Manuel Utilisation GeoSpar

Manuel Utilisation GeoSpar
GEOSPAR 2014
MANUEL D’UTILISATION
0
01/08/2014
Indice
Date
GFX
Etabli
par
EVE
Vérifié
par
MFE
Approuvé
par
GEOSPAR 2014
Observations
\\Srvibm2\Document Logiciels GEOS\GEOSPAR\GEOSPAR_GFX\Manuel Utilisation GeoSpar_GFX.docx
Réf. projet :
-
Réf. document :
Manuel Utilisation GEOSPAR 2014
Date :
1er août 2014
GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
TABLE DES MATIERES
Table des matières
COPYRIGHT ........................................................................................................................... 3
AVERTISSEMENT ................................................................................................................. 3
INTRODUCTION .................................................................................................................... 4
UTILISATION DU LOGICIEL ............................................................................................. 5
1.
2.
3.
4.
5.
INSTALLATION ............................................................................................................................................. 5
1.1
Configuration minimale ............................................................................................. 5
1.2
Installation du logiciel ............................................................................................... 5
GENERALITES .............................................................................................................................................. 8
2.1
Unités ......................................................................................................................... 8
2.2
Taille maximale du problème .................................................................................... 8
2.3
Description de l’interface .......................................................................................... 8
SAISIE DES DONNEES .................................................................................................................................. 11
3.1
Le menu « fichier » .................................................................................................. 11
3.2
Le menu « cartouche »............................................................................................. 11
3.3
Le menu « disposition des clous en elevation » ...................................................... 12
3.4
Le menu « efforts dans les clous » .......................................................................... 14
3.5
Le menu « matériaux et coupe-type » ..................................................................... 17
VERIFICATION DES DONNEES ET CALCULS ................................................................................................. 19
4.1
Vérification des données ......................................................................................... 19
4.2
Lancement du calcul ................................................................................................ 19
4.3
Echec du calcul : visualisation du fichier résultats .................................................. 19
RESULTATS ................................................................................................................................................ 20
5.1
Menu « Données » ................................................................................................... 20
5.2
Menu « Armatures » ................................................................................................ 20
5.3
Menus « Moments selon X » et « Moments selon Y »............................................ 20
5.4
Menu « Page » ......................................................................................................... 21
5.5
Menu « Quitter »...................................................................................................... 21
CONSIDERATIONS THEORIQUES.................................................................................. 22
6.
CALCUL DES DEFORMEES ........................................................................................................................... 22
6.1
Equation générale .................................................................................................... 22
6.2
Conditions aux limites ............................................................................................. 23
7.
CALCUL DES MOMENTS .............................................................................................................................. 24
8.
DIMENSIONNEMENT SELON LE BAEL ........................................................................................................ 25
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
TABLE DES MATIERES
8.1
Généralités ............................................................................................................... 25
8.2
Détermination des efforts en tête des clous ............................................................. 25
8.3
Pression des terres sur le parement .......................................................................... 25
8.4
Vérification vis à vis de la flexion ........................................................................... 26
8.5
Vérification vis à vis du poinçonnement (ELU) ...................................................... 27
9.
DIMENSIONNEMENT SELON LA NORME XP P 94-240 .................................................................................. 31
10.
DIMENSIONNEMENT SELON LES NORMES NF EN 1992-1-1 ET NF EN 1992-2........................................ 32
10.1
Généralités ............................................................................................................ 32
10.2
Vérification vis à vis de la flexion ....................................................................... 32
10.3
Justification du critère d’ouverture de fissures (ELS) .......................................... 35
10.4
Vérification vis-à-vis du poinçonnement (ELU) .................................................. 37
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 40
Table des figures
Figure 1 : Activation du logiciel ............................................................................................................................. 5
Figure 2 : Menu Cartouche..................................................................................................................................... 8
Figure 3 : Menu Disposition des clous ................................................................................................................... 9
Figure 4 : Menu Efforts........................................................................................................................................... 9
Figure 5 : Menu Matériaux et coupe type ............................................................................................................. 10
Figure 6 : Menu "Fichier" .................................................................................................................................... 11
Figure 7 : Menu "Préférences" ............................................................................................................................. 11
Figure 8 : Saisie du cartouche .............................................................................................................................. 11
Figure 9 : Visaualisation des données du cartouche ............................................................................................ 12
Figure 10 : Maillage - Alignement vertical........................................................................................................... 12
Figure 11 : Maillage : alignement en quinconce .................................................................................................. 12
Figure 12 : Maillage - Alignement quelconque ................................................................................................... 13
Figure 13 : Saisie de la géométrie des clous......................................................................................................... 13
Figure 14 : Saisie des passes homogènes ............................................................................................................. 14
Figure 15 : Visualisation - Résultats GEOSTAB .................................................................................................. 14
Figure 16 : Saisie des efforts ................................................................................................................................ 15
Figure 17 : Saisie des coefficients de pondération ............................................................................................... 15
Figure 18 : Béton projeté - Caractéristiques à renseigner ................................................................................... 18
Figure 19 : Vérification des données .................................................................................................................... 19
Figure 20 : Lancement / Enregistrement .............................................................................................................. 19
Figure 21 : Echec du calcul .................................................................................................................................. 19
Figure 22 : Modélisation du parement ................................................................................................................. 22
Figure 23 : Pondération de la densité de charge .................................................................................................. 23
Figure 24 : Exemple de pondérateur lorsque le point se situe en bas à gauche de la paroi................................. 23
Figure 25 : Equilibre d’un élément de plaque ...................................................................................................... 24
Figure 26 : Définition du périmètre ...................................................................................................................... 28
Figure 27 : Armatures en bateau .......................................................................................................................... 29
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
INTRODUCTION
COPYRIGHT
Le logiciel GEOSPAR, développé par la société GEOS INGENIEURS CONSEILS, est protégé au titre des droits
d’auteurs appliqués aux logiciels informatiques.
Toute utilisation sans licence, même partielle, est interdite sans autorisation préalable. Toute reproduction ou
imitation des sorties graphiques et fichiers résultats constitue une contrefaçon passible des peines prévues par la loi.
La société GEOS INGENIEURS CONSEILS a fait tout son possible pour fournir un logiciel de qualité et conforme
aux réglementations en vigueur ainsi qu’un manuel complet. Cependant, celle-ci décline toute responsabilité quant à
l’utilisation du logiciel GEOSPAR et aux réalisations découlant de son utilisation. Dans ce manuel, les données ne
sont fournies qu’à titre d’exemple et ne dispensent pas l’utilisateur de définir les paramètres d’entrée du logiciel
GEOSPAR.
AVERTISSEMENT
GEOSPAR est un outil pour calculer les contraintes d’un objet simple en application de méthodes de calcul
définies ; l’objet simple de calcul est défini par l’ingénieur qui retient quelques caractéristiques mécaniques et
géométriques et envisage certains phénomènes physiques.
Cet objet simple ne représente pas un objet réel, tel qu’un parement en béton projeté. Il reste un objet virtuel,
permettant à un ingénieur d’évaluer le comportement d’un objet réel.
GEOSPAR applique des méthodes de calcul définies à un objet virtuel simple.
Il appartient à l’ingénieur d’apprécier si l’outil de calcul GEOSPAR est utilisable pour modéliser le comportement
de l’ouvrage.
L’ingénieur doit définir les phénomènes physiques qu’il prend en compte pour concevoir son ouvrage ; il définit
l’objet modèle.
L’ingénieur doit apprécier si le choix de la méthode de calcul utilisée par GEOSPAR est compatible avec l’ouvrage
réel.
L’ingénieur choisit l’outil de calcul qui lui paraît adapté ; il opère seul la modélisation de l’objet réel (processus de
réduction d’un objet réel à un objet virtuel simple) ; il décide seul de prendre en compte le résultat obtenu sur l’objet
virtuel simple pour définir le comportement de l’objet réel.
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
INTRODUCTION
INTRODUCTION
Le logiciel GEOSPAR permet de dimensionner le parement des parois clouées : épaisseur du béton projeté, position
et section des nappes d’armatures, position et dimensions des plaques d’appui.
A partir du maillage des clous, des efforts dans ces derniers, de la géométrie et des caractéristiques mécaniques du
parement proposé, GEOSPAR calcule les efforts et moments dans le parement.
Le parement est considéré comme une plaque de longueur infinie chargée perpendiculairement à son plan et
appuyée sur les points localisés aux têtes de clous : il est possible de considérer ou non une continuité verticale des
armatures.
Les charges à l’arrière de la plaque peuvent s’appliquer par bandes, ou par répartition trapézoïdale, avec contrainte
nulle ou non en travée.
Les efforts sont calculés en résolvant l’équation des plaques par différences finies. Les sections d’armatures peuvent
être calculées à partir des règlements BAEL 91, XP P 94-240, NF EN 1992-1-1 ou NF EN 1992-2.
Le logiciel calcule la section d’acier nécessaire pour reprendre les moments de flexion induits par les efforts dans les
clous, il vérifie la condition de non-fragilité de la paroi en fonction du critère de fissuration et vérifie le
poinçonnement de la plaque d’appui sur le parement.
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
INSTALLATION
UTILISATION DU LOGICIEL
1. Installation
1.1 Configuration minimale
Le logiciel GEOSPAR fonctionne sous les systèmes d’exploitation Microsoft XP, Vista, 7, 8.
1.2 Installation du logiciel
Quelle que soit la version vous vous voulez installer, il est nécessaire, et notamment sous Windows Vista, 7 et 8,
d’être administrateur du poste sur lequel vous installez GEOSPAR.
1.2.1 Version d’évaluation
La version d’évaluation est une version limitée dans le temps et protégée par un code d’activation pour laquelle
toutes les fonctionnalités du logiciel sont utilisables.
Un lien d’installation vous a été envoyé par GEOS INGENIEURS CONSEILS. Cliquez sur celui-ci pour télécharger
le fichier d’installation. Une fois les fichiers d’installation décompressés, cliquez sur le fichier « setup.exe ». Suivez
ensuite les différentes étapes de l’assistant d’installation du logiciel.
Au premier lancement du logiciel qu’il faut faire en tant qu’administrateur (cf. paragraphe 1.2.4), la fenêtre suivante
apparaît :
Communiquez à GEOS INGENIEURS CONSEILS
le code donné par le logiciel (partie 2 de la
procédure de la boîte de dialogue ci-contre).
En retour, vous recevrez un code d’activation qu’il
faudra renseigner dans la partie 3 de la procédure de
la boîte de dialogue ci-contre.
Cliquez enfin sur le bouton « Activer le logiciel ».
Une nouvelle boîte de dialogue apparaît, vous
confirmant que l’activation du logiciel s’est bien
déroulée et vous donnant la date jusqu’à laquelle le
logiciel est actif. Il suffit alors de relancer
l’application pour pouvoir l’utiliser.
Figure 1 : Activation du logiciel
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D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
INSTALLATION
1.2.2 Version intégrale
Il est nécessaire de désinstaller toutes les versions de GEOSPAR présentes sur le poste avant d’installer une version
intégrale du logiciel.
Quel que soit le type de protection, l’installation du logiciel se fait de la manière suivante :
•
Exécuter le fichier « Setup.exe » situé sur le CD ROM fourni ou téléchargé depuis le lien envoyé par
GEOS INGENIEURS CONSEILS (en décompressant le dossier téléchargé) ;
•
Suivez les différentes étapes de l’assistant d’installation du logiciel.
•
Une fois l’installation terminée, exécutez le raccourci « Geospar.exe »
A la première exécution, il faut indiquer au logiciel le type de protection auquel il est soumis : par code, par clé ou
par serveur.
1.2.2.1 Version protégée par code
L’activation de la version protégée par code est identique à celle de la version d’évaluation. Ce type de protection
est généralement utilisé comme moyen d’utiliser pleinement le logiciel pendant une période temporaire.
1.2.2.2 Version protégée par clé
Il s’agit du mode de protection le plus courant. Insérez la clé de protection fournie avec le CD ROM dans un port
USB.
Pour que la clé soit reconnue, il est nécessaire d’installer le programme Sentinel disponible sur le CD-ROM.
1.2.2.3 Version serveur
La version serveur permet de partager plusieurs licences d’un logiciel via un serveur sans avoir besoin de clé de
protection sur chaque poste.
Avant d’exécuter GEOSPAR en version serveur, il faut installer et configurer le logiciel GEOSERVEUR selon le
manuel fourni avec ce logiciel.
1.2.3 Modification du système de protection
Dans la version intégrale, il est possible de modifier le système de protection :
•
soit en cliquant sur le bouton « Changer » disponible depuis le sous-menu « A propos de Geospar… » du
menu « ? » du logiciel ou du bouton de la barre de raccourcis ;
•
soit en supprimant le fichier « mode.geo » présent :
o
dans le répertoire caché « C:\ProgramData\GEOS\Geospar » pour les systèmes d’exploitation type
Windows Vista, 7 et 8 ;
o
dans le répertoire caché « C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\GEOS\Geospar »
pour les systèmes d’exploitation type Windows XP.
Il suffit ensuite de relancer le logiciel pour pouvoir choisir le nouveau type de protection.
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UTILISATION DU LOGICIEL
INSTALLATION
1.2.4 Problèmes liés aux droits d’administration
Sous les systèmes d’exploitation Windows Vista, 7 et 8, si vous n’installez pas GEOSPAR en tant
qu’administrateur, il se peut que le logiciel ne fonctionne pas correctement. La clé (s’il s’agit de ce mode de
protection) n’est pas reconnue et il est impossible de sélectionner le mode de protection.
Pour remédier à ce problème, il faut donner les droits à tous les utilisateurs sur le répertoire d’installation de tous les
logiciels GEOS :
•
•
•
•
•
•
•
•
Faites un clic droit sur le répertoire d’installation des logiciels GEOS (c:\Program Files\GEOS) ;
Choisissez « Propriétés » ;
Cliquez sur l’onglet « Sécurité », puis sur « Modifier » ;
Ajoutez un nouvel utilisateur en cliquant sur le bouton « Ajouter » ;
Dans la zone de texte qui apparaît, écrivez « tout le monde » en respectant la casse ;
Cliquez sur « Valider » ;
Sélectionnez ensuite « Contrôle total » ;
Validez toutes les fenêtres ouvertes en cliquant sur « OK ».
En outre, lors de l’activation du logiciel par code (en version d’évaluation ou en version intégrale), il faut exécuter le
logiciel « en tant qu’administrateur » même si l’utilisateur est administrateur. Pour cela :
•
•
Faites un clic droit sur l’application « Geospar.exe » se trouvant dans le répertoire d’installation du logiciel
(par défaut : c:\Program Files\GEOS\Geospar)
Cliquer sur « Exécuter en tant qu’administrateur ».
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MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
GENERALITES
2. Généralités
2.1 Unités
Les unités à utiliser sont précisées dans les boîtes de dialogue.
Ce sont :
Longueur
-
le m pour les espacements des clous
le cm pour les dimensions de plaque, épaisseur de béton projeté et enrobage
Surface
-
le cm2 pour les sections d’acier.
Force
-
le kN pour les efforts dans les clous
Contrainte
-
le MPa pour les résistances du béton et de l’acier
Ces unités qui ne sont pas conformes au système SI présentent cependant l’avantage de correspondre à l’usage de
la profession.
2.2 Taille maximale du problème
La structure du logiciel impose une limitation sur la taille des données : le nombre d’éléments de discrétisation (de
forme carrée) pour le calcul aux différences finies ne doit pas dépasser 75000.
La discrétisation de la plaque impose donc une limitation sur la géométrie du problème :
-
du fait que la plaque soit de longueur infinie, le logiciel calcule une période au-delà de laquelle la
géométrie de la paroi est identique :
o
dans le cas d’un maillage de clous alignés verticalement, cette période est égale à l’espacement
horizontal ;
o
dans le cas d’un maillage en quinconce, cette période est égale à l’espacement horizontal divisé
par 2 ;
o
dans le cas d’un maillage quelconque, la période dépend de l’espacement horizontal de chaque lit.
-
la taille minimale des éléments verticaux de discrétisation est obtenue en calculant le PGCD, en centimètres
entre toutes les distances verticales (distances entre lits, distance entre le haut de la paroi et le premier lit et
distance entre le dernier lit et le bas de la paroi).
Une définition trop précise de ces longueurs imposera des calculs matriciels de dimension trop importante, ce qui
fera échouer le calcul.
2.3 Description de l’interface
Le logiciel GEOSPAR permet la préparation des données à l’aide de 4 fenêtres (ou menus) :
-
les titres du problème pour le cartouche, disponible depuis le menu « Cartouche » :
Figure 2 : Menu Cartouche
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D’UTILISATION
-
UTILISATION DU LOGICIEL
GENERALITES
l’élévation de la paroi clouée, disponible depuis le menu « Disposition des clous en élévation » :
Figure 3 : Menu Disposition des clous
-
les efforts dans les clous et l’écrêtage éventuel des moments sur appui, disponible depuis le menu « Efforts
dans les clous » :
Figure 4 : Menu Efforts
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D’UTILISATION
-
UTILISATION DU LOGICIEL
GENERALITES
la coupe type de la paroi clouée avec les caractéristiques géométriques et mécaniques des matériaux
constitutifs depuis le menu « Matériaux et coupe-type » :
Figure 5 : Menu Matériaux et coupe type
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D’UTILISATION
3.
UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
Saisie des données
3.1 Le menu « fichier »
Le menu « Fichier » permet de réaliser les opérations courantes sur les fichiers de données :
-
L’option « Nouveau » permet de créer un nouveau fichier
vierge. Elle est également accessible depuis la barre d’outils
(icône )
-
L’option « Ouvrir » permet d’ouvrir un fichier existant. Elle est
également accessible depuis la barre d’outils (icône
)
-
L’option « Enregistrer » permet de sauvegarder le fichier en
cours. Elle est également accessible depuis la barre d’outils
(icône )
-
L’option « Enregistrer sous » permet de sauvegarder la
progression du fichier en cours depuis la dernière sauvegarde
dans un nouveau fichier.
Figure 6 : Menu "Fichier"
-
L’option « Préférence… » permet
de choisir le logo en format
BITMAP (fichier bmp) de votre
société pour que celui-ci apparaisse
dans le cartouche de la feuille de
résultats ;
Figure 7 : Menu "Préférences"
-
Dans la partie « Fichier récent » se trouvent les 5 derniers fichiers que vous avez sauvegardés. Ainsi, vous
pouvez ouvrir ces fichiers d’un simple clic sans passer par l’option « Ouvrir ».
-
L’option « Quitter » permet d’abandonner, avec possibilité d’enregistrement, le fichier courant et de fermer le
logiciel GEOSPAR.
3.2 Le menu « cartouche »
L’écran du menu « Cartouche », accessible
également depuis le bouton
de la barre de
raccourcis, donne accès à l’utilisateur aux données se
trouvant en bas de la feuille de résultats.
Les figures ci-après montrent comment apparaissent
les résultats en fonction des données entrées.
Les limites sont les suivantes :
-
47 caractères pour le titre ;
48 caractères pour chaque ligne
commentaires ;
13 caractères pour la référence de l’affaire ;
8 caractères pour le type de document ;
2 caractères pour le numéro de figure.
de
Figure 8 : Saisie du cartouche
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UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
Figure 9 : Visaualisation des données du cartouche
3.3 Le menu « disposition des clous en elevation »
L’écran du menu « Disposition des clous en élévation », disponible également depuis le bouton
raccourcis, permet de donner les caractéristiques géométriques des clous par rapport à la paroi.
de la barre des
3.3.1 Type de maillage
Les clous peuvent être définis suivant 3 types de maillage :
-
les clous sont alignés verticalement :
Figure 10 : Maillage - Alignement vertical
-
les clous sont en quinconce :
Figure 11 : Maillage : alignement en quinconce
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-
UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
les clous ont un maillage quelconque :
Figure 12 : Maillage - Alignement quelconque
3.3.2 Géométrie
Cette rubrique consiste à rentrer les valeurs d’espacements horizontaux et verticaux de chaque lit de clous. Entrez le
nombre de lits de clous de la paroi dans la zone de texte appropriée, puis cliquez sur le bouton « Géométrie des lits
de clous ». La boîte de dialogue ci-dessous apparaît.
-
Entrez, pour le premier lit de clous, la distance entre
le haut de la paroi et ce lit de clous, ainsi que
l’espacement horizontal général (maillage carré ou en
quinconce) ou propre à ce lit (maillage quelconque) et
le décalage horizontal initial (maillage quelconque).
-
Naviguez entre les lits avec les boutons fléchés < et >.
-
Entrez, pour chaque lit intermédiaire, la distance
depuis le lit précédent, et, le cas échéant, le décalage
horizontal initial et l’espacement horizontal du lit
(maillage quelconque).
-
Pour le dernier lit, entrez la distance depuis le lit
précédent et la distance jusqu’en bas de la paroi, ainsi
que, le cas échéant, le décalage horizontal initial et
l’espacement horizontal du dernier lit (maillage
quelconque).
-
Validez en cliquant sur le bouton « OK »
Figure 13 : Saisie de la géométrie des clous
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UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
3.3.3 Passes
Les passes définissent les hauteurs sur lesquelles les armatures sont homogènes. Elles sont définies sur toute la
hauteur de la paroi et s’interrompent entre les lits de clous.
-
Entrez le nombre de passes dans la zone appropriée
-
Pour chaque passe, définissez ensuite au-dessus de
quel lit démarre la passe et en dessous duquel elle
se termine.
-
Naviguez entre les passes avec les boutons fléchés
< et >.
-
La première passe démarre forcément avant le
premier lit et la dernière passe se termine forcément
après le dernier lit.
Figure 14 : Saisie des passes homogènes
3.4 Le menu « efforts dans les clous »
L’écran du menu « Efforts dans les clous », disponible également depuis le bouton de la barre des raccourcis,
permet de donner les efforts dans les clous, déterminés à partir d’un calcul de stabilité type GEOSTAB.
3.4.1 Rappel des sorties GEOSTAB
Lorsque l’option du calcul des efforts dans les clous est activée dans le logiciel GEOSTAB 2013 (ou ultérieur), les
résultats sont complétés par 5 lignes supplémentaires qui donnent par clou :
-
l’effort TMAX strictement nécessaire sur toutes les surfaces de rupture pour obtenir le facteur de sécurité visé.
-
l’effort T0 appliqué sur le parement et déduit de TMAX en minorant ce dernier des forces de frottement entre le
parement et la surface de rupture calculée.
-
l’effort T1 strictement nécessaire dans l'axe du clou pour que le poids du parement soit repris par frottement sur
le sol (condition de non-glissement du parement).
-
l'effort T2 strictement nécessaire pour que le parement puisse reprendre les efforts de poussée selon un
diagramme défini par l’utilisateur.
-
le maximum des efforts T0, T1 et T2 décrits ci-avant.
Figure 15 : Visualisation - Résultats GEOSTAB
Les efforts à rentrer dans GEOSPAR 2014 correspond au maximum des efforts T0, T1 et T2.
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GEOSPAR
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UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
Attention : dans les versions précédentes du logiciel GEOSPAR, l’effort à rentrer correspondait à TMAX ; le logiciel
calculait automatiquement T0 en fonction des espacements horizontaux et verticaux des clous selon les
recommandations CLOUTERRE §4.2 (cf. § 4.4.3 des considérations théoriques).
3.4.2 Combinaisons de force
3.4.2.1 Saisie des efforts dans les clous
Sélectionnez la case à cocher correspondant au(x) état(s)-limite(s) étudié(s) qui a (ont) permis d’obtenir les efforts
dans les clous. Pour chaque état-limite, cliquez ensuite sur le bouton « Modifier les efforts »
Figure 16 : Saisie des efforts
-
Entrez, pour chaque lit de clous, la valeur de
l’effort dans le clou au niveau du parement, selon
l’état-limite calculé.
-
Naviguez entre les lits de clous avec les boutons
fléchés < et >.
-
Validez en cliquant sur le bouton « OK ».
3.4.2.2 Coefficient de pondération ELU/ELS
Pour les cas où les efforts à l’Etat Limite de Service ne
sont pas renseignés, le logiciel demande un coefficient
minorateur entre ELU et ELS afin de pouvoir procéder
aux vérifications de non-fragilité, en fonction des
critères de fissuration.
Figure 17 : Saisie des coefficients de pondération
3.4.2.3 Rapport entre contrainte maximum et contrainte minimum
Il s’agit du coefficient de proportionnalité k permettant de modifier la forme du diagramme des contraintes à
l’arrière de la paroi. En fonction de la valeur de k retenue, la répartition des efforts suit l’un des 3 schémas
(représentant une coupe longitudinale de la paroi) ci-dessous :
Diagramme des contraintes à l’arrière de la paroi
σmax
paroi
si k = 0, σmin = σmax et la répartition par bandes
imposée par CLOUTERRE et implémentée dans les
anciennes versions de GEOSPAR est reproduite. Pour
un lit de clous donné, la répartition des efforts suit
alors le schéma ci-contre (coupe longitudinale de la
paroi selon une section horizontale).
Efforts du lit répartis sur la plaque d’appui
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D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
Diagramme des contraintes à l’arrière de la paroi
σmax
-
si k = 1, σmin = 0 et la répartition des contraintes à
l’arrière de la paroi devient pyramidale avec une
contrainte nulle en milieu de travée.
paroi
Efforts du lit répartis sur la plaque d’appui
Diagramme des contraintes à l’arrière de la paroi
σmax
σmin
paroi
-
si 0 < k < 1, σmin = (1-k) σmax et la répartition des
contraintes à l’arrière de la paroi devient pyramidale
avec une contrainte non-nulle en milieu de travée.
Efforts du lit répartis sur la plaque d’appui
3.4.3 Ecrêtage des moments
La reprise des efforts dans les clous sur des surfaces de plaques relativement faibles peut amener à des valeurs de
moments sur appui très élevées. Il est possible dans GEOSPAR d’écrêter les moments sur appui de deux manières :
Mmax
-
-
Ecrêtage forfaitaire : le moment sur appui écrêté
Mecr est déterminé à partir du moment calculé en
bord de plaque Mpl, majoré par un coefficient
variant de 1 à 2.
Mecr = (1+x%) · Mpl.
Mecr
Mpl
Ecrêtage relatif : le moment sur appui écrêté Mecr
est déterminé par interpolation linéaire entre le
moment calculé en bord de plaque Mpl et le
moment « non écrêté » calculé sur appui Mmax.
Mecr = Mmax + (Mpl – Mmax) · x%.
Dans les deux cas, la valeur de x%, comprise entre 0 et 100 est la valeur entrée par l’utilisateur.
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UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
3.5 Le menu « matériaux et coupe-type »
L’écran du menu « Matériaux et coupe-type », disponible également depuis le bouton
de la barre des
raccourcis, permet de donner les caractéristiques géométriques de la coupe et mécaniques des matériaux constitutifs
du parement. La vue en coupe évolue au fur et à mesure que les données géométriques sont entrées.
3.5.1 Plaques d’appui
Entrez dans la boîte de dialogue appropriée la dimension des plaques d’appui considérées comme carrées.
3.5.2 Armatures et paniers de renforcement éventuels
3.5.2.1 Nombre de treillis
Choisissez à l’aide des boutons fléchés < et > le nombre de treillis à mettre en œuvre dans la paroi (1 ou 2 ;
obligatoirement 2 si le calcul est réalisé selon la NF EN 1992)
3.5.2.2 Nombre de barres pour les paniers de renforcement éventuels
Choisissez ensuite le nombre de barres (4 ou 8) qui pourraient constituer un panier de renforcement si le calcul visà-vis du poinçonnement montre que celui-ci est nécessaire.
3.5.2.3 Caractéristiques mécaniques des aciers de renforcement et des
paniers de renforcement
Entrez, pour chaque treillis [1] et/ou [2], la limite d’élasticité des armatures (ou choisissez-la dans le cas de calculs
selon la NF EN 1992), ainsi que leur adhérence (ou leur ductilité – NF EN 1992).
3.5.3 Calcul des sections d’acier
Le choix porte sur trois règlementations de calcul : le BAEL, la norme XP P 94-240 et les normes NF EN 1992-1-1
et 1992-2, dites « Eurocode 2 ». Choisissez la règle de dimensionnement en cliquant sur le bouton correspondant.
3.5.4 Béton projeté
Renseignez les caractéristiques géométriques de la coupe (épaisseurs de béton et sous la plaque ; enrobage des
armatures) selon les désignations définies sur le schéma ci-dessous :
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
SAISIE DES DONNEES
Plaque d'appui
TERRE
AIR
Largeur de
la plaque
d'appui
Clou
Treillis
face intérieure
Nappe [1]
[1]
[2]
Treillis
face extérieure
Nappe [2]
Figure 18 : Béton projeté - Caractéristiques à renseigner
Si la règle de dimensionnement retenue est le BAEL ou la norme XP P 94-240, entrez dans les zones de texte
appropriées les valeurs de résistance en compression du béton fc28 et la pression limite du sol à l’arrière du parement
pour la vérification au poinçonnement. Choisissez enfin le type de fissuration considérée.
Si la règle de dimensionnement retenue est l’Eurocode 2, entrez la résistance en compression caractéristique du
béton fck, ainsi que la valeur limite d’ouverture des fissures wmax, soit en choisissant la classe d’exposition et la
norme appliquée (NF EN 1992-1-1 ou NF EN 1992-2 ; wmax étant déterminé à partir des tableaux des sections 7.1
des annexes nationales de ces normes) en laissant la case « wmax calculé » cochée, soit en décochant cette case et en
entrant directement la valeur de wmax.
18/41
GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
VERIFICATION DES DONNEES ET
CALCULS
4. Vérification des données et calculs
4.1 Vérification des données
En cours de modifications des données, il est possible de vérifier que les données saisies ne comportent pas d’erreur.
Pour cela, cliquez sur le sous-menu « Tester les données » disponible depuis le menu « Calcul », ou sur le bouton
de la barre de raccourcis. Un message s’affichera vous indiquant les erreurs éventuelles de données contenues
dans le fichier.
Figure 19 : Vérification des données
4.2 Lancement du calcul
L’exécution du calcul se fait en cliquant sur le sous-menu « Lancer le calcul » disponible depuis le menu
« Calcul », ou sur le bouton
de la barre de raccourcis. Une sauvegarde des données est proposée avant le
lancement du calcul dans le cas où des modifications ont été apportées.
Figure 20 : Lancement / Enregistrement
4.3 Echec du calcul : visualisation du fichier résultats
Dans le cas où le calcul n’aboutit pas, le message suivant apparaît :
Figure 21 : Echec du calcul
En parcourant le fichier résultats jusqu’à la fin, disponible depuis le sous-menu « Visualiser le fichier résultats »
du menu « Calcul », le logiciel explicite quelles erreurs ont été rencontrées au cours du calcul.
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
RESULTATS
5. Résultats
Une fois le calcul terminé, le logiciel bascule automatiquement vers l’écran de visualisation des résultats. Chaque
menu de cet écran est détaillé dans les paragraphes ci-dessous :
Figure 22 : Barre de menus de la partie résultats
5.1 Menu « Données »
Cette page récapitule l’ensemble des données entrées, ainsi que les calculs de flexion pour la première passe.
5.2 Menu « Armatures »
Cette page donne les résultats des autres calculs de la première passe, ainsi que tous les résultats des autres passes.
5.3 Menus « Moments selon X » et « Moments selon Y »
Ces pages donnent, pour chaque direction, les iso-valeurs des moments suivant une vue en élévation, ainsi que
suivant deux coupes donnant les moments les plus importants sur appuis et en travée. Les valeurs des moments sur
appuis écrêtés et non-écrêtés sont également données.
Figure 23 : Exemple de résultats des moments selon X
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GEOSPAR
MANUEL
D’UTILISATION
UTILISATION DU LOGICIEL
RESULTATS
5.4 Menu « Page »
Ce menu permet de configurer les options d’impression et d’imprimer les résultats.
Le réglage des marges, du zoom et des dimensions de la page se fait depuis le sous-menu « Mise en page »
La visualisation de la page active avant l’impression se fait depuis le sous-menu « Aperçu avant impression ».
L’impression de la page active se fait depuis le sous-menu « Imprimer document courant ».
L’impression de toutes les pages s’effectue en cliquant sur le sous-menu « Tout imprimer ».
L’exportation des résultats via un fichier .bmp se fait depuis le sous-menu « Exporter le graphique » :
-
soit en la copiant avec le sous-menu « Dans le presse-papier » et en la collant dans votre rapport ;
-
soit en l’enregistrant en tant qu’image avec le sous-menu « Dans un fichier BMP »
5.5 Menu « Quitter »
C’est le menu qui permet de basculer vers les écrans de saisie des hypothèses de calcul.
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
CALCUL DEFORMEES
CONSIDERATIONS THEORIQUES
6. Calcul des déformées
6.1 Equation générale
Il est supposé que le parement soumis à la réaction du sol et aux forces des têtes de clous réparties sur les plaques
d’appui se comporte comme une plaque chargée transversalement en petites déformations. Les nœuds du parement
qui se situent au niveau des clous sont considérés à déplacement nul.
Figure 24 : Modélisation du parement
L’équation différentielle d’équilibre s’écrit :
2
Soit
Avec :
∆∆
∙
(1)
(2)
- ∆ : l’opérateur Laplacien
- W : déplacement normal au parement
- q : intensité de la charge normale au parement
- D
Note : le coefficient de Poisson ν du béton est pris égal à 0 pour le calcul des sollicitations. (1)
(1)
« Conception et calcul des structures – 2 » - THONIER (1993) §6.2.2 ; pages 473 et 478,
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
Sous forme de différences finies, l’équation (1) s’écrit :
W
2 W"
,!"
8 W
,!
,!
W"
W
,!
,!
W ,!"
W ,!"
W"
W ,!
20 W ,! #
,!
CALCUL DEFORMEES
W ,! #
W
W " ,! #
,!"
)
# −(
(
(
'
*+,,
-
(3)
Avec qi,j la densité de charge en chaque point. Les pondérateurs sont présentés dans le tableau ci-dessous.
i-2
i-1
i+1
i+2
1
j+2
j+1
j
i
1
j-1
2
-8
2
-8
20
-8
2
-8
2
1
1
j-2
Figure 25 : Pondération de la densité de charge
6.2 Conditions aux limites
L’équation générale ci-dessus est valable pour les nœuds « courants ». Elle est adaptée aux « conditions aux
limites » : bords libres, symétries éventuelles et appuis, constitués par les têtes de clous.
i-2
i-1
i
i+1
j+4
1
j+3
-2*(3-ν)
2*(2-ν)
j+1
2*(3-ν)
-2*(2-ν)
j
-1
i+2
j+2
j-1
j-2
j-3
j-4
Figure 26 : Exemple de pondérateur lorsque le point se situe en bas à gauche de la paroi
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
CALCUL DES
MOMENTS
7. Calcul des moments
Après résolution de l’équation (3), les moments Mx et My se calculent par:
/
./ 0
/
12
1
4
0
4
1
0
9
0
8 9: >
0
79
=
5
1 − 4 7 9; =
7
=
2
9
69: ∙ 9;<
Par ailleurs, le terme croisé Mxy n’est pas intégré dans la suite des calculs.
Figure 27 : Equilibre d’un élément de plaque
Note : Dans les cas où les moments apportés par les efforts des clous répartis sur les plaques d’appui sont
prépondérants par rapport aux moments apportés par le sol, le calcul est relancé sans considérer les efforts sur les
plaques.
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MANUEL
D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
8. Dimensionnement selon le BAEL
8.1 Généralités
En accord avec les Recommandations Clouterre 1991, le calcul du parement se fait aux ELU. Les tractions T0 en
tête des clous (issues de TMAX) et les pressions du sol sur le parement sont alors considérées comme des actions
extérieures permanentes s’exerçant sur le parement.
Dans la mesure où les calculs de stabilité du massif en sol cloué sont réalisés aux ELU, il n’y a pas lieu d’appliquer
de coefficient majorateur γ = 1.35 sur les valeurs obtenues à partir de ces derniers.
Pour les murs en sol cloué temporaires ou permanents, les calculs de béton sont menés aux ELU et aux ELS. A
défaut de calcul de stabilité du massif en sol cloué à l’ELS, les valeurs de TMAX à l'ELS sont supposées égales à :
?@AB,CDF
?@AB,CDE
1.35
8.2 Détermination des efforts en tête des clous
En accord avec les Recommandations Clouterre 1991, il est admis que le torseur des efforts à la liaison clouparement se réduit à un effort axial de traction T0.
La valeur de T0 est déduite de celle de l’effort maximum de traction TMAX mobilisable sur la surface de rupture
potentielle la plus critique en considérant une valeur unique pour le rapport T0/TMAX dans le mur.
Les valeurs de TMAX à l’ELU dans chaque lit de clous pour les 10 surfaces de rupture potentielles les plus critiques
sont données directement dans la feuille de résultats de GEOSTAB, comme explicité au paragraphe 7.1.
8.3 Pression des terres sur le parement
En accord avec les Recommandations Clouterre 1991, la pression locale du sol p est supposée uniforme et a pour
valeur :
?K
p
LM ∙ LN
Avec :
eh
espacement horizontal des clous
ev
espacement vertical des clous
T0 = TMAX x C
E K.O
C 0.5
QRLS0.6 ≤ V ≤ 1.0
O
S = MAX [ ev ; eh ]
Nota :
En accord avec les Recommandations Clouterre 1991 :
1.
Sauf cas particulier, le parement est dimensionné avec des valeurs de TMAX correspondant à la
phase finale de l’ouvrage et il n’est pas fait de dimensionnement du parement en phase
d’excavation.
2.
Pour tenir compte des concentrations de la pression des terres p sur le parement autour des clous,
la justification au poinçonnement du parement est faite avec des valeur de T0 telles que T0/TMAX =
1 quel que soit le maillage.
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
8.4 Vérification vis à vis de la flexion
D’une façon générale, le dimensionnement du parement vis à vis de la flexion doit être effectué :
-
au droit des appuis pour les moments maximums MAX et MAY dimensionnant les armatures de la nappe contre
terre ;
-
en travée pour les moments maximums MTX et MTY dimensionnant les armatures de la nappe côté extérieur.
Ces moments maximums, notés génériquement Mu, ont été déterminés lors de la phase de calcul précédente.
8.4.1 Calcul à l’Etat Limite Ultime (ELU)
Le moment réduit µ s’exprime par
Avec :
d = épaisseur utile de la paroi ;
-
-
Z[X
/X
Y ∙ Z[X
μ
K.\O∙]^_
`∙ab
θ = 1 (durée d’application de la combinaison d’actions supérieure à 1 heure ; BAEL 91 - §A.4.3.41)
γb :
o γb = 1.5 en combinaisons fondamentales
o γb =1.15 en combinaisons accidentelles
fcj est pris égal à fc28.
Le coefficient d’équivalence α est donné par la relation :
α
119
594
.1 − e1 −
μ0
99
289
Il est défini à une épaisseur z de la paroi, telle que :
z
d i1 −
99
jk
238
Le moment réduit limite µl est donné par :
- µl = 0.4767 - 0.000210 fe en combinaison fondamentale
- µl = 0.4733 - 0.000217 fe en combinaison accidentelle.
Avec fe la limite élastique de l’acier.
La section d’acier As en est déduite par les relations suivantes :
Avec :
lmμ < μo ; qr
lmμ > μo ; qr
γs = 1.15 ;
lm0 < xr < x ;wr
Avec :
lmxr > x ;wr
xr
/X
Z
s∙ t
ur
/X
s ∙ wr
Zt ∙ xr
ur ∙ x
Zt
ur
1−j
∙ 3.5‰
j
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D’UTILISATION
Zt
ur ∙ zr
x
Es : module d’Young de l’acier, pris égal à 210 GPa.
Nota : Si μ >
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
CONSIDERATIONS THEORIQUES
0.4865, il y a impossibilité de calcul. Il faut augmenter l’épaisseur de béton.
\{
O{|
8.4.2 Calculs à l’Etat Limite de Service (ELS)
La valeur de σs dépend du type de fissuration :
-
peu préjudiciable
-
préjudiciable
-
très préjudiciable
:
:
wr
le calcul à l’ELS n’est pas dimensionnant
min € ∙ Zt ; 110‚ƒ ∙ Z„… †
:
Avec :
wr
•
min‡0.5 ∙ Zt ; 90‚ƒ ∙ Z„… ˆ
-
η : coefficient de fissuration, pris égal à :
o 1.0 pour les ronds lisses
o 1.6 pour les armatures à haute adhérence
-
ftj : résistance caractéristiques à la traction du béton, défini par la relation (en MPa) :
ftj = 0.6 + 0.06·fcj
En posant ‰
@Š
‹
, le calcul de section revient à résoudre j • − 3 ∙ j −
L’épaisseur z est alors calculée telle que s
La contrainte dans le béton σb vaut alors : w[
Y •1 − ‘.
•
•
•∙•Ž
O∙
•
{K∙Œ
•Ž
j
{K∙Œ
•Ž
0
et la section d’acier As est déduite : qr
@Š
’∙•Ž
.
Note : dans le cas d’un calcul au BAEL, GEOSPAR donne automatiquement la section d’acier la plus importante
parmi les 2 vérifications précédentes (ELU et ELS).
8.5 Vérification vis à vis du poinçonnement (ELU)
8.5.1 Equations générales
Selon le BAEL 91/A. 5.2, 42, la condition de non poinçonnement est vérifiée et donc aucune armature d’effort
tranchant n’est requise si la condition suivante est satisfaite :
Qu ≤ 0.045·uc·h·fcj/γb
Avec :
-
Qu : la charge de calcul vis à vis de l’état limite ultime,
h : l’épaisseur totale de la dalle,
uc : le périmètre du contour défini dans le BAEL §A.3.2.5 au niveau du feuillet moyen.
fcj : la résistance en compression du béton à j jours pris égal à fc28 dans les calculs.
Le périmètre est évalué comme indiqué sur la figure ci-dessous :
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GEOSPAR
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
Figure 28 : Définition du périmètre
Nota :
Cette limite ne tient pas compte de l’effet favorable dû à la présence d’un ferraillage horizontal. Elle peut
être portée à :
“X
0.05
1.5 ∙ ”o ∙
Avec :
ρl : pourcentage moyen d’armatures horizontales ”o
d : hauteur utile
Y ∙ •–
∙ Z–…
u[
‚”o ∙ ”o
et en bornant supérieurement ρl à 0.015.
γb vaut 1.5
γb vaut 1.15
pour les combinaisons fondamentales et
pour les combinaisons accidentelles (BAEL 91/A.4.3,41)
Si la condition ci-dessus n’est pas satisfaite, quatre solutions définies dans les paragraphes ci-dessous sont possibles.
8.5.2 Mouchoirs de renforcement vis à vis du poinçonnement
Le problème consiste alors à rechercher la section d’acier à mettre en œuvre en complément du treillis contre terre
au droit de l’appui sans modifier la largeur a de la plaque a, ni l’épaisseur h de béton sous la plaque de telle façon
que l’égalité précédente soit vérifiée, ce qui, tous calculs faits conduit à :
qr
Y
“X ∙ u[
—
− 0.05˜
1.5 Z–… ∙ •– ∙ Y
Cette solution ne peut être adoptée que si A ≤ 0.015d
8.5.3 Augmentation de la largeur de la plaque d’appui
Le problème consiste alors à rechercher la largeur a de la plaque carrée, sans modifier h, de telle façon que
l’inégalité générale soit vérifiée, ce qui, tous calculs faits conduit à :
q™š›
“X ∙ u[
−ℎ
0.18 ∙ Z–… ∙ ℎ
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
8.5.4 Augmentation de l’épaisseur sous la plaque d’appui
Le problème consiste alors à recherche l’épaisseur h sous la plaque sans modifier sa largeur a de telle façon que
l’inégalité générale soit vérifiée, ce qui tout calculs faits conduit à :
ℎ™š›
−Q
eQ
2
“X ∙ u[
0.045 ∙ Z–…
8.5.5 Reprise des efforts de poinçonnement par des « armatures en
bateau » ou paniers de renforcement »
Le problème consiste alors à rechercher la section d’acier nécessaire sans modifier a, ni h de telle façon que tout l’effort de
poinçonnement soit repris par les armatures comme montré sur la figure ci-après :
Figure 29 : Armatures en bateau
L’effort de traction dans chaque armature est donné par l’équation :
“X √2
•X
2∙Ÿ
Avec n nombre de barres d’armatures dans chaque direction.
La section de chaque armature est alors :
-
Soit :
en fissuration peu préjudiciable (BAEL 91 - §A.4.5.32)
qX
∅™š›
max ¢
max ¥e
•X
;q £
wr K ™š›
“X √2
¦ ∙ Ÿ ∙ wr
4 ∙ Z„… ∙ ℎ ∙ Q
;e
§
¦ ∙ Ÿ ∙ Zt
K
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
Avec :
-
wr
en fissuration préjudiciable (BAEL 91 - §A.4.5.33)
qX
Soit :
∅™š›
Avec :
-
K
wr
max ¢
DIMENSIONNEMENT
AU BAEL
Zt
ur
•X
;q £
wr ™š›
4 ∙ Z„… ∙ ℎ ∙ Q
“X √2
max ¥e
;e
§
¦ ∙ Ÿ ∙ wr
¦ ∙ Ÿ ∙ Zt
2
min ¢ Zt ; 110¨ƒ ∙ Z„… £
3
en fissuration très préjudiciable (BAEL 91 - §A.4.5.34)
qX
Soit :
∅™š›
Avec :
max ¢
•X
;q £
wr ™š›
4 ∙ Z„… ∙ ℎ ∙ Q
“X √2
max ¥e
;e
§
¦ ∙ Ÿ ∙ Zt
¦ ∙ Ÿ ∙ wr
wr
1
min ¢ Zt ; 90¨ƒ ∙ Z„… £
2
La longueur d’ancrage ll de ces paniers de renforcements est donnée par la relation (cf. BAEL 91 - §A.6.1.22 et
A.6.1.25) :
©o
1
∅ ∙ Zt
ℎ−Y
ª
− 4.961 ∙ ∅ − 1.414 ∙ i
k¬
1.23 2.4 ∙ «r ∙ Z„…
2
Avec Ψs =
1.0 pour les ronds lisses
1.5 pour les armatures à haute adhérence
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
SELON XP P 94-240
9. Dimensionnement selon la norme XP P 94-240
Le dimensionnement est identique à celui du BAEL, avec les modifications suivantes :
-
les sections données à l’ELS sont celles calculées à l’ELU majorées :
o de 10% si la fissuration est supposée préjudiciable ;
o de 50% si la fissuration est considéré comme très préjudiciable.
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D’UTILISATION
CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
NF EN 1992-1-1 ET
NF EN 1992-2
10. Dimensionnement selon les normes NF EN 1992-1-1 et NF EN
1992-2
10.1 Généralités
Etant donné que les calculs de stabilité du massif sont des calculs de type ELU, le calcul « naturel » du parement
avec une traction T dans le clou tel que T = max (T0, T1, T2) se fait aux ELU.
Les efforts répartis sur la plaque et les pressions du sol à l’arrière du parement sont alors considérés comme des
actions extérieures permanentes s’exerçant sur le parement.
Compte-tenu des points évoqués dans les paragraphes 7.1 et 7.2, il est laissé à l’utilisateur le choix de la forme
du diagramme de répartition des contraintes à l’arrière du parement :
-
soit par bandes, ce qui permet d’aboutir à une répartition similaire à celle donnée dans les
Recommandations CLOUTERRE ;
soit trapézoïdale avec contrainte nulle en milieu de travée ;
soit trapézoïdale avec contrainte non nulle en milieu de travée ;
10.2 Vérification vis à vis de la flexion
D’une façon générale, le dimensionnement du parement vis à vis de la flexion doit être effectué :
-
au droit des appuis pour les moments maximums MAX et MAY dimensionnant les armatures de la nappe
contre terre ;
-
en travée pour les moments maximums MTX et MTY dimensionnant les armatures de la nappe côté extérieur.
Ces moments maximums, notés Med à l’ELU et Mser à l’ELS, ont été déterminés lors de la phase de calcul
précédente.
10.2.1 Calcul à l’Etat Limite Ultime (ELU)
Le moment réduit µ cu s’exprime par
μ–X
/t‹
-® ∙ Y ∙ Z–X
Avec :
bw : longueur de la section, prise égale à 1m ;
d : épaisseur utile de la paroi ;
fcu : résistance de calcul de la compression du béton : fcu = η·αcc·fck / γc
fck : résistance caractéristique de la compression du béton, qui peut être pris dans le tableau 3.1 de la norme NF
EN 1992-2.
η=
1.0 si fck < 50 MPa
1.0 – (fck – 50) / 200 si 50 MPa < fck < 90 MPa
(NF EN 1992-1-1 §3.1.7(3))
αcc =
1.0
(NF EN 1992-1-1 §3.1.6(1))
γc =
1.5 sous combinaisons fondamentales
1.2 sous combinaisons accidentelles
Le coefficient d’équivalence s’écrit alors :
Avec :
λ=
jX
(NF EN 1992-1-1 §3.2.4.2.4)
1̄
1 − ‚1 − 2 ∙ μ–X #
0.8 si fck < 50 MPa
0.8 – (fck – 50) / 400 si 50 MPa < fck < 90 MPa
(NF EN 1992-1-1 §3.1.7(3))
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D’UTILISATION
DIMENSIONNEMENT
NF EN 1992-1-1 ET
NF EN 1992-2
CONSIDERATIONS THEORIQUES
Ce moment réduit s’applique à une épaisseur zc telle que :
Y i1 −
s–
2̄
∙ jX k
Le moment réduit se compare à un moment réduit limite µ R, calculé par la relation :
µR =
0.8·αR·(1 – 0.4·αR) si fck < 50 MPa
λ·αR·(1 – 0.5·λ·αR) si 50 MPa < fck < 90 MPa
-
x–X
j°
Avec :
x–X
εcu2 :
o
o
x–
εcu2 = 3.5‰ si fck < 50 MPa
εcu2 = 2.6+35·((90-fck)/100)4 (‰) si 50 MPa < fck < 90 MPa (NF EN 1992-1-1 §3.1.7(3))
-
εc = fyd / Es
-
fyd : limite d’élasticité de calcul de l’acier, fyd = fyk / γs
-
γs :
o
o
-
(NF EN 1992-1-1 §3.2.7)
γs = 1.15 sous combinaisons fondamentales
γs = 1.00 sous combinaisons accidentelles (NF EN 1992-1-1 §3.2.4.2.4)
Es = valeur de calcul du module d’élasticité de l’acier = 200 GPa
(NF EN 1992-1-1 § 3.2.7(4))
Si µ cu > µ R, il faut augmenter l’épaisseur de béton.
Détermination de µ AB : frontière entre pivot A et pivot B
µ AB se calcule par la relation suivante :
μA±
Avec :
¯ ∙ jA± ∙ i1 − jA± k
2̄
jA±
x–
Avec ici :
εc = εcu2
εs1 = εud =
o 22.5/1000 pour un acier de classe de ductilité A
o 45/1000 pour un acier de classe de ductilité B
o 67.5/1000 pour un acier de classe de ductilité C
x–
xr
(NF EN 1992-1-1 §3.1.2 (T3.1))
(NF EN 1992-1-1 annexe C)
Calcul des contraintes dans les armatures :
-
Si µ cu < µ AB : pivot A (l’acier a atteint son allongement limite admissible)
La contrainte dans les armatures σs1 vaut alors :
Type d’acier
S 400
S 500
-
Classe A
σs1 = 363 MPa
σs1= 454 MPa
Classe B
σs1 = 373 MPa
σs1 = 466 MPa
Classe C
σs1 = 395 MPa
σs1 = 493 MPa
Si µ cu > µ AB : pivot B (le béton a atteint son raccourcissement limite admissible)
L’allongement des armatures εs1 s’écrit alors : xr
x–
•Š
•Š
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CONSIDERATIONS THEORIQUES
DIMENSIONNEMENT
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NF EN 1992-2
Et la contrainte dans les armatures σs1 vaut :
-
si εs1 < fyd / Es
σs1 = Es · εs1
Type
d’acier
S 400
S 500
si εs1 > fyd / Es(1)
Classe A
Classe B
Classe C
σs1 (MPa) = min [346.53 +
747.66·εs1 ; 363]
σs1 (MPa) = min [432.71 +
952.38·εs1 ; 454]
σs1 (MPa) = min [346.82 +
576.58·εs1 ; 373]
σs1 (MPa) = min [433.20 +
727.27·εs1 ; 466]
σs1 (MPa) = min [346.59 +
712.17·εs1 ; 395]
σs1 (MPa) = min [432.84 +
895.52·εs1 ; 493]
Calcul de la section des armatures :
La section d’acier ELU As1,u est déduite des calculs précédents, par la relation :
qr
,X
/t‹
s– ∙ wr
10.2.2 Calcul à l’Etat Limite de Service (ELS caractéristique)
Le moment réduit µ se calcule selon la relation :
Avec :
-
μ
j
j ∙ •1 − ‘
1
3
∙
1−j
2 ∙ jt
/rt²
-® ∙ Y ∙ wr
w³r : contrainte admissible dans l’acier (MPa) : w³r
´• ∙ Z µ
0.8 ∙ Z µ (NF EN 1992-1-1 §7.2(5))
αe : coefficient d’équivalence, pris égal à :
o 15 si fck < 60 MPa
o 9 si fck > 60 MPa
Ce qui revient à résoudre l’équation en α1 :
j
j ∙ •1 − ‘
/rt²
1
3 −
∙
2 ∙ jt
1−j
-® ∙ Y ∙ wr
Ce moment réduit s’applique à une épaisseur zc1 telle que :
s–
Y •1 −
Calcul de la section des armatures :
0
j
‘
3
La section d’acier ELS As1,ser est déduite des calculs précédents, par la relation :
qr
(1)
,rt²
/rt²
s– ∙ wr
« Pratique de l’Eurocode 2 » - Jean Roux - §2.2.4.2.1 page 70
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CONSIDERATIONS THEORIQUES
Vérification de la contrainte dans le béton :
La contrainte dans le béton σc s’exprime par :
w–
j ∙ wr
jt ∙ 1 − j
Cette valeur est à comparer à la contrainte limite admissible w³– , calculée par :
w³– =
fck si la classe d’exposition du béton est X0
k1·fck = 0.6·fck si la classe d’exposition du béton est XD, XF ou XS
(NF EN 1992-1-1 §7.2(2))
Si σc > w³– , il faut augmenter l’épaisseur de béton.
10.3 Justification du critère d’ouverture de fissures (ELS)
10.3.1 Suivant la NF EN 1992-1-1 (règles générales et règles pour les
bâtiments)
Il s’agit d’une vérification à l’ELS quasi-permanent.
Détermination de la position X de la fibre neutre depuis la fibre supérieure :
Cela revient à résoudre l’équation en X : -® ∙
Avec :
-
jt ∙ q r ∙ ¶ − jt ∙ q r ∙ Y
B
zr
z–™
3
Ecm : module d’élasticité court-terme du béton : z–™ /·Q
1-1 Tableau 3.1)
jt
0
€22 ∙ •
]^¸ "\
K
K.•
Ԡ
∗ 1000 (NF EN 1992-
As : section d’acier minimale vérifiant les calculs de flexion, recalculée à partir des diamètres et des
espacements suivants :
¦∙∅
qr ºº
4∙L
Avec, pour choix possibles :
-
Diamètres Ø (mm) : 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25
Espacements e (mm) : 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300
Détermination de la containte σs dans les armatures :
wr
Détermination de la containte σc dans le béton :
w–
/rt²
¶
qr ∙ •Y − ‘
3
wr
¶
∙
jt Y − ¶
Cette valeur est à comparer à la contrainte admissible w³– dans le béton :
w³–
´ ∙ Z–µ
0.45 ∙ Z–µ
(NF EN 1992-1-1 §7.2(3))
Si σc > w³– , il faut prévoir augmenter l’épaisseur de béton ou la section d’acier
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CONSIDERATIONS THEORIQUES
Détermination de l’ouverture de fissure wk :
L’ouverture de fissure wk est donnée par la relation suivante :
w¼
Avec :
-
-
Ų,™Æ
s¾,¿ÀÁ ∙ εÿ − εÄ¿
´• ∙ S
k3 = min (3.40 ; 3.40 x (25/c)2/3) ;
c : enrobage de l’armature (en mm) ;
k1 = 0.8 (armatures haute adhérence) ;
k2 = 0.5
k4 = 0.425
ρp,eff = As / Ac,eff
Ac,eff = bw · hc,ef
hc,ef = min (2.5· (h-d) ; (h-X)/3 ; h/2);
h : épaisseur totale de la paroi ;
d : épaisseur utile de la paroi
xr™ − x–™
(NF EN 1992-1-1 §7.3.4)
´ ∙ ´ ∙ ´| ∙ ∅
ӂ,t]]
(NF EN 1992-1-1/NA §7.3.4(3))
(NF EN 1992-1-1 §7.3.4(3))
(NF EN 1992-1-1 §7.3.4(3))
(NF EN 1992-1-1 §7.3.4(3))
min .
•Ž µÈ
É^È,ÊÉÉ
ËÌ,ÊÉÉ
CŽ
"•Ê ∙ÍÌ,ÊÉÉ #
; 0.6 Ž 0
•
CŽ
(NF EN 1992-1-1 §7.3.4(2))
Avec :
-
kt = 0.4 (sollicitation de longue durée) ;
fct,eff = fctm : Résistance du béton en traction du béton au moment où les premières fissures sont
supposées apparaître (MPa) :
fct,eff =
o 0.3·(fck)(2/3) si fck < 50 MPa
o 2.12· ln (1 + (fck+8) / 10) si fck > 50 MPa
(NF EN 1992-1-1 §3.1.2(T3.1))
Détermination de l’ouverture de fissure wmax :
L’ouverture des fissures est déterminée :
-
soit par l’utilisateur qui rentre directement la valeur voulue ;
soit, à défaut, par le tableau 7.1 de la norme NF EN 1992-1-1/NA, présenté ci-dessous :
Classe d’exposition
X0, XC1
XC2, XC3, XC4
XD1, XD2, XD3, XS1, XS2, XS3
wmax (mm)
0.40
0.30
0.20
Il faut vérifier l’inégalité wk < wmax.
10.3.2 Suivant la NF EN 1992-2 (ponts en béton – calculs et dispositions
constructives)
Il s’agit d’une vérification à l’ELS fréquent.
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NF EN 1992-2
CONSIDERATIONS THEORIQUES
Détermination de l’ouverture de fissure wmax :
L’ouverture des fissures est déterminée :
-
soit par l’utilisateur qui rentre directement la valeur voulue ;
soit, à défaut, par le tableau 7.1 de la norme NF EN 1992-2/NA, présenté ci-dessous :
Classe d’exposition
X0, XC1
XC2, XC3, XC4
XD1, XD2, XD3, XS1, XS2, XS3
wmax (mm)
0.30
0.30
0.20
Détermination de la contrainte admissible dans les armatures w³r :
w³r
1000 ∙ ΙÆ
(NF EN 1992-2 §7.3.3(101))
Détermination des sections d’acier nécessaires, vérification de la contrainte dans le béton :
Les calculs sont identiques à ceux présentés au paragraphe 11.5.2.2. (calculs ELS de flexion), avec w³r
몮
Si σc > w³– , il faut augmenter l’épaisseur de béton.
1000 ∙
10.4 Vérification vis-à-vis du poinçonnement (ELU)
Calcul de la contrainte de cisaillement sollicitant vEd :
RÏÐ
‰
Avec :
-
ÑC‹
•š . Y
VEd : effort tranchant de calcul exercé (Effort ELU fondamental ou ELU accidentel) ;
d : épaisseur utile de la paroi
ui : périmètre de calcul suivant 2 zones de calculs :
o u0 : périmètre au niveau du contour de l’aire chargée
o u1 : périmètre du contour de contrôle
L’angle de diffusion est pris égal à θ = arctg (1/2) = 26.6°.
u0 : contour confondu avec
l’aire de la surface chargée
a
θ
θ
d
a + 4.d
u1 : périmètre du
contour de contrôle
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2d
u1 : périmètre du
contour de contrôle
a + 4.d
a
u0 : contour confondu
avec l’aire de la
surface chargée
a
a + 4.d
La valeur du cisaillement (vEd) est déterminée au niveau :
-
du contour de l’aire chargée : u0 = 4 a
vEd, 0 = Ved / (u0 · d)
Le cisaillement est alors comparé à la valeur maximale de résistance au cisaillement (VRd,max)
-
du contour de contrôle : u1 = 4(a + π d)
vEd, 1 = Ved / (u1 · d)
Le cisaillement est comparé à la valeur limite de résistance au cisaillement avec ou sans armatures
(VRdC) et (vRd,cs)
Calcul de la valeur maximale de cisaillement vRd,max :
vRd,max = ½ · ν · fcd = ½ · 0,6 · (1-fck/250) · fcd
On s’assure que vEd, 0 < vRd,max : si la condition n’est pas respectée, la dimension de la plaque d’appui
devra être augmentée
Calcul de la valeur de cisaillement limite sans armature de renfort vRd,c :
vRd,c = min(CRd,c · k · (100 · ρl · fck)1/3 ; vmin )
Avec :
-
-
CRd,c = 0.18 / γc
´
min —2; 1
¨
KK
‹
˜ ; YLŸºº
”o max 0.02; ‚”o ∙ ”o’ #
ρly (%) = Asy / (bw·d)
ρlz (%) = Asz / (bw·d)
vmin = 0,035· k3/2· (fck)0.5
Si vEd, 1 < vRd,C : le poinçonnement est vérifié sans armatures de renforts.
Si vEd, 1 > vRd,C : Augmenter les dimensions de la plaque d’appui jusqu'à respecter la condition ou
prévoir des armatures de renforts.
Calcul de la valeur de cisaillement limite avec armature de renfort vRd,cs :
Il faut que :
R°‹,–r
0.75 ∙ R°‹,–
1.5
Y
sin j
qr® ∙ Z ®‹,t]
≤ Rt‹,
Ų
• ∙Y
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NF EN 1992-2
CONSIDERATIONS THEORIQUES
Il sera placé des barres relevées (armatures bateau).Dans ce cas,
- une seule file d’armatures peut être considérée comme suffisante
(1))
- d / sr = 0.65
(NF EN 1992-1-1 § 9.4.3
(NF EN 1992-1-1 § 6.4.5 (1))
sin α = angle des armatures de poinçonnement avec le plan de la dalle.
Lorsqu’une seule file de barres relevées est prévue, leur angle de pliage peut être réduit à 30°
On considère dans le cas de barres relevées α = 30 ° sin α = 0.5
(NF EN 1992-1-1 § 9.4.3 (2))
qr® RC‹, − 0.75 × R°‹,Ô .
2. •š . Y
1,5. 0,65. Z ®‹,t]
Avec fywd,ef (MPa) = min (fywd ; 250 + 0.25·d)
Dispositions constructives :
Les barres relevées présenteront un angle de 30°
Elles pourront être placées dans le sens longitudinal et transversal à la paroi.
≤ 0.25
d
Plaque d’appui
du tirant
Barres bateau
a
≤ 0.25
d
Barre bateau
a
θ
d
30
≈1.50d
≤ 0.5d
a
≤ 0.5d
≈1.50d
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BIBLIOGRAPHIE
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AFNOR (1998) "Soutènement et talus en sol en place renforcé par des clous - Justification du
dimensionnement", Norme expérimentale française, XP P 94-240.
BARES R. (1979) "Tables for the analysis of plates, slabs and diaphragm based on the elastic theory" Bauverlag.
CORTADE et al. (2005) "Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles
pour les bâtiments" NF EN 1992-1-1 - AFNOR
CORTADE et al. (2006) "Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 2 : Ponts en béton – Calcul et
dispositions constructives" NF EN 1992-2 - AFNOR
CORTADE et al. (2007) "Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles
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CORTADE et al. (2007) "Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 2 : Ponts en béton – Calcul et
dispositions constructives – Annexe nationale à la NF EN 1992-2" NF EN 1992-2/NA - AFNOR
DAVIDOVICI V. (1995) "Formulaire du béton armé - Volume 1 - Calculs" Editions du Moniteur.
DAVIDOVICI V. (1996) "Formulaire du béton armé - Volume 2 - Constructions" Editions du Moniteur.
FAVRE M., VERMOOTE E., FUENTES D. (2013) "Réflexions et propositions pour le calcul optimisé des
parois clouées" Conférence internationale sur les risques de glissement de terrain, accepté pour publication à
l’ICLR 2013, 14-16 Mars 2013, Tunisie
FAVRE R., JACCOUD J.P., KOPRNA M., RADIJICIC A. (1997) "Dimensionnement des structures en béton :
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HALIBURTON T.A. (1971) "Soil structure interaction: numerical analysis of beams and beam-columns",
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INGEROP (2013) JP Theaudin. - Communications et notes internes.
LEMAIRE M. (1976) "Théorie des plaques".
LEMAIRE M., JULLIEN J.F. (1976) "Plaques et coques "Deuxième partie".
PAILLE JM (2011) "Calcul des structures en béton – Guide d’application" – AFNOR Eyrolles
PERCHAT J. ET ROUX J. (1992) "Règles BAEL 91" Eyrolles.
PERCHAT J. ET ROUX J. (1994) "Maîtrise du BAEL 91 et des DTU associés", Eyrolles
PERCHAT J. (2010) "Traité de béton armé – des règles BAEL à l’Eurocode 2", Editions le Moniteur
Projet national Clouterre, (1991) "Recommandations CLOUTERRE", Presses de l’ENPC,
"Recommandations professionnelles pour l’application de la norme NF EN 1992-1-1 et de son annexe nationale"
(2007) – SEBTP
ROUX J. (2009) "Pratique de l’Eurocode 2 – Guide d’application" – AFNOR Eyrolles
ROUX J. (2009) "Maîtrise de l’Eurocode 2 – Guide d’application" – AFNOR Eyrolles
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THONIER H. (1992) "Conception et calcul des structures de bâtiment" - Tome 1, Presses de l’ENPC.
THONIER H. (1993) "Conception et calcul des structures de bâtiment" - Tome 2, Presses de l’ENPC.
TONELLO J. (1998) Communications personnelles
VEZOLE et al. (2009) Calcul géotechnique – Ouvrages de soutènement – Remblais renforcés et massifs en sol
cloué – NF P 94-270 – AFNOR.
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