Dans un article précédent, nous avons mis en lumière les avantages de la conception de SOFA pour les ingénieurs d'études lorsqu'il s'agit de combler les lacunes en matière d'espace libre que veut dire SOFA? en résumé :

1. SOFA fournit des solutions de conception conformes à la norme EN 1992-4 pour les dispositions d'ancrage au-delà des dispositions rectangulaires 3x3.
2. SOFA permet une plus grande résistance à la rupture des bords du béton en transférant les charges de cisaillement aux ancrages arrière.

Dans cet article, nous illustrons comment SOFA distribue les charges de cisaillement avec différentes dispositions d'ancrage pour vérifier la résistance des bords du béton :

1. Dispositions rectangulaires jusqu'à 3x3
2. Dispositions rectangulaires au-delà de 3x3
3. Autres dispositions (irrégulières, circulaires, triangulaires)

Dispositions d'ancrage rectangulaire jusqu'à 3x3

L'approche de conception de l'EN 1992-4 suppose que les charges de cisaillement sont transférées à la rangée avant lors de l'évaluation de la résistance à la rupture des bords en béton, ce qui conduit à des résultats conservateurs. SOFA suit les dispositions de conception du fib Bulletin 58 qui permettent la distribution du cisaillement à la rangée arrière.

PROFIS suit le modèle de distribution de cisaillement représenté dans la figure 1 et vérifie chaque cas individuellement. Lors de la conception de fixations dans un matériau de base mince, la rupture de l'arête peut se produire à la dernière rangée, d'où la nécessité de vérifier la rupture de l'arête pour chaque rangée. PROFIS Engineering génère alors le rapport de conception avec la rangée la plus critique.


Figure 1 – Répartition de la charge de cisaillement SOFA pour des dispositions d'ancrage jusqu'à 3x3

Dispositions des ancres rectangulaires au-delà de 3x3

La redistribution du cisaillement n'est pas autorisée lorsqu'il y a plus de 3 rangées d'ancrages dans la plaque de base. En effet, il n'est pas possible de supposer une rigidité suffisante de la plaque de base et la charge de cisaillement sera entièrement répartie sur la première rangée suivant l'EC 2-4 (figure 2). Pour cette raison, SOFA offre une résistance à la rupture des bords plus faible avec 4x2 qu'avec 3x2 en considérant la même distance entre les bords et les mêmes paramètres de matériau de base. Le fait d'obtenir des ratios d'utilisation plus élevés avec un plus grand nombre de rangées peut donner l'impression que quelque chose ne va pas dans la conception, mais cela est dû à des évaluations différentes de la répartition de la charge de cisaillement.


Figure 2 – Répartition de la charge de cisaillement dans le cas d'une disposition d'ancrage 4x2

Autres dispositions (irrégulières, circulaires, triangulaires)

Il est facile de déterminer le plan de répartition des charges de cisaillement dans le cas de configurations rectangulaires, car nous appliquons les charges aux rangées avant ou arrière, ce qui n'exige pas beaucoup de nuances. Cependant, lors de la conception avec des configurations arbitraires (irrégulières, circulaires, triangulaires, etc.), la détermination du transfert de la charge de cisaillement au bord devient plus complexe. Dans ces configurations, les ancrages contribuant à la résistance à l'arrachement au bord sont évalués par l'approche de la "largeur de bande".

Cette approche est utile lorsque deux ou plusieurs fixations se trouvent presque le long de la même rangée (par exemple, faibles écarts par rapport à l'espacement entre les ancrages) ; ainsi, l'ancrage le plus proche du bord n'est pas le seul à être pris en considération.


Figure 3(a) – deuxième ancrage présent dans la bande


Figure 3(b) – deuxième ancrage non présent dans la bande

Les fixations situées dans le champ d'application de cette largeur de bande sont considérées comme étant dans le même plan de contrainte que celui de l'avant, formant ainsi une rangée d'ancrages artificiels. En se référant à la figure 3(a) ci-dessus, un autre ancrage coupe la largeur de bande marquée par la boîte rouge, permettant ainsi le transfert des charges de cisaillement sur une plus grande surface marquée par les lignes bleues. Pour le scénario de la figure 3(b), la distance libre entre deux ancres est insuffisante pour considérer deux fixations comme une seule rangée, de sorte que la charge de cisaillement totale est appliquée au bord par l'intermédiaire d'une seule fixation.

Conclusion

En conclusion, la rupture de l'arête du béton est souvent le mode de défaillance qui régit les fixations chargées en cisaillement. L'approche de distribution du cisaillement de SOFA aide l'ingénieur structurel à activer une approche de conception plus précise et plus efficace que l'EN 1992-4 lors de la conception d'ancrages rectangulaires jusqu'à 3x3 en : (1) distribuant les charges à la rangée arrière ; et (2) permettant la vérification de la rupture de bord avec d'autres dispositions en soumettant la charge de cisaillement complète à la rangée avant.

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