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CYPECAD. Dalles précontraintes par post-tension pour les bâtiments

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CYPECAD. Dalles précontraintes par post-tension
pour les bâtiments

Le module de CYPECAD Dalles précontraintes par post-tension pour les bâtiments a été conçu pour réaliser le dimensionnement des armatures passives des dalles précontraintes, préalablement au calcul des efforts des câbles de précontrainte (adhérents ou non adhérents) et dont les caractéristiques ont été introduites par l’utilisateur.

La technologie de la post-tension dans les dalles de bâtiments présente différents degrés d’acceptation dans de nombreux pays. CYPE a conçu ce module en réponse à la demande croissante des utilisateurs de CYPECAD pour disposer d’un outil permettant d’aborder le calcul des dalles précontraintes par post-tension.

Le module Dalles précontraintes par post-tension pour les bâtiments permet à l’utilisateur d’introduire l’emplacement des câbles, leur définition, les charges de tension et le pourcentage de pertes. Le logiciel génère une hypothèse de précontrainte dans laquelle il introduit les charges transmises par les câbles. Lors de la phase de ferraillage des dalles, et dans le cas où les câbles ont été définis comme adhérents, est prise en compte la contribution de la capacité restante de l’armature active, celle-ci étant déduite pour déterminer l’armature passive.

Introduction des données. Menu Post-tension


CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Les paragraphes suivants détaillent les options dont dispose l’utilisateur pour la définition des câbles de précontrainte. Ces options se trouvent dans la fenêtre Post-tension (onglet Entrée de poutres > Post-tension).

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Options

La fenêtre Options (onglet Entrée des poutres > menu Post-tension > Options) permet de configurer les options pour le tracé du câble (longueur droite initiale, distance aux points d’inflexion du tracé, longueur droite du tronçon central ainsi que les enrobages supérieurs et inférieurs que respecte le tracé du câble). Dans le paragraphe Charges de tension de cette fenêtre, est indiqué le pourcentage de charge de tension en fonction de la limite élastique et de la résistance caractéristique, ainsi que le pourcentage de pertes.

 

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Vues

Depuis la fenêtre Vues (onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Vues), il est possible de choisir le type de tracé à visualiser (longitudinal, transversal ou les deux).

Introduire lignes de flexion des câbles

Les lignes de flexion des câbles sont introduites par l’utilisateur. Les intersections dans la vue en plan des lignes de flexion avec les tracés des câbles représentent les points où le câble se courbe pour atteindre sa cote maximum. On pourrait les définir comme des poutres virtuelles sur lesquelles s’appuient les câbles.

Une autre utilisation pouvant être donnée aux lignes de flexion est la définition de zones de tracé droit des câbles, comme peuvent l’être les câbles proches de poteaux contreventés. Dans ce cas, on place des lignes de flexion perpendiculaires au nerf espacées d’une distance inférieure ou égale à la valeur "Longueur minimale pour générer un tronçon courbe" (défini dans la fenêtre des options de dalles précontraintes – onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Options) et dont l’extension couvre la longueur de la section transversale du poteau contreventé. De cette façon, le tracé du câble ne se courbera pas sur le mur.

Effacer lignes de flexion des câbles

Cette option est utilisée pour effacer les lignes de flexion. Une fois sélectionnée, l’utilisateur marque les lignes de flexion qu’il désire supprimer avec le bouton gauche de la souris, puis réalise un clic droit avec la souris pour confirmer la suppression.

Introduction de câbles

Dans la fenêtre post-tension (onglet Entrée de poutres > Post-tension), il y a deux options pour introduire le tracé des câbles : Introduire câbles concentrés et Introduire câbles répartis. La différence entre les deux options pour introduire des câbles réside dans la façon de définir le nombre de câbles qui seront mis en place. Dans les deux cas, on définit :

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Introduire câbles concentrés

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Dans la fenêtre Introduire câbles concentrés (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Introduire câbles concentrés), l’utilisateur indique (en plus de toutes les options indiquées dans le paragraphe précédent "Introduction de câbles") la séparation entre les câbles et également :

Une fois cette fenêtre acceptée, le tracé des câbles définis est dessiné.

Cette option permet d’inclure les lignes de flexion dans la direction des câbles en cours d’introduction. Pour cela, la fenêtre Introduction de câbles concentrés dispose de l’option Générer lignes de flexion de câbles (à la différence de la fenêtre Introduction de câbles répartis qui ne dispose pas de cette option). Dans le cas où des lignes de flexion de câbles ont été préalablement définies (par exemple avec l’option Introduire lignes de flexion de câbles), vous devez désactiver l’option "Générer lignes de flexion de câbles", afin de ne pas dupliquer leur introduction.

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Introduire câbles répartis

Dans la fenêtre Introduire câbles répartis (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Introduire câbles répartis), l’utilisateur indique (en plus de toutes les options indiquées dans le paragraphe Introduction de câbles) la séparation entre les câbles. Une fois cette fenêtre acceptée, est défini graphiquement le tracé des câbles et la largeur de bande le long de laquelle ils seront placés.

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Éditer un câble

L’option Éditer un câble (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Éditer un câble) permet de sélectionner un des câbles introduits pour modifier le tracé ou le type de câble.

Assigner câbles

L’option Assigner câbles (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Assigner câbles) permet de copier les caractéristiques d’un câble sur les autres. Une fois cette option sélectionnée, l’utilisateur peut marquer un câble (câble de base) avec le bouton gauche de la souris. Apparaîtra alors la fenêtre d’édition du câble (où il est possible de modifier les caractéristiques du câble choisi) et, une fois cette fenêtre acceptée, le programme sollicitera les données à copier (Type de câble, Tracé et Ordre de tension) sur un ou plusieurs autres câbles sélectionnés ensuite (via une sélection multiple ou un par un). Une fois la sélection réalisée, un clic droit doit être réalisé avec la souris pour valider l’attribution des caractéristiques du câble de base.

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Assigner l’ordre de tension

L’option Ordre de tension permet d’indiquer à l’écran et sur les plans l’ordre qui doit être suivi pour la tension des câbles.

Pour cela, l’utilisateur doit sélectionner un câble, et créer une référence et une description qui indique l’ordre de tension. Ensuite, il doit sélectionner les câbles qui seront tendus simultanément (un à un ou via une sélection multiple) puis valider la sélection avec le bouton droit de la souris.

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Éditer un ancrage

L’option Éditer un ancrage (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Éditer un ancrage) permet à l’utilisateur de sélectionner un ancrage pour modifier le type, l’angle ou la profondeur depuis le parement supérieur.

Assigner des ancrages aux câbles

L’option Assigner ancrages aux câbles (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Assigner ancrages aux câbles) permet à l’utilisateur de copier les caractéristiques d’un ancrage sur les autres. Après avoir sélectionné cette option, l’utilisateur peut marquer un ancrage (ancrage de base) avec le bouton gauche de la souris. Apparaîtra ensuite la fenêtre d’édition de l’ancrage (dans laquelle il est possible de modifier les caractéristiques de l’ancrage choisi) et, une fois cette fenêtre acceptée, le logiciel sollicitera les données à copier (Type d’ancrage, Angle avec le parement supérieur et Distance au parement supérieur) sur un ou plusieurs autres ancrages sélectionnés par la suite (via une sélection multiple ou un par un). Une fois la sélection réalisée, l’utilisateur doit cliquer avec le bouton droit de la souris pour valider l’assignation des caractéristiques de l’ancrage de base.

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Vue 3D

Avec l’option Vue 3D (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Vue 3D) le logiciel montre une vue 3D de l’étage actuel avec le tracé des câbles.

 

Représentation en plan des charges transmises par les câbles post-tendus

CYPECAD. Dalles précontraintres par post-tension pour les bâtiments

Du fait du tracé parabolique du câble, il se produit des charges de poussées vers l’intérieur de la courbure. Le logiciel génère automatiquement ces charges dans chacun des câbles qui ne présentent pas d’erreurs de tracé (les câbles ayant des erreurs de tracé seront marqués avec un cercle rouge).

Pour visualiser les charges transmises par les câbles à l’écran, a été implémenté le bouton "Voir charges des câbles de précontrainte" dans la fenêtre où est configurée la visibilité des charges de l’ouvrage (menu Charges > Vues). Ce bouton est par défaut désactivé, étant donné que le nombre de charges pouvant être représentées sur une dalle précontrainte rendra difficile l’identification des autres éléments et ralentira le dessin de l’étage.

Récapitulatifs d’éléments précontraints

Le logiciel génère des récapitulatifs contenant les caractéristiques de la post-tension introduite par l’utilisateur et les données calculées pour chacun des groupes d’étages dans lesquels ont été introduits des câbles de précontrainte (menu Fichier > Imprimer > Récapitulatifs de l’ouvrage) :

Plans des éléments précontraints

A été implémenté dans le logiciel le type de plan Post-tension, (menu Fichier > Imprimer > Plans de l’ouvrage) permettant de générer deux plans de chaque groupe d’étages avec des câbles de précontrainte, l’un pour les câbles longitudinaux et l’autre pour les câbles transversaux. Ces plans contiennent le tracé en plan des câbles sur lequel est indiquée, tous les mètres, la distance du câble à la base de la dalle en ce point.

Export au format IFC des câbles de précontrainte

CYPECAD inclut dans l’export au format IFC (Industry Foundation Classes) les câbles des dalles précontraintes par post-tension (menu Fichier > Exporter > IFC).

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Caractéristique du calcul de dalles précontraintes par post-tension réalisé dans CYPECAD

Avec ce module de dalles précontraintes par post-tension pour les bâtiments, sont abordées les technologies de câbles adhérents et de câbles non adhérents, avec les spécifications habituelles utilisées dans les bâtiments qui, dans l’environnement des portées et des charges communes pour les utilisations normales de logements, bureaux et locaux commerciaux, est le champ naturel d’application du présent module.

Dans le cas de câbles non adhérents, l’action de la précontrainte sera directement considérée à travers les actions aux extrémités du câble et les forces transmises par celui-ci, et elle sera donc directement prise en compte dans le dimensionnement de l’armature passive. Pour les câbles adhérents, sera également prise en compte la distribution de la capacité restante de l’armature active, en la déduisant pour déterminer l’armature passive.

N’est pas pris en compte l’effet des compressions et des éventuels raccourcissements, ni l’effet de rétention des poteaux, étant donné que les dalles maintiennent l’hypothèse de diaphragme rigide, tant pour l’obtention des efforts que pour le dimensionnement et pour la vérification des contraintes de compression et de traction et de l’état de fissuration.

En principe, le fait de ne pas prendre en compte les compressions permet de rester du côté de la sécurité, étant donné que leur effet est normalement favorable, en négligeant également l’effet des raccourcissements de la dalle dans son plan dus aux charges introduites par les câbles, dont l’influence est réduite et peut même être bénéfique pour le dimensionnement des poteaux, tant que leur raideur et leur répartition favorisent cet effet.

La prise en compte additionnelle de l’effet des compressions dans le dimensionnement, des raccourcissements et des efforts générés dans le reste des éléments structuraux, non pris en compte dans CYPECAD, reste la décision de l’utilisateur, qu’il s’agisse des portées, des charges, de la répartition des poteaux et de leurs rigidités ou des singularités du bâtiment.

Les données générales sollicitées permettent d’aborder de manière générale les technologies présentes sur le marché, l’utilisateur apportant les données relatives à la limite de rupture et à la limite élastique de l’acier actif, ses pertes pour tous les concepts pour estimer la charge appliquée aux câbles, et le tracé en plan des câbles afin de pouvoir déterminer les forces transmises par le câble et appliquées sur la dalle dans l’hypothèse de précontrainte.

Les dalles précontraintes apportent des avantages tels que la réduction de la fissuration, l’augmentation de la résistance à la flexion, au cisaillement et au poinçonnement, ainsi que la réduction des épaisseurs et des flèches, et donc des émissions de CO2. Comme inconvénients, il faudrait prendre en compte le contrôle nécessaire des enrobages et des éventuels croisements non prévus, les déformations différées, les raccourcissements dans leur plan et la rétention provoquée par les poteaux, en fonction de leur rigidité et distribution et de l’ordre du processus constructif.

Dans la pratique habituelle, il convient que les compressions moyennes dans les dalles précontraintes de bâtiment soient comprises entre 0,8 MPa et 3,5 MPa, afin de contrôler la fissuration et de limiter les raccourcissements.

Le code ACI établit des compressions moyennes minimales dans les dalles précontraintes par post-tension de 0,9 MPa et une séparation maximale de câbles d’un mètre et demi ou huit fois l’épaisseur de la dalle, dans au moins une direction, ce qui, en plus de contrôler la fissuration, prévient les défauts par poinçonnement.

Il est conseillé de suivre les recommandations de conception de chaque norme et de prendre en compte les limitations de conception et de traction des fibres extrêmes des sections qu’établit chaque norme, étant donné que, comme indiqué précédemment, cette vérification n’est pas réalisée par le présent module.

Permis nécessaires

Pour que CYPECAD puisse réaliser les calculs des dalles précontraintes par post-tension décrits dans cette page, il est nécessaire que la licence d’utilisateur dispose du module Dalles précontraintes par post-tension pour les bâtiments.

Versions et modules de CYPECAD

En plus de la version de CYPECAD (sans limitation), le logiciel est également disponible avec deux versions limitées, appelées LT30 et LT50, elles contiennent les mêmes outils et les mêmes modules, avec les conditions suivantes :

CYPECAD LT50 :

CYPECAD LT30 :

Les structures 3D intégrées dans CYPECAD (également dans LT50 et LT30) ne sont pas un module proprement dit. Pour définir ces structures 3D dans CYPECAD, il est nécessaire que la licence utilisé dispose des permis pour utiliser CYPE 3D et éventuellement les modules propres à CYPE 3D.

Les modules de CYPECAD sont les suivants:

Modules communs à CYPECAD et à CYPE 3D :

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