scia.d.st_conn - Assemblages acier

Le module sensd.10 Conception et plans de l'assemblage acier vous permet de modéliser, de visualiser et de concevoir différents assemblages acier. Les types d'assemblages suivants sont pris en charge :

• assemblages rigides et semi-rigides dans les portiques
• pieds de poteau rigides, semi-rigides et articulés
• assemblages articulés
• joints de section creuse entre les sections CHS
• diagonales boulonnées : sections ouvertes fixées aux goussets ou directement fixées aux éléments primaires

Assemblages rigides et semi-rigides dans les portiques

Cette fonctionnalité applique la méthode des composantes pour le calcul de la résistance et de la rigidité des assemblages de portique :

• Les assemblages peuvent être définis entre des profils en I symétriques ou asymétriques, et entre des poteaux à section en I et des poutres RHS ; les profils peuvent être laminés à chaud ou soudés sur la tôle.
• Différentes configurations d'assemblage sont prises en charge : poteau-poutre (gousset, lien transversal en croix, T simple et double), éclissages (boulonnés et soudés) et assemblages de plaque embase.
• Les poutres peuvent être fixées à la fois à l'âme et à la semelle d'un poteau (axe fort et axe faible).
• Les jarrets, ou la hauteur variable des éléments assemblés, sont également pris en compte.
• Les configurations de boulons à deux et à quatre rangées sont prises en charge, conformément aux directives de « Joints in Steel Construction: Moment-resisting joints to Eurocode 3" (BCSA) ; les boulons peuvent être conçus comme standard ou précontraint.
• La capacité et la rigidité de chaque composante d'assemblage, ainsi que l'assemblage dans son ensemble, sont calculées sur la base des normes EN 1993-1-8:2005 ou DIN 18800: 1990 Teil 1 ou BS 5950-1:2000.
• Pour les assemblages rigides et semi-rigides, l'effet des moments de flexion (autour de l'axe fort ou faible), des efforts tranchants et des efforts normaux sont contrôlés. L'interaction avec les efforts normaux au sein des éléments assemblés est prise en compte de la façon prescrite dans la norme ; l'interaction avec la flexion selon l'axe faible est basée sur les publications complémentaires.
• Les règlements CIDECT sont utilisés pour la conception de pieds de poteau sous des poteaux RHS, et les éclissages plaque-plaque d'éléments RHS : Design Guide for rectangular hollow sections (RHS) joints under predominantly static loading. CIDECT Köln (1992).

Modélisation

 

• Des bibliothèques de boulons sont disponibles, ainsi que des données de béton et d'ancrage pour les pieds de poteaux.
• Les types suivants de renforcements supplémentaires peuvent être définis :
  • Divers jarrets, découpés à partir de profils en T, de découpés à partir de profils en I, fabriqués à partir de plaques soudées
  • Contre-plaques sur les âmes des poutres et poteaux
  • Raidisseurs triangulaires et rectangulaires placés à l'opposé des semelles de l'élément assemblé ou en diagonale.
• Des boîtes de dialogue contextuelles claires sont fournies pour les plaques d'extrémité, les boulons, les nervures, les raidisseurs et les contre-plaques.

Contrôles

• Toutes les prescriptions normatives sont suivies par composante, y compris les contrôles de résistance (des âmes, des semelles, des raidisseurs, des boutons, des soudures), les dimensions des plaques (pince, calibre et distance au bord) en comparaison avec la taille des boulons et la taille minimale des soudures.
• Les règles spécifiques de l'annexe nationale sont prises en compte : par exemple, la modification de la règle de limite triangulaire dans l'annexe nationale française.
• Des contrôles supplémentaires sont également effectués pour vérifier la faisabilité pratique (comparaison de la taille des intervalles et de la taille des clés).
• La classification de joint s'effectue sur base de la rigidité et de la résistance ; les classes de ductilité sont déterminés.
• Bien que les normes nationaux et les annexes soient respectés, de nombreux paramètres restent modifiables (coefficients de sécurité, paramètres de placement des boulons, coefficient de glissement et de couple pour les boulons précontraints, etc.).

Rigidité

 

• Sur la base de la méthode des composantes, des diagrammes moment-rotation par joint sont dérivés et affichés dans le rapport.
• La rigidité de l'assemblage calculée est comparée à celle initialement supposée dans le modèle d'analyse; un avertissement est émis si la différence est en dehors des limites autorisées.
• La rigidité de l'assemblage calculée peut être utilisée pour mettre à jour automatiquement le modèle d'analyse avec des joints flexibles (linéaires ou non linéaires).
• Le flux de travail automatisé en boucle fermée garantit une conception correcte avec une rigidité réelle, empêchant les comportements inattendus de l'ensemble de la structure.

Bases de poteaux

Pour les assemblages de plaques embase de poteau, en dehors des jarrets et des raidisseurs, les types suivants de renforcements sont pris en charge :

• Nervures d'ailes (élargisseurs)
• Clés de cisaillement (fers de cisaillement)

Les ancrages peuvent être :

• droits ou courbés ;
• barres lisses ou à haute adhérence (nervurées ou déformées) ;
• avec ou sans plaques circulaires aux extrémités.

Les bases de poteaux peuvent également être conçues comme articulées.

Assemblages articulés

Cette fonctionnalité applique la méthode des composantes pour le calcul de la résistance et de la rigidité des assemblages rotulés :

• Les poteau-poutre simple face ou double face (gousset, en croix, T simple ou double) et les assemblages poutre à poutre sont pris en charge.
• Les poutres peuvent être fixées à la fois à l'âme et à la semelle d'un poteau (axe fort et axe faible).
• Les assemblages peuvent être boulonnés et soudés ou combinés (par exemple, soudés à un élément et boulonnés à l'autre).
• Les éléments d'assemblage disponibles sont des plats, des cornières d'attache de l'âme et des plaques d'extrémité courtes.
• La conception est effectuée sur la base des normes EN 1993, DIN 18800 T1 ou BS 5950-1:2000.
•  Les prescriptions normatives liées à l'espacement des boulons, les distances par rapport au bord et la faisabilité pratique sont respectées.

Modélisation

• Tous les éléments d'un assemblage sont visualisés dans la scène 3D, c'est-à-dire, les boulons, les soudures, les tasseaux.
• L'utilisation de détails et la conception sont rapides et simples via des boîtes de dialogue interactives.
• Pour les assemblages poutre à poutre, les encoches peuvent également être définies.

Contrôles

 

• Les efforts internes sont recalculés à partir de leurs valeurs MEF au niveau des nœuds afin d'obtenir les valeurs au niveau de l'interface du joint.
• La liberté de conception est garantie par les coefficients et facteurs modifiables.
• Données prédéfinies et modifiables par l'utilisateur : coefficients de sécurité partiels, valeurs par défaut géométriques, limites pour le positionnement des boulons – espacement intermédiaire, distances par rapport au bord, tailles minimales des soudures.
• Les assemblages boulonnés peuvent être conçus avec des boulons à serrage initial ou précontraints. Les facteurs de glissement sont automatiquement calculés pour les boulons préchargés. Le couple nécessaire est mentionné dans le rapport de calcul.
• Les états limites de l'assemblage sont évalués en fonction de la méthode des composantes sous les efforts tranchant et normal. Les contrôles requis sont effectués en fonction de l'agencement de l'assemblage.
• Les différents composants de l'assemblage sont contrôlés : âme de poutre, semelle/âme de poteau, éléments d'assemblage supplémentaires, boulons et soudures.

Joints de section creuse

Cette fonctionnalité contrôle les assemblages soudés entre les sections creuses circulaires (CHS) selon la norme EN 1993-1-8 :

• Les configurations d'assemblage uniplanaires en T, Y, N, X, K, DX, DY sont prises en charge ; la configuration d'assemblage est automatiquement reconnue à partir de la géométrie modélisée et des types d'éléments définis via le modèle structurel.
• Les paramètres d'assemblage importants pour la conception, comme les interstices et les chevauchements, peuvent être déterminés directement à partir du modèle structurel, en tenant compte des excentricités qui y sont définies, ou peuvent être saisis manuellement.
• Les assemblages sont vérifiés selon les règles du chapitre 7 de la norme, en tenant compte de l'interaction de tous les efforts internes pertinents dans le joint (moments de flexion et efforts normaux).

Contrôles

• L'applicabilité de la méthode de calcul du chapitre 7 est vérifiée en termes de géométrie des joints, de propriétés des matériaux, d'épaisseur de profil, de classes de section, de tailles des interstices et des chevauchements.
• Tous les modes de rupture pertinents sont contrôlés : rupture de surface de membrure, poinçonnement, rupture de contreventement.
• Les moments supplémentaires résultant des excentricités sont pris en compte dans la conception des membrures comprimées.
• Le calcul des tailles de soudure nécessaires s'effectue sur la base de ECCS Technical committee 10 - Structural connections N° 126.

Diagonales boulonnées

Cette fonctionnalité contrôle la résistance des diagonales boulonnées (c'est-à-dire, les contreventements et les éléments de treillis) selon la norme EN 1993-1-8 :

• Les diagonales peuvent être assemblées au moyen d'un gousset ou être directement boulonnées sur un élément vertical.
• La section droite de la diagonale peut être une cornière, un canal ou une section en I.
• Dans le cas d'une connexion directe à un élément vertical (une cornière ou une section formée à froid) par un seul boulon, la section peut être une section formée à froid ou une section RHS.
• Les contrôles sont effectués sur la résistance de l'élément de contreventement, des boulons et des goussets.
• Les diagonales qui sont directement connectées à un élément porteur principal se trouvent souvent dans les pylônes et les racks de stockage.

Modélisation

 

• Les diagonales sont supposées être fixées à un gousset au moyen de boulons ; les goussets sont supposés être soudés au poteau.
• L'assemblage à l'extrémité diagonale est toujours boulonné. Une ou deux rangées de boulons (non-)étalonnées peuvent être utilisées.
• La fonctionnalité de diagonale boulonnée n'inclut aucune visualisation 3D.

 Vérification et conception

• Les coefficients de sécurité, les exigences d'espacement par défaut et les tailles minimales de soudure sont pris en compte ; ceux-ci peuvent également être modifiés.
• Les contrôles suivants sont effectués :
  • résistance en cisaillement des boulons
  • résistance au glissement dans le cas de joints antiglissement
  • résistance des éléments connectés contre l'appui
  • résistance des éléments connectés contre la rupture et le cisaillement dans les sections nettes
  • taille de gorge de soudure entre le gousset et l'élément supporté principal
• Au moyen de l'optimisation automatique, le nombre requis minimum de boulons peut être déterminé.
• Vous pouvez spécifier si seuls des efforts normaux de traction ou des efforts de traction et de compression doivent être pris en compte lors de la conception de l'assemblage.

Génération de rapports

• Les niveaux d'utilisation, les combinaisons de charges critiques sont affichés dans le rapport Sommaire ; la composante limitante dans l'assemblage conçu est également indiquée.
• Un rapport Détaillé décrit toutes les parties de l'analyse d'assemblage effectuée avec des valeurs intermédiaires et des paramètres utilisés :
• L'assistant « Plan d'assemblage détaillé » génère des plans détaillés de toutes les pièces d'assemblage avec des cotes au format DWG.
• Le rapport de conception d'assemblage et les plans sont disponibles dans la Note de Calcul.

Système expert

Cette fonctionnalité est une base de données intelligente pour une sélection rapide d'une configuration appropriée pour un assemblage en acier.

• Ignorant entièrement l'étape de modélisation, le système expert propose des configurations d'assemblages possibles : plaques d'extrémité, disposition des boulons, raidisseurs, qui s'adaptent géométriquement et remplissent les conditions d'utilisation.
• Les solutions sont adaptées aux sections droites affectées, aux angles entre les éléments (même en présence de jarrets) et aux efforts internes actuels.
• Vous pouvez spécifier des préférences sur les classes de boulons, l'orientation des plaques d'extrémité et des jarrets, et affecter la priorité aux éléments individuels dans la base de données. Cela permet un certain niveau de standardisation sur plusieurs projets.
• Lorsque vous sélectionnez l'une des configurations proposées, toutes les composantes d'assemblage sont immédiatement affectées au joint et la capacité d'appui exacte et la rigidité sont calculées.
• La fonctionnalité est applicable aux assemblage de portiques rigides, semi-rigides ou articulés.
• La bibliothèque contient des solutions provenant d'un certain nombre d'ouvrages de conception d'assemblages :
  • Assemblages rigides en acier selon la norme Eurocode 3. Aides à la conception simples pour les joints rigides et semi-rigides, Sprint Contract RA351.
  • Bemessungshilfen für nachgiebige Stahlknoten mit Stirnplattenanschlüssen, Ernst and Sohn Berlin, DSTV
  • Bemessungshilfen für profilorientiertes Konstruieren, Stahlbau-Verlagsgesellschaft mbH Köln, Stahlbau Kalender.
  • De plus, des ensembles complémentaires développés en interne ont été ajoutés par SCIA, y compris avec jarrets.
• Vous pouvez également étendre la base de données avec vos propres assemblages préférés ou filtrer les propositions d'assemblages en fonction de la source : par exemple, uniquement BauKalender ou uniquement défini par l'utilisateur.
• Les concepteurs expérimentés apprécient la facilité d'utilisation, le flux de travail automatisé et la possibilité de stocker leurs propres conceptions d'assemblages en vue d'une utilisation future.

Plans des assemblages

Des plans détaillés peuvent être générés automatiquement pour tous les assemblages acier ou pour certains assemblages acier dans le modèle.

• Ceux-ci contiennent des informations sur les plaques d'extrémité, les raidisseurs, les soudures, les cotes, etc. et peuvent être modifiés et élaborés avec, entre autres, du texte et des cotes supplémentaires.
• L'assemblage peut être affiché en 2D ou 3D à partir de n'importe quel point de vue sélectionné ; à côté de la vue avant/latérale des assemblages entiers, des composantes individuelles comme les plaques d'extrémité et les raidisseurs sont dessinés.
• Les symboles de soudure selon la norme ISO 2553 ; l'utilisateur peut choisir de ne pas afficher ceux-ci dans les plans et de les remplacer par une autre marque.
• Les échelles, les jeux de caractères, les polices, les tailles de police et le volume de découpage sont définis par l'utilisateur.
• Les plans peuvent être insérés dans la présentation du plan final de l'espace papier ; à cet endroit, ceux-ci peuvent être combinés avec les plans d'agencement généraux (module sendt.01) :