1. Problème de référence#
1.1. Géométrie#
On considère une poutre de section rectangulaire, de dimensions \(h={H}_{Z}=0,3m\) et \({b}_{w}={H}_{Y}=0,5m\) .
1.2. Propriétés du matériau#
Sans objet concernant la résolution mécanique (voir § 1.3 ). Voir le paragraphe 1.3.2 pour les paramètres de la détermination de l’état limite concernant le matériau.
1.3. Conditions aux limites et chargements#
Il n’y a pas d’opérateur de résolution mécanique appelé dans ce test.
On applique en entrée de l’opérateur CALC_FERRAILLAGE un champs d’efforts généralisés analytique, correspondant à l’une des configurations suivantes:
1.3.1. Cas de chargements à l’ELU#
force de compression de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\) et moment de torsion de \(10000\text{Nm}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de traction de \(2000000\text{N}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) , moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de compression de \(3000000\text{N}\)
moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-260000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
force de compression de \(4500000\text{N}\) , moment de flexion de \(380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant \(\text{Z}\)
1.3.2. Cas de chargements à l’ELS Caractéristique#
force de compression de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\) et moment de torsion de \(10000\text{Nm}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de traction de \(2000000\text{N}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) , moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de compression de \(3000000\text{N}\)
moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-260000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
force de compression de \(4500000\text{N}\) , moment de flexion de \(380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant \(\text{Z}\)
1.3.3. Cas de chargements à l’ELS Quasi Permanent#
force de compression de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , et un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\)
force de traction de \(1000000\text{N}\) , un effort tranchant de \(-100000\text{N}\) suivant l’axe \(\text{Z}\) et moment de torsion de \(10000\text{Nm}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) .
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de tractionde \(100000\text{N}\)
moment de flexion de \(-100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et force de traction de \(2000000\text{N}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\)
moment de flexion de \(100000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) , moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Y}\) et force de compression de \(3000000\text{N}\)
moment de flexion de \(-150000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-260000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
moment de flexion de \(-380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\)
force de compression de \(4500000\text{N}\) , moment de flexion de \(380000\text{Nm}\) autour de l’axe \(\text{Z}\) et un effort tranchant de \(100000\text{N}\) suivant \(\text{Z}\)
1.4. Autres paramètres de calcul#
1.4.1. Paramètres à l’ELU#
On considérera à l’ELU 9 configurations sur lesquelles on lancera le calcul des 14 cas de chargements présentés au niveau du §1.3.1:
Configuration 1- Calcul de base:
calcul à l’EC2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
limite d’élasticité de l’acier fyk= 500 MPa
module d’Young de l’acier Eys= 210 000 MPa
type diagramme (σ-ε) pour l’acier = ‘B2’
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
αcc= 1.0 / γc= 1.5 / γs= 1.15
Configuration 2- Prise en compte du ferraillage de compression:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
limite d’élasticité de l’acier fyk= 500 MPa
module d’Young de l’acier Eys= 210 000 MPa
type diagramme (σ-ε) pour l’acier = ‘B2’
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
αcc= 1.0 / γc= 1.5 / γs= 1.15
Configuration 3- Prise en compte de l’impact de la compression sur la résistance à l’effort tranchant et de l’impact de l’effort tranchant et de la torsion sur le ferraillage longitudinal:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
UTIL_COMPR= ‘OUI’
EPURE_CISA= ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
limite d’élasticité de l’acier fyk= 500 MPa
module d’Young de l’acier Eys= 210 000 MPa
type diagramme (σ-ε) pour l’acier = ‘B2’
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
αcc= 1.0 / γc= 1.5 / γs= 1.15
Configuration 4- Recherche d’un ferraillage symétrique de dimensionnement:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
FERR_SYME= ‘OUI’
SEUIL_SYME= 1 cm2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
limite d’élasticité de l’acier fyk= 500 MPa
module d’Young de l’acier Eys= 210 000 MPa
type diagramme (σ-ε) pour l’acier = ‘B2’
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
αcc= 1.0 / γc= 1.5 / γs= 1.15
Configuration 5- Dimensionnement au BAEL91:
calcul au BAEL91
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
limite d’élasticité de l’acier fE= 500 MPa
module d’Young de l’acier Eys= 210 000 MPa
type diagramme (σ-ε) pour l’acier = ‘B2’
résistance caractéristique du béton fcj= 35 MPa
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
αcc= 1.0 / γc= 1.5 / γs= 1.15
1.4.2. Paramètres à l’ELS Caractéristique#
On considérera à l’ELS Caractéristique4 configurations sur lesquelles on lancera le calcul des 10 cas de chargements présentés au niveau du §1.3.2:
Configuration 1- Calcul de base:
calcul à l’EC2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
contrainte limite autorisée dans l’acier: σs,lim = 400 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,inf,lim = 21 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,sup,lim = 21 MPa
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 2- Prise en compte du ferraillage de compression:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
contrainte limite autorisée dans l’acier: σs,lim = 400 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,inf,lim = 21 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,sup,lim = 21 MPa
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 3- Recherche d’un ferraillage symétrique de dimensionnement:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
FERR_SYME= ‘OUI’
SEUIL_SYME= 5 cm2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
contrainte limite autorisée dans l’acier: σs,lim = 400 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,inf,lim = 21 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,sup,lim = 21 MPa
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 4- Calcul au BAEL91
calcul au BAEL91
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fCJ= 35 MPa
contrainte limite autorisée dans l’acier: σs,lim = 400 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,inf,lim = 21 MPa
contrainte limite de compression autorisée au niveau de la face inférieure de béton:
σc,sup,lim = 21 MPa
coefficient d’équivalence acier-béton: N = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
1.4.3. Paramètres à l’ELS Quasi Permanent#
On considérera à l’ELS Permanent4 configurations sur lesquelles on lancera le calcul des 10 cas de chargements présentés au niveau du §1.3.3:
Configuration 1- Calcul de base:
calcul à l’EC2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
limite d’élasticité de l’acier: fyk = 500 MPa
module d’Young de l’acier: Eys = 210 000 MPa
ouverture maximale de fissures autorisée en face inférieure: wmax,inf = 0.15 mm
ouverture maximale de fissures autorisée en face supérieure: wmax,sup = 0.15 mm
coefficient de durée de chargement: kt= 0.4
contrainte limite de compression autorisée dans le béton pour la maitrise du fluage non linéaire: σc,lim,NL= 15.75 MPa
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe X : ΦINF,X = 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe X : ΦSUP,X= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe Y : ΦINF,Y= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe Y : ΦSUP,Y= 25 mm
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 2- Prise en compte du ferraillage de compression:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
limite d’élasticité de l’acier: fyk = 500 MPa
module d’Young de l’acier: Eys = 210 000 MPa
ouverture maximale de fissures autorisée en face inférieure: wmax,inf = 0.15 mm
ouverture maximale de fissures autorisée en face supérieure: wmax,sup = 0.15 mm
coefficient de durée de chargement: kt= 0.4
contrainte limite de compression autorisée dans le béton pour la maitrise du fluage non linéaire: σc,lim,NL= 15.75 MPa
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe X : ΦINF,X = 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe X : ΦSUP,X= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe Y : ΦINF,Y= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe Y : ΦSUP,Y= 25 mm
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 3- Recherche d’un ferraillage symétrique de dimensionnement:
calcul à l’EC2
FERR_COMP = ‘OUI’
FERR_SYME= ‘OUI’
SEUIL_SYME= 5 cm2
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
limite d’élasticité de l’acier: fyk = 500 MPa
module d’Young de l’acier: Eys = 210 000 MPa
ouverture maximale de fissures autorisée en face inférieure: wmax,inf = 0.15 mm
ouverture maximale de fissures autorisée en face supérieure: wmax,sup = 0.15 mm
coefficient de durée de chargement: kt= 0.4
contrainte limite de compression autorisée dans le béton pour la maitrise du fluage non linéaire: σc,lim,NL= 15.75 MPa
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe X : ΦINF,X = 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe X : ΦSUP,X= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe Y : ΦINF,Y= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe Y : ΦSUP,Y= 25 mm
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3
Configuration 4- Calcul au BAEL91
calcul au BAEL91
FERR_COMP = ‘OUI’
enrobage supérieur de csup,Y = csup,Z =4 cm
enrobage inférieur de cinf,Y = cinf,Z = 4 cm
résistance caractéristique du béton fck= 35 MPa
limite d’élasticité de l’acier: fyk = 500 MPa
module d’Young de l’acier: Eys = 210 000 MPa
ouverture maximale de fissures autorisée en face inférieure: wmax,inf = 0.15 mm
ouverture maximale de fissures autorisée en face supérieure: wmax,sup = 0.15 mm
coefficient de durée de chargement: kt= 0.4
contrainte limite de compression autorisée dans le béton pour la maitrise du fluage non linéaire: σc,lim,NL= 15.75 MPa
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe X : ΦINF,X = 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe X : ΦSUP,X= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face inférieure suivant l’axe Y : ΦINF,Y= 25 mm
diamètre estimatif des barres en face supérieure suivant l’axe Y : ΦSUP,Y= 25 mm
coefficient d’équivalence acier-béton: αE = 15
masse volumique de l’acier ρs= 7800 Kg/m3