1. Problème de référence#
1.1. Géométrie#
On considère une plaque rectangulaire de dimensions:
épaisseur \(B=30\mathit{cm}\)
longueur \(H=3m\)
hauteur \(L=12m\)
Figure 1. Géométrie de la plaque rectangulaire.
1.2. Propriétés du matériau#
Le béton est élastique isotrope avec les propriétés matériausuivantes :
\(E=30000N/{\mathit{mm}}^{2}\)
\(\nu =0.3\)
Pour le calcul du ferraillage (à l’Eurocode 2), on considérera le jeu de propriétés suivant :
Enrobage inférieur et supérieur \({c}_{inf}={c}_{\sup}=20\mathit{mm}\)
Résistance caractéristique à la compression du béton \({f}_{\mathit{ck}}=35\mathit{MPa}\)
Limite d’écrouissage caractéristique de l’acier \({f}_{\mathit{yk}}=450\mathit{MPa}\)
Type de diagramme (σ-ε): ‘B1’
Coefficient de sécurité de l’acier à l’ELU (Fondamental et Accidentel) \({\gamma}_{s}=1,15\)
Coefficient de sécurité du béton à l’ELU (Fondamental et Accidentel) \({\gamma}_{c}=1,5\)
Contrainte limite du béton à l’ELS Caractéristique \({\sigma}_{\text{c,lim}}=1,0\times 35=35\mathit{MPa}\)
Contrainte limite de l’acier à l’ELS Caractéristique \({\sigma}_{\text{s,lim}}=1,0\times 450=450\mathit{MPa}\)
Contrainte limite du béton à l’ELS Quasi Permanent \({\sigma}_{\text{c,lim,qp}}=1,0\times 35=35\mathit{MPa}\)
Coefficient d’équivalence acier-béton à l’ELS \({\alpha}_{E}=15,0\)
Classe de l’acier: ‘B’ / \({\alpha}_{\mathit{cc}}=1,0\)
\(\mathit{FERR}\text{\_}\mathit{SYME}='\mathit{NON}'\) / \(\mathit{FERR}\text{\_}\mathit{COMP}='\mathit{OUI}'\) / \(\mathit{EPURE}\text{\_}\mathit{CISA}='\mathit{NON}'\)
Masse volumique de l’acier \({\rho}_{\mathit{acier}}=7800\mathit{kg}/{m}^{3}\)
Ouverture maximale des fissures autorisée en face inférieure à l’ELS QP \({w}_{\text{max,inf}}=0,25\mathit{mm}\)
Ouverture maximale des fissures autorisée en face supérieure à l’ELS QP \({w}_{\text{max,sup}}=0,3\mathit{mm}\)
Coefficient de durée de chargement pour le calcul à l’ELS QP \({K}_{T}=0,4\)
Diamètre des barres suivant ‘X’ pour le calcul à l’ELS QP \({\varphi}_{X}=20,0\mathit{mm}\)
Diamètre des barres suivant ‘Y’ pour le calcul à l’ELS QP \({\varphi}_{Y}=25,0\mathit{mm}\)
1.3. Conditions aux limites et chargements#
La plaque est chargée dans son plan par une force de cisaillement \({F}_{Z}=-1,5\cdot {10}^{6}N\) dans le premier cas de charge (chargement nodal « shearLd1 » dans le fichier de commande). Ce cas de chargement sera testé à l’ELS QUASI PERMANENT.
Un deuxième cas de charge (chargement nodal « shearLd2 » dans le fichier de commande) est obtenu en appliquant le double de cette force, soit \({F}_{Z}=-3\cdot {10}^{6}N\) . Ce cas de chargement sera testé à l’ELS CARACTERISTIQUE.
Un troisième cas de charge (chargement nodal « shearLd3 » dans le fichier de commande) est obtenu en appliquant le triple de cette force, soit \({F}_{Z}=-4,5\cdot {10}^{6}N\) . Ce cas de chargement sera testé à l’ELU.
La plaque est ensuite chargée dans son plan par une force de traction \({F}_{Y}=1\cdot {10}^{6}N\) (chargement nodal « tractLd1 » dans le fichier de commande). Ce cas de chargement sera testé à l’ELS QUASI PERMANENT.
Un deuxième cas de charge (chargement nodal « tractLd2 » dans le fichier de commande) est obtenu en appliquant le double de cette force, soit \({F}_{Y}=2\cdot {10}^{6}N\) . Ce cas de chargement sera testé à l’ELS CARACTERISTIQUE.
Un troisième cas de charge (chargement nodal « tractLd3 » dans le fichier de commande) est obtenu en appliquant le triple de cette force, soit \({F}_{Y}=3\cdot {10}^{6}N\) . Ce cas de chargement sera testé à l’ELU.
La plaque est enfin chargée dans son plan par une force de compression \({F}_{Y}=-1,5\cdot {10}^{6}N\) dans un septième cas de charge (chargement nodal « comprLd1 » dans le fichier de commande). Ce cas de chargement sera testé à l’ELS CARACTERISTIQUE.
Un dernier cas de charge (chargement nodal « comprLd2 » dans le fichier de commande) est obtenu en appliquant le double de cette force, soit \({F}_{Y}=-3\cdot {10}^{6}N\) . Ce cas de chargement sera testé à l’ELU.
La plaque est encastrée sur le côté gauche, à l’extrémité opposée du point d’application de la force () ; ainsi, tous les degrés de liberté sont mis à zéro.
Figure 2. Blocage et chargement pour les cas ‘shearLd’
1.4. Conditions initiales#
La structure est initialement au repos.