Arche Ossature permet d’équilibrer automatiquement les voiles drapeau.
L’utilisateur indique sur quels éléments il souhaite équilibrer le voile en question.
Arche Ossature calcule ensuite automatiquement les charges nécessaires pour cet équilibre :
- Effort horizontal de traction à reprendre en tête de voile.
- Diagramme triangulaire équivalent (pour reprendre le moment) en pied du voile d’équilibre.
Tous les documents de travail sont mis à jour en fonction des charges ainsi créées :
- Note de descente de charges
- Fiche d’éléments
L’export vers les modules de ferraillage tient également compte de ces charges supplémentaires.
Le fonctionnement des voiles drapeaux dans Arche Ossature est basé sur le schéma suivant :
Le voile drapeau reprend une charge P (qui peut être quelconque), ce qui induit un moment M en extrémité du voile drapeau.
Le voile drapeau ne pouvant pas transmettre directement ce moment, ce dernier se décompose en deux efforts F avec F = M / H.
Cet effort de traction F passe ensuite dans le tirant : on retrouve donc cet effort horizontal en tête du voile qui rééquilibre le drapeau.
On obtient donc un moment en pied qui vaut M2 = F*H.
Ce moment est repris par un diagramme de charge du voile donc la résultante de moment doit être égale au moment M2.
Prenons un exemple
Soit la configuration suivante. Le voile de l’étage 2 repose en partie sur une poutre de l’étage inférieur, et une partie est en console. A l’extrémité de cette partie en console de 2 mètres, on applique une surcharge de 4 tonnes.
Si la console n’est pas désignée en tant que telle en saisie, il n’est pas possible d’équilibrer les efforts horizontaux, et la descente de charge sera alors faussée, car il n’y aura pas de soulèvement sur le premier poteau.
Si vous avez crée le voile de l’étage 2 en un seul élément en détection automatique, vous aurez un avertissement au niveau de la modélisation, vous indiquant :
« Ce 'Super'-voile est composé de murs et de poutres-voiles »
Si vous avez crée la console, mais que vous ne l’avez pas équilibrée, vous aurez un avertissement au niveau de la vérification, vous indiquant :
« Attention, ce voile a été imposé en 'console' mais n'est pas correctement équilibré. »
En désignant la console en tant que telle, et en cliquant sur le bouton drapeau, vous pourrez choisir un équilibrage.
A la sélection de la console, les deux entités l’équilibrant apparaitront ensuite en couleur saumon.
D’un point de vue mécanique, et en écrivant l’équilibrage des moments, il est très facile de trouver la relation entre l’effort vertical P en extrémité de console, et l’effort horizontal F qui s’applique sur le Voile1 et le Poteau2 : F = LP / H ou L est la portée de la console et H sa hauteur.
Dans notre cas, avec une hauteur d’étage de 3 mètres, une portée de 2 mètres et une charge horizontale de 4 tonnes, on doit retrouver en charge d’exploitation, un effort horizontal de F = 2,66T.
Après avoir lancé la séquence de calcul, la descente de charge prendre alors effet de cet équilibrage :
De plus, l’export des éléments vers les modules de ferraillage reprend cet effort horizontal.
Ainsi, pour le poteau 2, on retrouve l’effort horizontal en tête. Attention, il convient alors de bien spécifier qu’il s’agit du torseur en tête de poteau, et non du torseur dimensionnant.
Au niveau du voile, il y aura, en plus de l’effort horizontal en tête, des efforts normaux trapézoïdaux pour donner le moment lié à cet effort horizontal.
Plusieurs messages d'erreur ou d'avertissement indiquent à l'utilisateur quelles sont les limites de cette méthode:
Si l'utilisateur active, dans la fenêtre précédente, une poutre pour reprendre l'effort horizontal inférieur de compression, Arche Ossature renvoie le message d'avertissement suivant après calcul:
"Attention, vous avez spécifié la poutre xx de l'étage xx pour reprendre l'effort de compression issu du voile drapeau xx. Cet effort sera repris automatiquement dans le module Arche Poutre pour un dimensionnement en flexion composée. Vous devez par contre le saisir manuellement dans le module Arche Poteau pour dimensionner les poteaux, supportant la poutre, en conséquence".
Dans le cas d'un voile défini en "Console" mais non-équilibré en tant que voile drapeau, Arche Ossature renvoie le message d'avertissement suivant:
"Attention, ce voile a été imposé en 'console' mais n'est pas correctement équilibré. Vous pouvez, si vous le souhaitez, activer le rééquilibrage automatique dans la feuille de propriété de ce dernier".
Lorsqu'il n'existe aucune poutre, pouvant faire office de tirant, en tête du voile drapeau, Arche Ossature renvoie le message suivant:
"Attention, vous avez activé le rééquilibrage d'un voile drapeau mais aucun élément n'a été détecté entre la console et le voile de rééquilibrage. Veuillez vous assurer de la bonne transmission de l'effort horizontal de traction entre ces deux éléments.".
En effet, l'utilisateur peut considérer que cet effort de traction sera repris directement dans le plancher.
Enfin, lorsque les éléments qui équilibrent le voile drapeau ne sont pas alignés avec ce dernier, Arche Ossature renvoie un message d'erreur et empêche le calcul:
"Attention, les éléments qui rééquilibrent ce voile drapeau ne sont pas alignés avec ce dernier. Veuillez vérifier la validité de la saisie"