Logiciel de vérification d’une barre comprimée et fléchie selon l’ Eurocode 3 et l’ Eurocode 4
Version 3.00 – nouvelles fonctionnalités :
– Nouvelle base de données des profilés et des aciers d’ArcelorMittal (v 2021_04).
A3C permet de vérifier la résistance d’une barre comprimée et fléchie selon les règles de l’ Eurocode 3 pour les éléments en acier et selon l’ Eurocode 4 pour les poteaux mixtes. Il couvre les barres en acier à section constante en I (ou H), profilés laminés ou Profilés Reconstitués par Soudage (PRS) à section doublement symétrique et les poteaux mixtes partiellement ou totalement enrobés de béton.
Sont également traitées les barres en acier qui disposent de maintiens latéraux intermédiaires sur une seule semelle. Dans ce cas, la vérification de la stabilité est effectuée selon la méthode générale Eurocode 3 – EN 1993-1-1 §6.3.4, avec le calcul du coefficient d’instabilité élastique à l’aide du module LTBeamN totalement intégré dans le logiciel A3C.
Outre les calculs de vérification à froid, le logiciel permet également de vérifier la résistance au feu normalisé de ces éléments. Différentes options de calcul au feu sont disponibles.
Pour les barres en acier à section en I ou H, A3C permet de calculer la durée de résistance au feu sans protection au feu rapportée ou avec une épaisseur donnée d’un matériau de protection, ainsi que l’épaisseur de protection nécessaire pour un degré de résistance au feu donné.
Pour les poteaux mixtes (à l’exception des poteaux mixtes circulaires sans profil creux) A3C permet de déterminer soit la durée de résistance au feu en fonction des caractéristiques du poteau, soit l’épaisseur de protection nécessaire pour un degré de résistance au feu donné.
Options de calcul selon les Eurocodes : choix entre différentes méthodes, option « Annexe Nationale française », critères ELS, calcul au feu, etc.
Avec A3C il est possible de sélectionner des profilés dans une base de données. Les calculs permettent d’identifier les profils qui satisfont tous les critères de vérification.
La note de calcul éditée par le logiciel comprend l’ensemble des données définies par l’utilisateur et les principaux résultats (trois niveaux de détails : synthèse, résultats intermédiaires et résultats détaillés).
A3C a été développé par le CTICM en collaboration avec ArcelorMittal.
Logiciel de predimensionnement de ponts mixtes (Eurocode 3 et 4, Annexes nationales française, allemande et italienne)
ACOBRI est un logiciel développé par le CTICM pour le compte d’ArcelorMittal, pour le pré-dimensionnement des ouvrages d’art avec tablier mixte acier – béton. Il est conçu spécialement pour la vérification des poutrelles laminées à haute performance comme poutres principales dans les ponts-routes, les ponts-rails et les passerelles piétons. Au stade de l’avant-projet, ce logiciel est un outil rapide et efficace pour concevoir et analyser une solution mixte compétitive.
Le logiciel traite différents types de poutres de pont mixte :
– Ouvrage à poutrelles enrobées,
– Ouvrage à type poutre sous voie (poutrelles en I ou jumelées à caisson) avec dalle mixte collaborant coulés sur place, avec prédelle non collaborant ou à dalle partiellement préfabriqués type VFT,
– Ouvrage Preco avec âme encastrée dans la dalle par découpe CL.
Les calculs comprennent :
– La détermination automatique des actions (charges permanentes, surcharges, convois…)
– Le calcul des sollicitations à partir d’un modèle de type gril de poutres
– Les vérifications pour les différentes combinaisons d’actions aux Etats Limites Ultimes, aux Etats Limites de Service et aux Etats Limites de Fatigue
– Une estimation forfaitaire de la densité de connecteurs, le cas échéant
– Une estimation simplifiée du parachèvement
Ces calculs sont effectués selon les Eurocodes (règles générales, Annexes Nationales française, allemande ou italienne).
Les charges de trafic sont déterminées automatiquement à partir d’une modélisation par éléments finis en fonction des règles de calcul préalablement sélectionnées par l’utilisateur. Il est possible de définir des convois exceptionnels pour les ponts-routes.
Les vérifications visent, entre autres :
– La résistance en flexion des sections
– La résistance à l’effort tranchant
– La résistance au voilement de l’âme
– Les flèches et les rotations
– La fréquence propre du mode fondamental de vibration
ACOBRI fonctionne dans un mode de vérification à partir de profilés laminés imposés par l’utilisateur.
Le domaine d’application du logiciel couvre des ponts jusqu’à 10 travées, 10 files de poutres (30 pour les ponts à poutrelles enrobées) et des portées jusqu’à 50 mètres. L’interface graphique conviviale et intuitive permet à l’utilisateur de saisir et modifier facilement les données. Le programme dispose d’un post-processeur puissant qui offre de multiples possibilités d’édition de résultats et de représentations graphiques : modélisation, diagrammes d’efforts, lignes d’influence, déformée du tablier, répartition de la connexion… Ce module est un outil pratique qui permet une analyse critique des résultats obtenus.
Une note de calculs peut être éditée avec de nombreuses options de résultats.
La version V5.09 ajoute le calcul inélastique de la connexion et une option pour considérer une articulation entre la dalle et les poutres dans le modèle éléments finis.
Contacts
Développement du logiciel :
CTICM: Pierre Olivier MARTIN, +33 1 60 13 83 69, pomartin@cticm.com
ArcelorMittal: Mike TIBOLT, +352 5313 2719, mike.tibolt@arcelormittal.com
Assistance technique ArcelorMittal – Ouvrage d’Art hors Profilés
France: Cédric PULVÉRIN, +33 5 57 92 09 11
Luxemburg (Headquarters): Dennis RADEMACHER, +352 5313 3093 sections.sales@arcelormittal.com
Le phénomène d’accumulation d’eau sur les toitures légères à faible pente (≤ 5 %) est l’une des causes de sinistres parmi les plus récurrentes. Ce phénomène se produit généralement sur les toitures à faible pente en cas d’averses ou d’engorgement des évacuations. Sous la charge d’eau, les poutres supportant la couverture se déforment et une poche se produit. La charge d’eau s’accumule et engendre donc plus de déformation, qui à son tour augmente l’accumulation d’eau, etc. Pour les toitures « flexibles », un effondrement peut se produire si l’évacuation d’eau est moins rapide que l’accumulation. L’importance de ce phénomène et de ses effets est soulignée mais pas ou mal traitée dans les règles françaises et les Eurocodes.
Pour aider le praticien à appréhender ce phénomène, à mieux en maîtriser les conséquences et à prendre les dispositions qui s’imposent, le CTICM met à disposition l’application ACUDO en téléchargement libre. Cette application EXCEL permet de prendre en compte l’effet du phénomène d’accumulation d’eau dans une noue de toiture de bâtiment en déterminant, par un processus itératif, l’état final du système étudié.
Cette application est une évolution de celle qui a été utilisée dans le cadre d’une étude publiée dans la Revue Construction Métallique n°1-2010 (CTICM) : « Effet de l’accumulation d’eau dans les noues horizontales de toitures à versants symétriques de faible pente » (TM. Nguyen, Y. Galéa, M. Lukić). Vous pourrez acheter cet article dans notre Centre de Ressources.
Le système étudié est soumis à un chargement qui résulte d’une combinaison d’actions (généralement aux Etats Limites Ultimes). Ce chargement résultant est caractérisé par une charge surfacique uniforme et répartie sur tout le versant de toiture (charges permanentes, neige, …), une charge surfacique répartie sur une aire rectangulaire donnée (accumulation de neige, entretien, …) et, bien sûr, une charge initiale d’eau, définie par la hauteur maximale au-dessus de la toiture supposée non déformée (niveau du trop-plein ou du bord de toiture, niveau stationnaire compte tenu du débit d’évacuation des descentes d’eau, …).
L’utilitaire vise à apporter une aide au predimensionnement des poutres de chemins de roulement de ponts roulants posés. En ce sens, il s’intéresse principalement à la poutre de charge, c’est à dire la poutre qui supporte les galets du pont roulant et qui est soumise aux actions de celui-ci.
L’utilitaire fournit les éléments d’appréciation suivants, au choix de l’utilisateur :
• Les valeurs des contraintes en différents points de la section (évaluation de la contrainte de comparaison – critère de Von Mises),
• Les valeurs de flèches verticales et horizontales,
• Une vérification vis-à-vis de la stabilité (déversement) des poutres fléchies,
• Une vérification vis-à-vis du voilement des âmes des poutres,
• Une vérification vis-à-vis de la fatigue de certains détails des poutres.
Dans le cas de poutres treillis associées à des poutres de charge en PRS, l’utilitaire fournit également des indications quant aux valeurs enveloppe des sollicitations axiales de compression ou de traction dans les barres du treillis.
L’utilitaire n’a pas pour objet de se substituer aux logiciels du commerce qui permettent une analyse complète des poutres de roulement sous tous leurs aspects. De ce point de vue, des choix ont été effectués et tous les cas de figure n’ont pas vocation à être traités ; nous pensons cependant couvrir la grande majorité des configurations les plus couramment rencontrées.
Certains choix sont également effectués pour orienter l’utilisateur vers une conception « saine ». Bien que les limites d’emploi soient précisées dans l’aide, il est important de rappeler ici les principales limitations de l’utilitaire :
• Seuls les profilés laminés du commerce sont prévus pour être traités en continuité sur 2 travées,
• Les profils PRS sont nécessairement isostatiques,
• Les profils PRS de classe 4 ne sont pas traités,
• Les ponts roulants sont exclusivement des ponts posés sur un rail disposé en semelle supérieure de la poutre de charge,
• En cas de treillis associés à une poutre PRS, des treillis sont placés dans les plans des semelles supérieure ET inférieure,
• Dans ce cas, le dessin des treillis est identique pour les deux poutres, mais les échantillons peuvent être différents,
• Les treillis sont « homogènes » c’est à dire constitués des mêmes montants et diagonales sur toute la travée.
• Les assemblages ne sont pas vérifiés par l’utilitaire.
Le logiciel EBPlate permet le calcul des contraintes critiques de voilement de plaques planes rectangulaires chargées dans leur plan dans les configurations suivantes :
– Plaque : Plaque rectangulaire d’épaisseur uniforme. Comportement isotrope ou orthotrope (modification des rigidités axiales et flexionnelles par la présence de raidisseurs tartinés)
– Appuis : Plaque appuyée hors plan sur ses quatre côtés (pas de bord libre possible). Condition de maintien en rotation des bords : bord libre, encastrement ou restreinte élastique (rigidités de flexion et de torsion)
– Raidissage : Possibilité de définir un ou plusieurs raidisseurs, dans les directions longitudinale et/ou transversale, avec des propriétés identiques ou différentes. Prise en compte des rigidités axiale, flexionnelle et torsionnelle des raidisseurs, 5 types prédéfinis de sections de raidisseurs, permettant une définition directe par les dimensions. Possibilité de tartiner des raidisseurs identiques et régulièrement espacés (propriétés orthotropes de la plaque). Traitement spécifique pour les raidisseurs à section fermée, de type auget à section trapézoïdale
– Contraintes : Etat plan de contraintes (σx, σy, τ) quelconque dans le plan. Calcul direct de la contrainte critique de voilement global (σcr,p) des plaques raidies longitudinalement et soumises à des contraintes normales. Possibilité de définir : l’état de contrainte grâce à des schémas prédéfinis dont les paramètres sont les contraintes agissant en bord de plaque ou un état de contraintes quelconque sur un maillage régulier de la plaque. Importation des contraintes depuis un autre logiciel. Blocages de une ou plusieurs composantes de contraintes.
Pour la configuration définie par l’utilisateur, le logiciel EBPlate recherche le facteur minimal Фcr, appelé facteur critique, à appliquer à l’état de contraintes de la plaque pour atteindre l’instabilité par voilement élastique. Il détermine tous les modes de voilement élastique et leur facteur critique associé.
Les contraintes critiques calculées par le logiciel correspondent aux contraintes de la théorie de voilement élastique linéaire de plaques idéalement parfaites (et non aux contraintes limites des plaques réelles). Ces valeurs sont généralement utilisées pour calculer des paramètres intermédiaires – par exemple l’élancement réduit dans l’ Eurocode 3 Partie 1.5 – intervenant dans les formules de résistance ultime des sections concernées.
Post-traitement des résultats : visualisation tridimensionnelle de la déformée des modes propres, édition d’une note de calcul, exportation de la fonction représentant la déformée modale, appel distant depuis une autre application.
Le logiciel EBPlate a fait l’objet d’une présentation détaillée dans le numéro 3-2007 de la revue Construction Métallique. L’article « Contrainte critiques de voilement de plaques rectangulaires – Présentation du logiciel libre EBPlate » peut être acheté dans sur ce site (Centre de ressources – recherche ebplate. Aller dans l’onglet Librairie & Documentation).
Le CTICM a reçu un financement partiel du FRCA pour le développement de cet outil.
Le logiciel EcliX permet le calcul et la vérification des assemblages de continuité par couvre-joints boulonnés.
Les assemblages traités concernent les profilés en I identiques (type, géométrie, acier), laminés ou reconstitués par soudage, avec deux couvre-joints d’âme identiques, deux couvre-joints extérieurs identiques (un par semelle) et quatre couvre-joints intérieurs (deux par semelles). Les boulons peuvent être précontraints ou non.
Le logiciel EcliX permet le calcul des résistances, des critères de vérifications et de la rigidité en rotation de l’assemblage selon les normes NF EN 1993-1-1 et NF EN 1993-1-8. Quand cela est possible, l’utilisateur peut choisir de calculer la résistance des éléments dans le domaine élastique ou plastique, d’autoriser ou non les couvre-joints d’âme à reprendre une partie du moment fléchissant ou de considérer que les trous de boulons dans les parties comprimées sont considérés comme pleins ou vides. Enfin, le calcul peut être mené sous diverses combinaisons de sollicitations au moyen d’une table définie par l’utilisateur.
LTBeamN traite du déversement élastique de poutres droites fléchies comprimées en déterminant en particulier un facteur critique de chargement μ_cr. Il en déduit ainsi un moment critique de déversement élastique Mcr – et celle de la valeur critique Ncr en présence d’un éventuel effort normal – ainsi que l’allure du mode d’instabilité élastique associé.
Depuis la version V2.0.0, LTBeamN propose deux types d’interfaces, en fonction de la complexité du problème à traiter. Le mode simplifié permet le traitement rapide des poutres courantes fléchies, à section constante. Pour des cas plus complexes, par exemple, poutres à section variable ou avec des efforts normaux internes axiaux, il convient de basculer dans le mode dit avancé (par le menu « Options/configuration/Mode d’utilisation »). Il est possible de définir un type d’interface pour chaque projet étudié, tout en notant qu’il n’est pas possible, pour une poutre donnée, de revenir du mode avancé vers le mode simplifié.
Pour le mode simplifié, L’interface simplifiée de LTBeamN offre les mêmes possibilités que l’ancien logiciel LTBeam.
Pour le mode avancé, le profil en long des poutres peut être non uniforme (mais sans discontinuités de sections), avec des variations linéaires de dimensions sur tout ou partie de leur longueur (mode avancé). Les sections – symétriques par rapport au plan de flexion – sont des profilés en I tirés de catalogues, ou des profils « utilisateur » définis par leurs dimensions ou leurs propriétés. La distribution des charges appliquées ou des sollicitations M et N le long de la poutre, les conditions d’appui dans le plan et les conditions de maintien hors-plan peuvent être très variées.
L’attention de l’utilisateur est attirée sur le fait que
le logiciel LTBeamN n’effectue aucune vérification de résistance normative au déversement.
Il ne s’adresse qu’à des utilisateurs qui sont à même de se faire une idée précise de ses possibilités, de ses limites, de la cohérence des résultats fournis et de leur exploitation.
Le logiciel Portal+ permet de calculer des portiques selon les Eurocodes avec l’application optionnelle des Annexes Nationales françaises. Il a été développé en collaboration avec ArcelorMittal.
Cet outil couvre les bâtiments à base rectangulaire dont l’ossature principale est constituée de portiques. A partir des données de base décrites par l’utilisateur, le logiciel est en mesure de déterminer les actions climatiques, de générer les combinaisons d’actions ELU et ELS, de calculer les efforts et les déplacements et de vérifier des critères de résistance pour les combinaisons ELU et des critères de flèche pour les combinaisons ELS.
Actions (Eurocode 1)
– Génération automatique du poids propre
– Calcul des charges de neige en tenant des accumulations éventuelles, selon l’EN 1991-1-3
– Calcul de l’action du vent sur l’ensemble de l’enveloppe du bâtiment (bâtiment ouvert ou fermé), selon l’EN 1991-1-4
– Calcul des actions sismiques selon l’EN 1998-1 en adoptant un comportement faiblement dissipatif (classe de ductilité DCL) des portiques.
– Combinaisons d’actions selon l’ EN 1990 (Eurocode 0)
Analyse globale selon l’EN 1993-1-1 (Eurocode 3)
– Analyse globale élastique dans le plan du portique étudié
– Prise en compte des effets du 2nd ordre si nécessaire
– Prise en compte de l’imperfection globale si nécessaire
Vérifications aux Etats Limites Ultimes selon l’EN 1993-1-1 (Eurocode 3)
– Classement des sections
– Calcul des caractéristiques efficaces pour les sections de Classe 4
– Vérification de la résistance des sections, résistance élastique ou plastique selon la classe
– Vérification de la résistance au voilement par cisaillement si nécessaire
– Vérification de la résistance au flambement et déversement des barres comprimées et fléchies
Vérifications aux Etats Limites de Service
– Vérification des déplacements et des flèches par rapport à des limites définies par l’utilisateur
Le logiciel Portal+ offre la possibilité d’éditer des notes de calcul avec différents niveaux de détail selon le choix de l’utilisateur.
POTFIRE est un logiciel d’évaluation de la stabilité au feu normalisé des poteaux non protégés en profils creux remplis de béton développé par le CTICM à la demande du CIDECT.
Il est basé sur les règles de calculs données dans l’Annexe nationale française de l’ EN 1994-1-2 (Eurocode 4 – Calcul des structures mixtes (acier + béton) – Partie 1.2 » Règles générales – calcul du comportement au feu « ). (indice AFNOR : P22-412-1/NA)
Dernière version : 3.2.3 d’août 2020.
Cette version remplace la version 3.2.2 et contient les modifications suivantes :
– correction du pied de la première page de la note de calcul en Allemand, en Anglais et en Espagnol ;
– correction de l’impression de la deuxième page de la note de calcul ;
– suppression des traits séparant les paragraphes du texte juridique en dernière page de la note de calcul.
PropMix est une application EXCEL qui permet de calculer les propriétés élastiques et plastiques d’une section de poutre mixte en flexion simple positive.
La section est constituée d’un profilé en acier bi-symétrique et d’une dalle en béton. Le profilé peut être aussi bien laminé à chaud que reconstitué par soudage.
Les résultats affichés par l’application sont, pour une flexion sous moment positif :
• la position de l’axe neutre plastique et la valeur du moment plastique ;
• la position de l’axe neutre élastique, les valeurs de l’aire et de l’inertie homogénéisées de la section, en considérant un coefficient d’équivalence acier-béton paramétrable.
Les calculs sont effectués selon les formulations explicitées dans les Annexes de l’article suivant, publié dans le numéro 2/2018 de la Revue construction métallique :
« Calcul d’une poutre mixte sur appuis simples suivant l’EN 1994-1-1 »
Cet article est disponible dans le cadre d’un abonnement à la Revue. Pour plus d’informations, cliquez ici.
L’application ne couvre pas de la classification de la section et suppose que la section est entièrement efficace. Il appartient à l’utilisateur de traiter les aspects de voilement local par ailleurs, si nécessaire.
PropSection est une application développée par le CTICM qui permet de calculer les propriétés géométriques et mécaniques d’une grande variété de sections, ouvertes ou fermées, avec cellules ou non.
Une section peut être définie de trois manières différentes :
Un Contour Chemin est donc décrit à l’aide d’un certain nombre d’instructions ou « actions » permettant de « cheminer » sur le plan (via des segments, rotations, arcs de cercle, branchements, …) et de construire ainsi le contour extérieur de la section et les éventuels contours intérieurs. Cette méthode permet de créer des profils de section très variés. La possibilité de « cheminer » le long d’une ligne moyenne avec une épaisseur de matière donnée rend cette méthode particulièrement adaptée à la description des sections minces.
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Le calcul des propriétés est réalisé à l’aide d’intégrales de contour et de surface. Ces dernières nécessitent de mailler la section, ce qui est fait automatiquement par PropSection qui utilise l’application libre Triangle présente dans le fichier d’installation. |
Des propriétés de section sont ainsi déterminées
Le logiciel permet d’éditer une Note de Calcul rappelant les résultats obtenus, et d’exporter les informations du contour (nœuds, segments) et les propriétés calculées vers une feuille EXCEL.
Enfin, PropSection requiert de l’utilisateur d’être apte à interpréter les résultats fournis et leur validité, l’utilisation de ces résultats se faisant sous sa seule responsabilité.
Fenêtre principale de PropSection
Fenêtre « Contour Chemin » de PropSection
Dans le cadre de la réglementation incendie relative à la sécurité incendie des entrepôts couverts relevant du régime de la déclaration, une stabilité au feu de degré R15 (stabilité au feu ¼ h selon l’ancienne dénomination française) est exigée pour les structures et pannes dans l’article 4 de l’arrêté du 23 décembre 2008. Le logiciel R15 permet de vérifier cette exigence dans le cas d’entrepôts en charpente métallique à simple rez-de-chaussée.
Cet outil permet de vérifier la résistance au feu normalisé 15 minutes des éléments suivants des ossatures métalliques d’entrepôt :
– Portique principal constitué de profilés laminés à chaud
– Portique avec poutres treillis
– Portique principal constitué de profilés reconstitués soudés (PRS)
– Pannes en profilé laminé à chaud
– Pannes en profilé mince formé à froid de type Sigma ou Zed
Les corrections suivantes ont été apportées au guide et au logiciel R15 version 3.13:
– Guide :
– Logiciel :
Pour voir l’ensemble des publications associées au logiciel R15, notamment la description de la méthode R15 de justification au feu 15 min, cliquez ici
TB-M fournit les résistances en traction et en cisaillement des boulons couramment utilisés en charpente métallique, selon les dispositions du Tableau 3.4 de la norme NF EN 1993-1-8. Il donne les dimensions principales de la vis, de l’écrou et des rondelles. Il indique les pinces et les entraxes limites à considérer en fonction de l’épaisseur des tôles assemblées. Il permet enfin le calcul des résistances à l’incendie, en fonction de la température considérée.
Le logiciel couvre les boulons ordinaires, selon la norme produit NF EN 15048, et les boulons HR aptes à la précontrainte, selon la norme produit NF EN 14399. Pour les boulons HR précontraints à serrage contrôlé, TB-M donne les couples de serrage.
TB-M remplace l’ancien utilitaire Boulons.
Version 1.1 : Introduction du diamètre M39 et du Manuel de Validation.
Ce logiciel permet de calculer des sollicitations et l’état de contrainte dans une poutre à section ouverte soumise à un moment de torsion uniformément répartie sur toute la longueur de la poutre et/ou un moment de torsion ponctuel.
L’application calcule les sollicitations dues à la torsion (moment de torsion uniforme, moment de torsion non-uniforme et bi-moment) dans les poutres métalliques, pour différentes conditions aux limites, aux extrémités de la poutre :
– Rotation autour de l’axe longitudinal, libre ou empêchée ;
– Gauchissement libre ou empêché.
Elle calcule également les caractéristiques sectorielles pour les sections suivantes :
– Sections en C
– Sections en I doublement symétrique
– Sections en I mono-symétrique
– Sections en Z (à partir de la version V1.1)
Dans ce cas, l’application est en mesure de déterminer l’état de contrainte dans toute section. Toutefois, les vérifications doivent être effectuées en tenant compte des autres sollicitations : effort axial, moment fléchissant, effort tranchant.
