Qu’est-ce que le calcul des structures en acier ?

Dans la conception des éléments en acier, le comportement au flambement est aussi déterminant que la limite d’élasticité de la section : le déversement limite la capacité des poutres longues peu maintenues latéralement, et le flambement par flexion ou par torsion celle des poteaux élancés. La longueur non maintenue, la longueur de flambement et la classe de section sont donc aussi importantes que la résistance.

En Turquie, les structures en acier sont conçues selon les Principes de conception, de calcul et de construction des structures en acier (ÇYTHYE) ; les effets sismiques sont déterminés selon TBDY 2018. StatiCAD applique l’approche LRFD (Coefficients de charge et de résistance) de ÇYTHYE.

Dans StatiCAD, les éléments en acier peuvent figurer dans le même modèle que des structures porteuses en béton armé, en maçonnerie ou en bois. Dans les structures mixtes, les poutres de toiture en acier, les poteaux en acier et les éléments d’acier complémentaires sont conçus sans recourir à un autre programme.

Que fait StatiCAD pour les structures en acier ?

Toutes les étapes de la conception des poutres et poteaux en acier, de l’attribution du profilé au rapport de calcul.

Bibliothèque de profilés et attribution des sections

  • Profilés I/H laminés à chaud prêts à l’emploi, dont IPE, IPN, HEA, HEB, HEM et HD, HL, HP
  • Recherche par catégorie et par nom, aperçu de la section à géométrie réelle
  • Attribution des nuances d’acier telles que S235, S275, S355 avec la section
  • Les profilés C, Z, U et Sigma formés à froid se conçoivent dans le module acier léger

Conception des poutres en acier

  • Flexion : plastification, déversement inélastique et élastique ; limites Lp et Lr
  • Résistance au cisaillement
  • Effet combiné de la flexion, de l’effort axial et du cisaillement
  • Vérification de la flèche : L/300, L/200, L/150 ou limite définie par l’utilisateur

Conception des poteaux en acier

  • Compression axiale : flambement par flexion selon deux axes et flambement par torsion
  • Vérification de l’élancement de la section ; les sections élancées sont signalées explicitement dans le rapport
  • Alerte KL/r > 200
  • Effet combiné de l’effort axial et de la flexion bi-axiale

Combinaisons de charges

  • Enveloppe des combinaisons verticales et de vent LRFD de ÇYTHYE et des combinaisons sismiques
  • La combinaison de charges déterminante est indiquée avec chaque résultat
  • Les combinaisons de conception acier s’appliquent sans modifier la liste de combinaisons de charges du projet

Longueurs de flambement et de maintien latéral

  • Poutre : la longueur de maintien latéral est prise automatiquement égale à la longueur de la poutre ou saisie manuellement
  • Poteau : la longueur de flambement est prise automatiquement à partir de la hauteur d’étage (K = 1) ou saisie séparément pour chaque axe
  • Coefficient de correction du moment Cb déterminé à partir du diagramme de moment de chaque combinaison de charges (ÇYTHYE Éq. 9.1) ; 1,0 pour une console

Vue 3D et rapports

  • Éléments auxquels un profilé est attribué, affichés en 3D avec la géométrie réelle de la section
  • Rapports de poutres et de poteaux : caractéristiques de section, grandeurs intermédiaires (Lb, Cb, Lp, Lr, KL/r), sollicitation, capacité, ratio et état limite déterminant
  • Vérifications satisfaites en vert, non satisfaites en rouge
  • Rapport en turc ou en anglais

Comment ça marche ?

  1. Modélisez les poutres et les poteaux.
  2. Attribuez le profilé et la nuance d’acier avec le bouton Sélectionner la section de la fenêtre des propriétés de l’élément.
  3. Définissez le type de conception de l’élément sur « Acier ».
  4. Lancez l’analyse ; les vérifications de conception acier sont effectuées automatiquement à la fin de l’analyse.
  5. Obtenez le rapport en sélectionnant Rapports des éléments en acier dans l’arborescence des rapports.

Rapports

Le groupe Rapports des éléments en acier comprend deux rapports :

  • Calculs des poutres en acier : caractéristiques de section, Lb, Cb, Lp, Lr, moment de calcul et combinaison de charges déterminante, capacité en flexion et état limite, cisaillement, effet combiné et flèche
  • Calculs des poteaux en acier : caractéristiques de section, longueurs de flambement, élancement, effort axial et capacité en compression, mode de flambement déterminant, flexion bi-axiale et équation d’interaction
  • Résultat Suffisant / Insuffisant pour chaque élément
  • Images des sections dans les tableaux de sections

Documents d’aide

Utilisation pas à pas, exemples résolus, fondements théoriques et études de validation dans la Base de connaissances.

Vérification

Les calculs des poutres et poteaux en acier ont été comparés ligne par ligne à des calculs manuels : caractéristiques de section, limites Lp et Lr, coefficient Cb, moment de déversement, résistance au cisaillement, flèche, capacité de flambement et valeurs d’interaction coïncident exactement avec le calcul manuel.

L’impression des grandeurs intermédiaires à côté du résultat dans le rapport permet de contrôler facilement chaque résultat.

Détails des études de vérification (Base de connaissances)

Codes

ÇYTHYE (LRFD) TBDY 2018
Dans quelle édition ? Les calculs de structures en acier sont disponibles dans StatiCAD Ultimate.

Questions fréquentes

Avec quels profilés peut-on réaliser la conception en acier ?

Le calcul de la résistance est effectué pour les profilés I/H laminés à chaud tels que IPE, IPN, HEA, HEB, HEM et HD, HL, HP. Les profilés en U, L, T, les profilés creux (caissons) et les tubes peuvent aussi être attribués et figurent dans le modèle et dans la vue 3D. Les profilés formés à froid se conçoivent dans le module acier léger.

Des éléments en acier et en béton armé peuvent-ils figurer dans le même modèle ?

Oui. Le type de conception de chaque élément (béton armé, maçonnerie, bois, acier) se choisit séparément ; dans les structures mixtes, les éléments en acier sont résolus dans la même analyse et vérifiés selon leur propre règlement.

Comment le déversement est-il calculé ?

La longueur de maintien latéral de la poutre est prise automatiquement égale à la longueur de la poutre ou saisie manuellement. Le programme calcule les limites Lp et Lr, détermine la zone de plastification, de déversement inélastique ou élastique et indique l’état limite déterminant dans le rapport. Le coefficient de correction du moment Cb est calculé à partir du diagramme de moment de chaque combinaison de charges ; la combinaison déterminante est celle dont le ratio demande/capacité est le plus élevé.

Les charges de vent sont-elles prises en compte dans la conception en acier ?

Si un cas de charge de vent est défini dans le projet, les combinaisons de vent LRFD de ÇYTHYE sont ajoutées à la conception. La liste de combinaisons par défaut de TBDY ne comprend pas le vent ; dans ce cas, les avertissements d’analyse signalent l’absence de combinaison de vent.

Dans quelle édition de StatiCAD est-ce disponible ?

Les calculs de structures en acier sont disponibles dans StatiCAD Ultimate. Vous pouvez essayer le flux de travail avec la version démo gratuite.

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