut des nouveaux murs est l'OSB de 11 mm (vc = 10,2 kN/m) ; dans les anciens projets, les panneaux de type non défini et de 2,7 kN/m sont considérés comme plaque de plâtre.
• Revêtement mixte : si les deux faces travaillent ensemble (2·petite ≥ grande), chaque face reprend la moitié de l'effort ; si la grande face est seule déterminante, le plâtre n'a pas de part.
• Si la limite est dépassée : l'erreur « alçı levha payı » (part de la plaque de plâtre) apparaît dans les avertissements d'analyse et dans la liste de contrôle du projet. Solution : utiliser de l'OSB, du contreplaqué ou un revêtement en tôle sur une partie des panneaux de cette direction (en saisissant vc et le type de revêtement).

4. Exigences structurelles du Chapitre 6 et du Tableau 1.2 de la HCBTİE

Après l'analyse, les conditions suivantes sont vérifiées pour les panneaux en acier léger ; les non-conformités sont indiquées dans les avertissements d'analyse (avec les noms des murs concernés), dans la liste de contrôle du projet et dans la note de bas de page du rapport des montants. Le calcul de capacité ne change pas.

• Entraxe des montants ≤ 625 mm (en cas de dépassement, le revêtement ne peut pas être considéré comme porteur : la capacité de cisaillement du panneau et kφ sont invalides).
• Montant porteur de section C/Σ, épaisseur de paroi ≥ 0,9 mm (≥ 2 mm si le bâtiment dépasse 10,5 m de hauteur), âme ≥ 70 mm, lèvre ≥ 9 mm.
• Si hauteur du montant / profondeur de l'âme > 50, une file de lisses doit être prévue à mi-hauteur (avertissement).
• Panneau avec h/l > 4 ou l < 30 cm : il ne participe pas à la capacité de cisaillement du panneau ; pour 2 ≤ h/l ≤ 4 : réduction 2l/h (information).
• Pour le type de bâtiment en acier léger, R ne peut dépasser 3 en ductilité limitée ni 4 en ductilité élevée ; D = 2 ; la hauteur du bâtiment ne peut dépasser la limite de 7 / 10,5 / 14 m selon la classe de conception sismique et le niveau de ductilité (HCBTİE Tableau 1.2).
• La note du rapport rappelle en outre que les lisses de panneau doivent être de type U/C avec t ≥ 0,8 mm et que les charges de placards suspendus aux murs doivent être prises au moins égales à 0,5 kN/m.

5. Ancrage et assemblages des panneaux (HCBTİE Chapitre 8, TBDY 10.4.1.1)

Dans la fenêtre Propriétés du mur, à côté de l'onglet Panneau en acier léger, se trouve l'onglet Ancrage en acier léger (visible uniquement pour les murs à panneaux en acier léger).

• Ancrage de traction (soulèvement) : résistance de calcul du dispositif et résistance de la liaison tige d'ancrage/béton/liaison d'étage (valeurs du fabricant ou ETA), nombre de vis dispositif–montant (0 = le programme calcule le nombre requis), diamètre des vis, épaisseur de la tôle du dispositif et résistance à la rupture, résistance au cisaillement du fût de la vis.
• Ancrage de cisaillement : type de liaison (boulon : fondation/béton ; vis : plancher d'étage), nombre (0 = selon l'entraxe) et entraxe, diamètre, classe de boulon (4.6–10.9), résistance du béton ou de l'élément inférieur par ancrage, épaisseur de l'aile inférieure et, pour une liaison vissée, épaisseur de l'élément inférieur.

À la fin de l'analyse, on calcule pour chaque panneau l'effort de soulèvement par extrémité (majoré de D, avec la combinaison déterminante), les rapports de traction dispositif / tige–béton / vis / montant, le cisaillement par ancrage et les rapports boulon / matage / béton, ainsi que le rapport de cisaillement du panneau (TBDY 10.3.2.1). La résistance du dispositif est la valeur de calcul de la méthode de conception choisie ; les résistances de la tige d'ancrage/béton et du béton au cisaillement sont saisies comme valeurs de calcul YDKT dans les deux méthodes. Les insuffisances sont indiquées dans les avertissements d'analyse et dans la liste de contrôle du projet, et les résistances non saisies dans un avertissement d'information groupé. Le rapport des montants comporte les lignes de sollicitation de l'ancrage de traction, de capacités de traction, d'ancrage de cisaillement, de cisaillement du panneau et d'hypothèses.

6. Fondations : efforts majorés par D (TBDY 10.4.1.2)

Dans un bâtiment en acier formé à froid, les fondations sont dimensionnées en majorant les efforts intérieurs sismiques du facteur de sur-résistance D (2 pour l'acier léger). Le programme l'applique dans l'option « Éléments finis - Analyse conjointe structure-fondation » :

• à la conception des semelles filantes en flexion, effort axial, cisaillement et torsion,
• à la contrainte du sol sous semelle filante,
• au radier.

danger

Si « Hypothèse rigide - analyse classique » est sélectionnée, le calcul des fondations n'est effectué qu'avec les charges verticales et l'analyse produit une erreur ; sélectionnez « Éléments finis - Analyse conjointe structure-fondation » dans les Paramètres généraux du projet. Dans les combinaisons de charges définies par l'utilisateur, D n'est appliqué qu'au cisaillement et à la torsion et un avertissement est émis ; utilisez les combinaisons du programme. La liste de contrôle du projet contient une ligne d'information « TBDY2018 M.10.4.1.2 ».

7. Questions fréquentes

L'erreur « alçı levha payı » apparaît à chaque étage en acier léger. Le revêtement des panneaux est considéré comme de la plaque de plâtre. Conformément à la TBDY 10.2.7.2, les panneaux en plaque de plâtre ne peuvent pas reprendre seuls la demande sismique ; saisissez de l'OSB, du contreplaqué ou un revêtement en tôle pour une partie des panneaux dans chaque direction (vc et type de revêtement).

Dans la résolution par éléments finis, l'effort tranchant des panneaux OSB a augmenté et celui des panneaux en plaque de plâtre a diminué. Conformément à la TBDY 10.2.6.1, les rigidités des panneaux sont rendues proportionnelles à la capacité ; l'effort tranchant total d'étage ne change pas. Si le rapport de cisaillement du panneau OSB est insuffisant, réduisez l'entraxe des vis ou renforcez le revêtement.

Le ferraillage des fondations ou la contrainte du sol d'un bâtiment en acier léger est plus élevé que prévu. Conformément à la TBDY 10.4.1.2, les efforts intérieurs des fondations sont majorés de D (2) ; cette majoration s'applique à la flexion, à l'effort axial, au cisaillement, à la torsion et à la contrainte du sol des semelles filantes et du radier.

J'obtiens l'erreur « TBDY 10.4.1.2 (temel) » (fondation). Le calcul des fondations est effectué par « Hypothèse rigide - analyse classique » et ne comprend pas le séisme. Sélectionnez « Éléments finis - Analyse conjointe structure-fondation » dans les Paramètres généraux du projet.

Pourquoi la charge sismique d'un bâtiment en acier léger est-elle indépendante de la période calculée ? Conformément à la TBDY 10.2.6.1, l'accélération spectrale est calculée avec T = 0,2 s. La méthode de calcul sismique doit être la méthode de la charge sismique équivalente ; si la combinaison modale est choisie, un avertissement est émis.