Exemple résolu : bâtiment en acier léger à deux niveaux
1. À propos de cet article
Cet article montre, captures d'écran à l'appui, comment une petite maison à deux niveaux est modélisée et résolue de bout en bout avec le module acier léger (acier formé à froid, LSF) de StatiCAD : paramètres du projet, murs-panneaux, linteaux de portes et de fenêtres, plancher en acier léger (génération des bandes + solives de plancher), analyse, lecture des avertissements et amélioration de la conception, résultats, note de calcul et dessins. À chaque étape, les valeurs saisies sont les valeurs réelles du bâtiment exemple ; les résultats numériques de l'article sont ceux que le programme a fournis pour cet exemple.
Pour le fond théorique des modules et le détail de toutes les options, voir les articles suivants : Conception des panneaux et montants en acier léger, Conception des poutres et poteaux en acier léger, Plancher en acier léger : solives de plancher et diaphragme, Conditions réglementaires, ancrage et fondation, Fondements théoriques et Études de validation.
Édition : le type de bâtiment acier léger, le type de mur « Panneau en acier léger », les onglets poutre/plancher en acier léger et les rapports en acier léger n'apparaissent que dans l'édition StatiCAD Ultimate. Les captures d'écran ont été prises avec StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.
Fichiers d'exemple : vous pouvez télécharger ici (ZIP) les fichiers de projet des deux étapes de l'article : OrnekHafifCelik_ilk.sy4 (conception initiale, Chapitre 9) et OrnekHafifCelik.sy4 (conception améliorée, Chapitres 10–13). Ouvrez le fichier avec Fichier › Ouvrir et suivez les étapes sur votre propre écran.
2. Bâtiment exemple
Maison individuelle à deux niveaux, de plan 10,00 × 6,00 m. Le système porteur est entièrement en acier léger : murs-panneaux de hauteur d'étage 2,80 m, solives de plancher C200 reposant sur les panneaux et linteaux en acier léger au-dessus des portes et fenêtres. La fondation est hors du cadre de cet exemple ; le pied des murs est supposé appuyé.
Tableau 1 – Informations générales
| Sujet | Valeur |
|---|---|
| Plan | 10,00 × 6,00 m (x = 0…10 m, y = 0…6 m) ; mur porteur intérieur en x = 5,00 m |
| Niveaux | ZEMİN KAT (rez-de-chaussée) et 1. KAT (1er étage), chacun de 2,80 m (hauteur du bâtiment 5,60 m) |
| Murs (panneaux) | Épaisseur 15 cm ; montant C100x50x15x1,2 (mur extérieur), C100x50x15x1,5 (mur intérieur), entraxe 600 mm, 2 montants de rive en bout de panneau ; OSB 11 mm sur chaque face (vc = 10,2 kN/m) ; poids volumique du mur 300 kg/m³ |
| Ouvertures | Au rez-de-chaussée 2 portes (entrée 1,00 m, porte intérieure 0,90 m) et 5 fenêtres ; au 1er étage 1 porte intérieure et 6 fenêtres (fenêtres 1,50 m, allège 90 cm) |
| Linteaux | Au-dessus de chaque ouverture, poutre en acier léger CC C200x80x22x4, articulée aux deux extrémités |
| Planchers | Deux dalles de 5,00 × 6,00 m à chaque niveau ; plancher en acier léger : solives CC C200x80x16x2 dans la direction X, entraxe ≤ 390 mm (375 mm généré), revêtement OSB, deux lits de contreventement |
| Charges | Épaisseur de la dalle 2 cm (équivalent revêtement + chape), charge permanente supplémentaire 30 kg/m², charge d'exploitation 200 kg/m² (rez-de-chaussée), 150 kg/m² (toiture) ; charge de neige en toiture Sk = 0,75 kN/m² ; vent q = 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m) |
| Séisme | TBDY 2018, DD-2, SS = 0,50, S1 = 0,14, ZC ; I = 1, R = 3, D = 2 (HCBTİE Tableau 1.2, ductilité limitée) ; méthode de la charge sismique équivalente, T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1) |
| Méthode de conception | YDKT (HCBTİE 4.2 ; φc = 0,85, φb = 0,90) |
Figure 1 – Plan du rez-de-chaussée : murs-panneaux (jaune), solives de plancher (bleu), bandes (vert), portes et fenêtres (violet)
Figure 2 – Vue 3D du bâtiment exemple
Orientation du plan : dans l'écran de plan de StatiCAD, l'axe y est dirigé vers le bas : la façade en y = 0 apparaît en haut de l'écran, celle en y = 600 cm en bas.
3. Lancement du programme et projet
À l'ouverture du programme, l'écran de démarrage (dock) s'affiche. Pour un nouveau projet, on utilise Nouveau à gauche ; pour un exemple prêt à l'emploi, Ouvrir ; l'icône Écran principal ouvre l'écran de travail.
Figure 3 – Écran de démarrage (dock)
À gauche de l'écran principal se trouve la vue en plan (niveau), à droite la vue 3D. Dans la barre d'outils supérieure, PrjAyar ouvre les Paramètres généraux du projet, KatAyar les Paramètres généraux des niveaux, Analiz la fenêtre d'analyse statique, Rapor la Sélection du rapport et Çizim la Sélection des dessins. Les boutons Niveau inférieur / Niveau supérieur changent le niveau actif (en bas à gauche « Active Story »).
Figure 4 – Écran de travail principal : plan du rez-de-chaussée et vue 3D
4. Paramètres généraux du projet
On les ouvre avec PrjAyar dans la barre d'outils supérieure. Les onglets nécessaires pour un bâtiment en acier léger sont décrits ci-dessous.
4.1 Sélection de la réglementation : type de bâtiment et options acier léger
- On sélectionne Type de bâtiment : Acier léger. Ce choix active l'utilisation de T = 0,2 s dans le calcul sismique, les contrôles de projet en acier léger (HCBTİE Tableau 1.2) et les onglets acier léger.
- Forces sismiques : TBDY 2018, Niveau de ductilité : Limité (R ≤ 3). En ductilité élevée, R ≤ 4 peut être utilisé.
- Méthode de conception des éléments en acier léger : YDKT. Limite de flèche des montants h/240 (revêtement plaque de plâtre/OSB), voilement distorsionnel bande finie pour C+ (par défaut).
- Répartition de la charge aux voiles dans les bâtiments en bois et en acier léger : Capacité. La charge sismique est répartie sur les panneaux proportionnellement à leurs capacités (TBDY 10.2.6.1).
- « Prendre en compte les excentricités dans la matrice de rigidité du système (offset3) » et « Prendre en compte les valeurs Offset1 et Offset2 dans la matrice de rigidité du système » : dans cet exemple, ces cases sont laissées décochées ; les laisser cochées ne modifie pas la conception des poutres en acier léger (voir la note ci-dessous).
Figure 5 – Paramètres généraux du projet › Sélection de la réglementation (type de bâtiment Acier léger, YDKT, répartition par capacité, cases de décalage décochées)
Cases de décalage et solives de plancher : si l'une des cases de décalage est cochée, l'axe de la poutre est modélisé sous le plan du plancher ; avec la liaison de diaphragme rigide, il apparaît dans la poutre un effort axial (effet composite) sans véritable chemin de charge. Dans cet exemple, le calcul par éléments finis donne cet effort d'environ 29 kN par solive de plancher. Le programme déduit cette part de l'effort axial dans la conception des poutres en acier léger, comme pour les poutres en béton armé : cases cochées, l'effort axial de conception est de 0,2 kN, P/Pd + M/Md = 0,564 ; cases décochées, 0 et 0,558. Dans les tableaux de résultats des poutres en éléments finis, l'effort axial brut continue d'apparaître. L'état de la case « Offset1 et Offset2 » est enregistré avec le projet ; dans les anciens projets qui ne contiennent pas cette information, la case est cochée.
4.2 TBDY2018 : paramètres sismiques
On saisit les coefficients d'accélération spectrale de la carte DD-2 (SS = 0,50, S1 = 0,14), la classe de sol local ZC, le coefficient d'importance du bâtiment I = 1, les coefficients de comportement du système porteur R(x) = R(y) = 3 et les coefficients de sur-résistance D(X) = D(Y) = 2. La HCBTİE Tableau 1.2 exige D = 2 pour un bâtiment en acier léger ; en ductilité limitée, R ne peut pas dépasser 3.
Figure 6 – Paramètres généraux du projet › TBDY2018
4.3 Forces sismiques
On sélectionne Charge sismique équivalente (TBDY 10.2.6.1). Lorsque le type de bâtiment est Acier léger, le programme place l'option de période sur Méthode empirique ; pour un bâtiment en acier léger, l'accélération spectrale est dans tous les cas calculée avec T = 0,2 s, de sorte que le choix de la période ne modifie pas le résultat.
Figure 7 – Paramètres généraux du projet › Forces sismiques
4.4 Combinaisons de charges : vent et neige
On saisit q, pression du vent 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m), et Sk, charge de neige en toiture 0,75 kN/m². q est utilisé dans la vérification du vent hors plan des montants des murs extérieurs (1,2G + 1,0Q + 0,5S + 1,6W) et dans la flèche des montants ; la charge de neige agit sur les dalles marquées « Charge de neige : Oui » (dans cet exemple, la toiture).
Figure 8 – Paramètres généraux du projet › Combinaisons de charges
Cas de charge de vent : lorsque « Utiliser les combinaisons de charges béton armé-maçonnerie » est sélectionné, il n'y a pas de vent parmi les cas de charge. La vérification des montants au vent est faite indépendamment de cela ; dans la conception des poutres/poteaux en acier léger, en revanche, les combinaisons de vent ne sont pas formées et une ligne d'information apparaît à la fin de l'analyse (Chapitre 10.4).
4.5 Forces dans les éléments : transfert de charges et diaphragme
Pour le transfert des charges des dalles, on sélectionne la Méthode classique et l'on laisse décochée la case Inclure les dalles dans la rigidité du système ; ainsi, chaque solive de plancher reçoit les G et Q de sa propre largeur d'influence. Pour les chargements sismiques, on utilise le Diaphragme totalement rigide.
Figure 9 – Paramètres généraux du projet › Forces dans les éléments
5. Définition des niveaux
Dans la fenêtre KatAyar (Paramètres généraux des niveaux), deux niveaux sont définis : ZEMİN KAT et 1. KAT, chacun de 280 cm. La ligne TEMEL est le niveau de fondation du programme ; dans cet exemple, aucun élément de fondation n'est dessiné.
Figure 10 – Paramètres généraux des niveaux
6. Panneaux en acier léger (murs)
6.1 Dessin des murs
Les murs se dessinent avec le bouton Mur de la barre de gauche (ou w en ligne de commande), en deux clics sur la ligne d'axe ; l'épaisseur du mur est de 15 cm. Dans StatiCAD, chaque mur est un tronçon de panneau sur toute la hauteur : le mur s'arrête aux ouvertures de portes et de fenêtres (Chapitre 7). Il y a 12 panneaux au rez-de-chaussée et 12 au 1er étage (WZ01…WZ12, W101…W112).
Figure 11 – Clic droit sur un mur : « Modifier les propriétés du mur WZ02 »
Pour modifier les propriétés, on fait un clic droit sur le mur et l'on choisit Modifier les propriétés du mur … ; lorsque plusieurs murs sont sélectionnés, Modifier les propriétés multiples applique les mêmes valeurs à tous les murs sélectionnés.
6.2 Paramètres généraux : « Panneau en acier léger »
- On coche Type d'élément : Panneau en acier léger. Les onglets « Panneau en acier léger » et « Ancrage acier léger » apparaissent avec ce choix.
- Largeur du mur 15 cm, Delta gauche/droit 7,5 cm (mur centré sur l'axe).
- On saisit Hauteur du chaînage 20 cm. Dans un panneau en acier léger, cette valeur est la profondeur du plancher : la hauteur du montant est prise égale à h = 280 − 20 = 260 cm (dans le rapport « Geometri: h = 260 cm », c'est-à-dire « Géométrie : h = 260 cm »).
- Avec les cases Position du voile, on coche le bord du bâtiment où se trouve le mur (pour ce mur, Sur l'axe du bord inférieur). La flexion due au vent et la flèche des montants ne sont calculées que pour les murs (extérieurs) dont l'axe de bord est coché ; pour un mur intérieur, les cases sont laissées vides.
Figure 12 – Propriétés du mur › Paramètres généraux (Panneau en acier léger, Sur l'axe du bord inférieur)
6.3 Statique/Matériau : poids du mur
Le poids propre du panneau est calculé à partir de BHA (poids volumique) de cet onglet et de l'épaisseur du mur. Dans l'exemple, on a retenu 300 kg/m³ × 0,15 m ≈ 45 kg/m² de surface de mur (montants, double OSB, isolant et plaque de plâtre intérieure). Les champs de résistance de maçonnerie tels que fk, fvko ne sont pas utilisés dans le calcul d'un panneau en acier léger.
Figure 13 – Propriétés du mur › Statique/Matériau (BHA = 300 kg/m³)
Poids de mur par défaut : les murs nouvellement dessinés arrivent avec les valeurs par défaut de la maçonnerie (1300 kg/m³, 24 cm). Lorsque « Panneau en acier léger » est sélectionné, l'épaisseur devient 15 cm et BHA 300 kg/m³ ; les Delta gauche/droit (prolongements d'extrémité) sont mis à l'échelle proportionnellement à l'épaisseur (12 → 7,5 cm). À l'ouverture d'un mur en acier léger enregistré, les valeurs enregistrées sont conservées. Si l'épaisseur et le poids réels du panneau sont différents, corrigez ces valeurs ; si les valeurs de maçonnerie (1300 kg/m³ × 0,24 m ≈ 3 kN/m²) subsistent, la masse sismique et les charges sur les montants sont calculées plusieurs fois trop grandes.
6.4 Onglet Panneau en acier léger
- Les cases Revêtement de panneau gauche/haut et droit/bas présent sont cochées ; pour l'OSB de 11 mm sur chaque face, vc = 10,2 kN/m (TBDY Tableau 10.5 ; entraxe des vis 150 en rive, 300 mm en partie courante). Valeur de calcul de la résistance au cisaillement du panneau φ·Vn = 0,6 · vc · L (pour chaque face ; les deux faces à revêtement égal s'additionnent).
- Profilé de montant C100x50x15x1,2 (murs extérieurs) / C100x50x15x1,5 (mur intérieur), Entraxe des montants 600 mm, Nombre de montants de rive 2.
- Retenue en rotation du revêtement sur le montant kφ : OSB sur deux faces, EIw 0 (valeur par défaut du type), entraxe des vis 300 mm. Le programme utilise la plus petite des deux faces ; avec un montant revêtu d'OSB, la résistance distorsionnelle augmente (dans l'exemple kφ = 233 N·mm/mm/rad).
Figure 14 – Propriétés du mur › Panneau en acier léger
Choix du revêtement : si la résistance au cisaillement du panneau ne suffit pas, renforcez d'abord le revêtement (OSB sur les deux faces, contreplaqué ou tôle), puis augmentez la longueur du panneau. La plaque de plâtre ne peut pas, à elle seule, reprendre la charge sismique (TBDY 10.2.7.2) ; la part des panneaux à plaque de plâtre dans la résistance sismique de l'étage est indiquée dans le rapport.
6.5 Onglet Ancrage acier léger
On y définit l'ancrage de traction (hold-down) à chacune des deux extrémités de chaque panneau et l'ancrage de cisaillement sur toute la base. Les valeurs sont les résistances de calcul de la méthode choisie (YDKT) (fabricant/ETA). Au rez-de-chaussée, l'ancrage de cisaillement est saisi comme boulon (M12, 8.8, entraxe 600 mm) dans le béton de fondation ; au 1er étage, comme vis (5,5 mm, entraxe 150 mm) dans le plancher de l'étage.
Figure 15 – Ancrage acier léger – conception initiale : dispositif 35 kN, tige d'ancrage/béton 40 kN
Signification des valeurs : Résistance de calcul du dispositif : valeur φRn du dispositif hold-down ; Tige d'ancrage/béton/liaison à l'étage : résistance de la tige et du cône de béton reliant le dispositif à la fondation ou à l'étage inférieur. Si l'on saisit Nombre de vis dispositif-montant = 0, le programme calcule et indique dans le rapport le nombre de vis nécessaire. Pnvs : résistance au cisaillement du fût de vis (fabricant, caractéristique).
7. Portes, fenêtres et linteaux
Les boutons Porte et Fenêtre de la barre de gauche ouvrent les fenêtres d'outil : on saisit la distance, la largeur et la hauteur (l'allège pour la fenêtre) ; on clique sur une extrémité du mur (référence), puis sur un point du même mur dans la direction de l'ouverture. Le programme divise le mur aux bords de l'ouverture ; les murs de part et d'autre de l'ouverture sont des panneaux distincts.
Figure 16 – Fenêtre d'outil Dessin de porte (distance 150 cm, largeur 90 cm, hauteur 200 cm)
Figure 17 – Info-bulle de la barre d'état en mode porte
Dans un bâtiment en acier léger, il faut au-dessus de l'ouverture un linteau qui porte les solives de plancher et les bandes de rive. Le linteau est dessiné au-dessus de l'ouverture comme un chaînage (poutre) allant d'une extrémité de mur à l'autre ; on sélectionne Propriétés du chaînage › Type d'élément : Acier léger et l'on affecte un profilé du catalogue Cold Formed avec le bouton Choisir la section (dans cet exemple CC C200x80x22x4, articulé aux deux extrémités).
Figure 18 – Choix de section de fabrication › Cold Formed (caractéristiques de CC C200x80x16x2)
Ouverture sans linteau : si les solives de plancher s'arrêtent à une ouverture de fenêtre ou de porte sans linteau, cette extrémité de la solive reste sans appui : la résolution en éléments finis émet l'avertissement « rijitlik matrisi tekil » (matrice de rigidité singulière) et les solives ressortent insuffisantes, avec un moment et une flèche excessifs. Placez un linteau à chaque ouverture des murs perpendiculaires aux solives (dans cet exemple, les lignes x = 0, x = 5 m et x = 10 m).
8. Plancher en acier léger
8.1 Dessin du plancher et propriétés générales
Chaque niveau est dessiné comme deux dalles rectangulaires (0–5 m et 5–10 m). Dans l'onglet Propriétés de la dalle › Général, on saisit l'épaisseur 2 cm, la charge de revêtement (permanente supplémentaire) 30 kg/m², la charge d'exploitation 200 kg/m² (rez-de-chaussée) / 150 kg/m² (toiture). Pour les dalles de toiture, on coche Charge de neige : Oui. Le type d'élément est « Autres dalles ».
Figure 19 – Propriétés de la dalle › Général
8.2 Onglet « Acier léger » : génération des bandes et des solives de plancher
- On coche la case Plancher en acier léger.
- Profilé de solive de plancher : C200x80x16x2 (liste des profilés prédéfinis) ; Matériau vide (S235).
- Entraxe maximal des solives : 390 mm. Le programme divise 6,00 m en parts égales ne dépassant pas cet entraxe : 16 intervalles × 375 mm, 15 solives. Le choix de 375 mm < 400 mm correspond à la seconde voie de la condition de vibration de la HCBTİE 7.5.
- Direction des solives : parallèle à l'axe X (solives de 5,00 m de portée entre les murs intérieurs et extérieurs).
- Revêtement : OSB ; Au moins deux lits de contreventement entre les solives coché.
- On coche Générer / renouveler les bandes et les solives de plancher à la validation et l'on appuie sur OK.
Figure 20 – Propriétés de la dalle › Acier léger (une bande générée : 16 bandes dans la famille, 15 solives de plancher)
Après la génération, la dalle est divisée en 16 bandes et des solives de plancher de type Acier léger (HZ…, H1…) se placent entre les bandes. À partir de l'onglet d'une bande quelconque, on peut modifier la définition et régénérer par « générer / renouveler » ; si la case est décochée, la dalle d'origine est rétablie.
8.3 Données du diaphragme de plancher
Dans le groupe Diaphragme de plancher (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4) de la partie inférieure de l'onglet, on saisit la résistance unitaire au cisaillement du revêtement vn, le diamètre/entraxe des vis reliant le plancher à la lisse haute du panneau de l'étage inférieur et la résistance au cisaillement du fût de vis. Si l'on laisse 0, on utilise pour vn la valeur du panneau mural du Tableau 10.5 de la TBDY (OSB 10,2 kN/m) et, pour les vis, 4,8 mm / 300 mm. Dans la conception initiale, on est parti de ces valeurs par défaut.
8.4 Solives de plancher générées
Chaque solive de plancher générée est un chaînage de type Acier léger articulé aux deux extrémités en M2 + M3. Dans Propriétés du chaînage, la section et le matériau, les données de solive dans l'onglet Acier léger et la retenue en rotation du revêtement (kφ) dans l'onglet Bois2 apparaissent affectés par la génération.
9. Analyse : conception initiale
Le bouton Analiz de la barre supérieure ouvre la fenêtre d'analyse statique ; Lancer l'analyse démarre la résolution (environ 20–35 s dans cet exemple). Une fois l'analyse terminée, les erreurs et avertissements sont listés dans la liste du bas ; le bouton Sélectionner sélectionne l'élément concerné dans le plan.
Figure 25 – Analyse statique – liste d'avertissements de la conception initiale
La conception initiale a produit 36 lignes. Celles qui comptent pour l'acier léger sont :
Tableau 2 – Insuffisances de la conception initiale
| Avertissement | Nombre | Ligne d'exemple | Signification |
|---|---|---|---|
| Ancrage de traction insuffisant (TBDY 10.4.1.1) | 13 | WZ02 : T = 46,05 kN, rapport 1,32, déterminant : dispositif | L'effort de soulèvement en bout de panneau (majoré par D = 2) dépasse la résistance de 35 kN (25 kN au 1er étage) du dispositif hold-down. |
| Liaison de plancher insuffisante (TBDY 10.5(b), 10.3.4) | 17 | WZ07 : V = 33,36 kN > n·Ps = 9 × 2,54 = 22,86 kN (rapport 1,46 ; 4,8 mm / 300 mm) | Le cisaillement avec D de la section supérieure du panneau de l'étage inférieur dépasse la résistance totale des vis reliant le plancher à la lisse haute du panneau. |
| Cisaillement unitaire du revêtement du diaphragme insuffisant (TBDY 10.5(b)) | 1 | Plancher du 1. KAT, ligne x = 500 cm : v = 8,55 kN/m > 6,12 kN/m (rapport 1,40) | La force que le plancher de toiture transmet à la ligne du mur intérieur (F = 51,3 kN, B = 6,00 m) ne peut pas être reprise avec la valeur OSB par défaut (vn = 10,2 kN/m). |
Correspondance des avertissements dans la liste de contrôle du projet : les mêmes résultats sont également listés, sur la page « Proje Hata Kontrolleri » (Contrôles d'erreurs du projet) du rapport, sous forme de lignes TBDY 10.4.1.1 (ancrage) et TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4 (diaphragme).
10. Amélioration de la conception
10.1 Vis plancher–panneau
Pour chacune des quatre familles de dalles (deux par niveau), on saisit dans Propriétés de la dalle › Acier léger › groupe Diaphragme de plancher un entraxe de vis de 150 mm. Une modification faite sur une bande se propage à la validation à toutes les bandes de la famille. Le nombre de vis double (p. ex. WZ07 : 9 → 18 vis, 22,86 → 45,72 kN).
10.2 Résistance du revêtement du diaphragme de toiture
Pour les dalles de toiture (1. KAT), on saisit la résistance unitaire au cisaillement du revêtement vn = 15 kN/m. Cette valeur est une valeur fabricant/essai supposée pour cet exemple (p. ex. diaphragme OSB avec blocage et entraxe de vis de rive serré). La réglementation ne donne pas de valeur pour le diaphragme de plancher ; dans un projet réel, on doit utiliser une valeur d'essai (TBDY Annexe 10.C) ou celle du fabricant.
Figure 26 – Onglet Acier léger de la dalle de toiture – amélioré : vn = 15 kN/m, entraxe des vis 150 mm
10.3 Ancrages de traction
On sélectionne tous les panneaux et, avec Modifier les propriétés multiples, on saisit dans l'onglet Ancrage acier léger, au rez-de-chaussée, dispositif 55 kN / tige d'ancrage-béton 60 kN, et au 1er étage 35 / 35 kN. Le nombre de vis dispositif-montant nécessaire est donné dans le rapport (p. ex. 17 vis pour WZ01).
Figure 27 – Ancrage acier léger – amélioré : dispositif 55 kN, tige d'ancrage/béton 60 kN
10.4 Seconde analyse
Lorsque l'analyse est relancée, il ne reste aucune erreur ; la liste ne contient que quatre lignes d'information :
Figure 28 – Analyse statique – liste d'avertissements de la conception améliorée
Tableau 3 – Lignes d'information restantes
| Ligne | Explication |
|---|---|
| Pas de combinaisons de vent dans la conception des poutres en acier léger | Aucun vent n'est défini dans les cas de charge (Chapitre 4.4). Les solives de plancher et les linteaux ont été conçus avec les combinaisons verticales et sismiques ; la vérification des montants au vent a été effectuée. |
| Rigidité FEM proportionnée à la capacité (f = 0,79 … 2,10) | Conformément à la TBDY 10.2.6.1, la rigidité dans le plan de chaque panneau a été rendue proportionnelle à sa résistance au cisaillement ; la rigidité totale de l'étage ne change pas. |
| Plancher de la part de capacité (maximum × 2,22, W109) | Le cisaillement sismique des 19 panneaux dont le cisaillement en éléments finis est inférieur à la part de capacité a été relevé à la part de capacité ; les demandes des panneaux, des montants de rive et des ancrages ont été calculées avec ces valeurs. |
| Panneau 2 ≤ h/l ≤ 4 (WZ11, W111) | Panneaux de 1,25 m à côté de la porte intérieure : la résistance unitaire au cisaillement a été réduite par 2l/h (HCBTİE Chapitre 6). |
11. Résultats
11.1 Charges sismiques
Tableau 4 – Synthèse de la charge sismique équivalente (conception améliorée)
| Grandeur | Valeur |
|---|---|
| SDS / SD1 | 0,65 / 0,21 |
| Période | T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1) ; Tx = 0,11 s et Ty = 0,09 s calculés, à titre d'information seulement |
| Ra / SaR | 2,62 / 0,248 g |
| Masse sismique | 28,76 t (G + 0,3Q) |
| Effort tranchant à la base VtE | 70,0 kN (dans les deux directions) |
| Forces par niveau | Niveau du rez-de-chaussée 26,0 kN, niveau de toiture 43,0 kN |
Irrégularité de torsion : dans le journal de l'analyse, on peut voir la ligne « Binada A1 burulma düzensizliği olduğundan deprem yüklemeleri artırılmış dış merkezlikle yeniden yapılıyor » (le bâtiment présentant une irrégularité de torsion A1, les chargements sismiques sont recalculés avec une excentricité majorée) (ηbi maximal 1,24). Dans ce cas, le programme majore de lui-même l'excentricité additionnelle.
11.2 Panneaux, montants et ancrages
Tableau 5 – Panneaux sélectionnés (conception améliorée ; les rapports sont demande/capacité)
| Panneau | Profilé | h (cm) | Montant courant | Montant de rive | Cisaillement du panneau | Soulèvement Td (kN) | Ancrage de traction | Ancrage de cisaillement |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WZ01 (2,15 m) | C100x50x15x1,2 | 260 | 0,30 | 0,53 | 0,51 | 44,2 | 0,80 | 0,58 |
| WZ02 (3,65 m) | C100x50x15x1,2 | 260 | 0,34 | 0,62 | 0,40 | 46,1 | 0,84 | 0,55 |
| WZ07 (2,65 m) | C100x50x15x1,2 | 260 | 0,41 | 0,52 | 0,57 | 39,8 | 0,72 | 0,77 |
| WZ12 (4,15 m, intérieur) | C100x50x15x1,5 | 260 | 0,35 | 0,49 | 0,57 | 32,2 | 0,58 | 0,55 |
| W107 (2,65 m) | C100x50x15x1,2 | 260 | 0,28 | 0,34 | 0,59 | 27,3 | 0,78 | 0,43 |
| W111 (1,25 m, intérieur) | C100x50x15x1,5 | 260 | 0,10 | 0,28 | 0,81 | 28,2 | 0,81 | 0,45 |
| W112 (4,15 m, intérieur) | C100x50x15x1,5 | 260 | 0,16 | 0,33 | 0,69 | 32,5 | 0,93 | 0,50 |
Les rapports des montants courants et de rive sont le plus grand entre la compression axiale et la combinaison avec le vent pour les murs extérieurs (P/Pd + M/Md). La demande du montant de rive comprend la force de renversement majorée par D (TBDY 10.4.1.1(a)). Faute de plaque de plâtre, la part de plaque de plâtre de la TBDY 10.2.7.2 est de 0 % pour chaque niveau et chaque direction.
11.3 Solives de plancher et linteaux
Tableau 6 – Résultats des poutres (cas le plus défavorable)
| Élément | Section | M / Md | Flèche | Autre |
|---|---|---|---|---|
| Solive de plancher, rez-de-chaussée (HZ08) | CC C200x80x16x2 | 4,82 / 8,64 kNm = 0,56 | 0,88 cm ≤ L/300 = 1,67 cm | fn = 8,2 Hz ; voilement de l'âme 0,59 |
| Solive de plancher, toiture (H137) | CC C200x80x16x2 | 4,36 / 8,64 kNm = 0,50 | 0,73 cm | fn = 8,7 Hz |
| Linteau, rez-de-chaussée (HZ07, 1,50 m) | CC C200x80x22x4 | 3,44 / 19,59 kNm = 0,18 | 0,03 cm | — |
| Linteau, 1er étage (H107, 1,50 m) | CC C200x80x22x4 | 2,91 / 19,59 kNm = 0,15 | 0,02 cm | — |
11.4 Diaphragme de plancher
À chaque niveau de plancher, les lignes de mur sont constituées et la force de ligne est déterminée selon la TBDY 4.5.6.4 (cisaillement de la section supérieure des panneaux de l'étage inférieur − cisaillement de la section inférieure des panneaux de l'étage supérieur, avec D). Dans la conception améliorée, le plus grand rapport de revêtement est de 0,95 (toiture, ligne x = 500 cm, v = 8,55 kN/m ≤ 0,6 · 15 = 9,0 kN/m) et le plus grand rapport de liaison de 0,73 ; les rapports du collecteur et de la membrure sont inférieurs à 0,14.
11.5 Modèle en éléments finis
Dans le modèle en éléments finis, les panneaux figurent comme éléments de mur de type barre, les solives de plancher et les linteaux comme barres articulées ; le pied des murs est appuyé. Le modèle peut être affiché dans le panneau 3D avec les Options d'affichage du système en éléments finis (barre de droite).
Figure 29 – Modèle en barres en éléments finis (appuis en vert)
Figure 30 – Écran principal après l'analyse de la conception améliorée
12. Note de calcul
- Dans la barre supérieure, le bouton Rapor ouvre la Sélection du rapport.
- Dans l'arborescence, on coche le groupe Rapports des éléments en acier léger et ses nœuds enfants : Conception des panneaux en acier léger (TBDY2018), Conception des montants en acier léger (EGM), Conception des poutres en acier léger (EGM). Le groupe arrive décoché par défaut.
- Générer tous les rapports sélectionnés prépare le rapport et ouvre l'aperçu ; de là, on peut l'imprimer ou l'enregistrer en PDF.
Figure 31 – Sélection du rapport : Rapports des éléments en acier léger et leurs sous-rapports
Figure 32 – Fenêtre d'aperçu du rapport (117 pages)
Pages sélectionnées de la note de calcul exemple :
Pages superflues : le nœud « Calculs de dalles » imprime aussi, pour les bandes en acier léger, les tableaux de dalles en béton armé ; ces pages n'ont aucun sens pour un plancher en acier léger, et le nœud peut être laissé décoché.
13. Dessins
Dans la barre supérieure, le bouton Çizim ouvre la fenêtre Sélection des dessins. On choisit les types de planches et les niveaux à dessiner ; Dessiner les plans de niveau produit les plans de niveau et de coffrage, Dessiner le projet avec les développements produit toutes les planches, développements compris, dans l'éditeur StatiCAD-CivilDraw.
Figure 43 – StatiCAD-CivilDraw : page de garde, plans des murs par niveau et plans de coffrage
Figure 44 – Plan des murs du rez-de-chaussée (panneaux, ouvertures, axes)
Figure 45 – Plan de coffrage du rez-de-chaussée (solives de plancher et bandes)
Portée des dessins : le module de dessin ne produit pas de planches propres à l'acier léger (implantation des montants, implantation des solives de plancher, détails d'ancrage et de liaison) ; les plans de murs et de coffrage sont des dessins de plan généraux. Dans le plan de coffrage, des lignes d'armatures en béton armé liées aux axes de calcul de la dalle peuvent aussi apparaître ; elles ne s'appliquent pas à un plancher en acier léger. La ligne de matériau (C25, etc.) dans le cartouche de la planche est le matériau général du projet.
14. Points d'attention et limites connues
| Sujet | Explication / à faire |
|---|---|
| Cases de décalage (Chapitre 4.1) | Le diaphragme rigide + le décalage de l'axe de la poutre donnent aux solives, en éléments finis, un effort axial artificiel ; le programme déduit cette part dans la conception des poutres en acier léger, il n'est pas nécessaire de décocher les cases. L'effort axial brut apparaît dans les tableaux de résultats des poutres en éléments finis. La même correction est appliquée aussi aux poutres en acier lourd. |
| Poids du mur (Chapitre 6.3) | Le choix « Panneau en acier léger » fixe l'épaisseur à 15 cm et BHA à 300 kg/m³ ; si les valeurs réelles du panneau sont différentes, corrigez-les. |
| Cas de charge de vent (Chapitre 4.4) | La liste des combinaisons de la TBDY ne contient pas de vent ; pour les combinaisons de vent des poutres/poteaux en acier léger, des cas de charge définis sont nécessaires. La vérification des montants au vent se fait séparément avec q. |
| Linteau (Chapitre 7) | Placez un linteau à chaque ouverture où s'arrêtent les solives de plancher ; sinon l'extrémité de la solive reste sans appui. |
| vn du diaphragme (Chapitre 10.2) | Il n'existe pas de valeur réglementaire ; si l'on saisit 0, la valeur du panneau mural est utilisée par analogie. Saisissez la valeur d'essai ou celle du fabricant. |
| Fondation | Dans cet exemple, la fondation n'est pas dessinée. Dans un bâtiment en acier léger, les efforts intérieurs de fondation sont majorés par D (TBDY 10.4.1.2) ; pour cela, il faut sélectionner « Éléments finis – Analyse conjointe structure-fondation » dans les Paramètres généraux du projet. |
| Autres limites | Voir la section « Hypothèses et limites » de l'article Fondements théoriques de la conception en acier léger. |
Figure 46 – Rapport › Contrôles d'erreurs du projet (lignes diaphragme TBDY 10.5 et M.4.5.6.4)