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Melody Portique Eurocodes 0,1,3 Combinaisons : neige, vent, barres métalliques

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Melody Portique Eurocodes 0,1,3

Combinaisons : neige, vent, barres métalliques

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Séminaire Melody Eurocodes 0-1-3 Initiation

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Chronologie du séminaire jour1 - matin: combinaisons selon eurocode0 neige et vent (début) selon eurocode1 jour1 - après-midi : vent (fin) + sections + barres selon eurocode3 jour2 - matin : imperfections + alpha critique selon eurocode3 jour2 - après-midi : déplacements + assemblages semi-rigides exemple complet d’un bâtiment

Liste complète des Eurocodes EN 1990 (EC0) : Base de calcul des structures combinaisons EN 1991 (EC1) : Actions sur les structures neige (1-3) et vent (1-4), ponts roulants (3) EN 1992 (EC2) : Calcul des structures en béton armé et précontraint EN 1993 (EC3) : Calcul des structures en acier barres (1-1), feu (1-2), attaches (1-8), poutres de roulement (6) EN 1994 (EC4) : Calcul des structures mixtes EN 1995 (EC5) : Calcul des structures bois EN 1996 (EC6) : Calcul des structures en maçonnerie EN 1997 (EC7) : Calcul géotechnique EN 1998 (EC8) : Calcul des structures en région sismique EN 1999 (EC9) : Calcul des structures en aluminium Dernières éditions : 2013/08 : Annexe Nationale de l’EN 1993-1-1 2013/12 : Annexe Nationale de l’EN 1998-1

L'agenda MELODY La version 2017 est disponible au téléchargement à partir début octobre. Nous avons aussi beaucoup travaillé sur Melody Bâtiment pour pouvoir modifier les données de tous les portiques en même temps. Et surtout elle comprendra surtout un nouveau logiciel de calcul d’attaches selon l’EC3 pour remplacer ADSC, Melody Attaches étant toujours livré en parallèle. La première version de ce nouveau logiciel qui s’appelle « BIM Designers – Steel Connection » propose uniquement :

- Les pieds de poteaux articulés et encastrés - Les encastrements poteau-poutre - Les encastrements poutre-poutre

C’est un BIM Designer : il est multiplateforme (Revit, Advance Design)

– Limitations générales – Des parties encore en anglais – Lenteur pour générer les notes

– Limitations Pieds de poteaux – Pas de platines réduites (limitée à 300mm avec raidisseurs intérieurs) – Raidisseurs pas vérifiés eux-mêmes – Platines pas vérifiées par rapport à traction des tiges

– Limitations Encastrements poteaux-poutres et poutres-poutres – Poteaux continus uniquement – Pas de doubles traverses – Boulons non précontraints – Raidisseurs pas vérifiés – Pas de plats de renfort d’ailes comprimées – Soudures secondaires pas vérifiées

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Correspondance des variables CM66 et EUROCODE attention le repère des sections change:

Les notations et abréviations sont anglaises et utilisent souvent des lettres grecques

CM66 MELODY EUROCODE3 hauteur total des profils H h H largeur des profils B b b épaisseur (thickness) semelle (flange)

Es es tf

épaisseur âme (web) Ea ea tw

contrainte admissible σe σe fy (Limite élastique)

contrainte de ruine fu (Limite de rupture)

Moment de calcul M (ou Mx) Mz My,Ed

Moment résistant My,Rd

Modules de flexion élastique

I/v Iz/vy Wel,y

Section cisaillée Sy Sy Avz

Effort tranchant de calcul Ty Ty Vz,Ed

Effort tranchant résistant Vz,Rd

Flambement buckling

déversement LT=Lateral Torsion Buckling

Long flambement principal Lfy Lcr,y

Long flambement secondaire

Lfz Lcr,z

La différence conceptuelle entre le CM66 et EC3 est : Le CM66 est un règlement aux contraintes limites : on compare des contraintes dans les sections à une contrainte admissible L’Eurocode est un règlement aux états-limites : on compare des efforts sollicitants (NEd, VEd, MEd) à des efforts résistants (NRd, VRd, MRd) car en calcul plastique les contraintes ne veulent plus rien dire

coefficients de sécurité partiels (fixés par les annexes nationales) : pour les sections (brutes) on utilise γ M0 = 1 fy/ γ M0 pour la résistance des barres (flambement, déversement) γM1 = 1 (ponts roulants=1.1) fy/ γ M1 pour la résistance ultime (sections nettes et les attaches) γM2 = 1.25 fu/ γM2,

S235 fy=235MPa fu=355MPa fu/ γM2=284MPa S275 fy=275MPa fu=430MPa fu/ γM2=344MPa S355 fy=355MPa fu=490Mpa fu/ γM2=392MPa Voir le module MELODY Catalogue (menu Fichier\Matériaux)

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Les combinaisons EUROCODE

Notations utilisées Les actions permanentes sont notées G. Les actions variables (charges d’exploitation, neige, vent, température…) sont notées Q. Les actions accidentelles (explosions, chocs, neige, vent, incendie, …) sont notées A. Les actions sismiques sont notées E (=Earthquake). Nota : les chargements « température » sont utilisés uniquement par les combinaisons Eurocode.

Les valeurs de ψ0, ψ1 et ψ2 ψ0 : coefficient définissant la valeur de combinaison d'une action variable ψ1 : coefficient définissant la valeur fréquente d'une action variable ψ2 : coefficient définissant la valeur quasi-permanente d'une action variable Tableau A1.1 — Valeurs recommandées des coefficients ψ pour les bâtiments

Action ψ0 ψ1 ψ2

Charges d'exploitation des bâtiments

- Catégorie A : habitation, zones résidentielles 0,7 0,5 0,3

- Catégorie B : bureaux 0,7 0,5 0,3

- Catégorie C : lieux de réunion 0,7 0,7 0,6

- Catégorie D : commerces 0,7 0,7 0,6

- Catégorie E1 : stockage 1,0 0,9 0,8

- Catégorie E2 : Usage industriel - E2-a : Installations et unités de production - E2-b : Matériels roulants lourds liés à la manutention des produits ou à l’entretien des machines - E2-c : Personnel, approvisionnement en produits, déchets et matériel roulant léger, liés au fonctionnement des machines

1,0

1,0

0,7

1,0

1,0

0,7

1,0

0,3

0,6

- Catégorie F : zone de trafic, véhicules de poids ≤ 30 kN 0,7 0,7 0,6

- Catégorie G : zone de trafic, véhicules de 30 kN et 160 kN 0,7 0,5 0,3

- Catégorie H : toits inaccessibles 0 0 0

Charges dues à la neige sur les bâtiments

- pour lieux situés à une altitude H > 1 000 m a.n.m. 0,7 0,5 0,2

- pour lieux situés à une altitude H ≤ 1 000 m a.n.m. 0,5 0,2 0

Charges dues au vent sur les bâtiments 0,6 0,2 0 Température (hors incendie) dans les bâtiments 0,6 0,5 0

La catégorie H correspond aux charges d'entretien sur les toitures < 15% recevant une étanchéité

qk = 0,8 kN/m2 sur une surface de 10 m2 avec un coefficient γQ = 1.5 (au lieu de 100kg/m2 avec les CM66 qui avait un coefficient de 1.2, ce qui revient au même, soit 1.2kN/m2 pondéré)

qk = 1,5 kN (charge ponctuelle placée n’importe où) voir EN 1991-1-1 et Annexe Nationale § 6.3.4.2 (Tableau 6.10) Les coefficients ψ0, ψ1 et ψ2 étant égaux à 0, on veut que l’on ne combine jamais ces charges d'entretien avec les autres types de chargements. Charge surfacique et charge concentrée ne sont pas à considérer simultanément. Pour la catégorie I (toitures accessibles des bâtiments des catégories A à D, voir l’EN1991), il convient

de prendre en compte les mêmes valeurs de coefficients que pour les bâtiments eux-mêmes, et si pour un bâtiment il y a plusieurs catégories d’usage, la valeur la plus défavorable. Il n’y a plus de notion de neige extrême ni de vent extrême. Dans MELODY, nous avons créé une catégorie X pour pouvoir directement imposer les valeurs de ψ0, ψ1, et ψ2

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Pour les ponts roulants, MELODY prend par défaut ψ0=1, ψ1=0.9, ψ2=0.8 Melody prend 0.8 pour ψ2 sinon normalement il faudrait prendre le rapport entre l'action permanente de l'appareil de levage et l'action totale induite par celui-ci: par exemple: - Qc : poids propre du pont roulant et du chariot; la masse associée à cette charge gravitaire est la somme des masses du pont et du chariot, soit mc=21t - Qh : poids de la masse à lever; la masse associée à cette charge gravitaire est la somme de la charge utile et de la masse du crochet, soit mh=10.250t Le coefficient d'accompagnement quasi permanent associé à la charge Qh est défini par le paragraphe A.2.3(1) de l'EN1991-3 par : ψ2=Qc / (Qc+Qh), soit avec les valeurs de l’exemple : ψ2=0.67 L'Annexe Nationale permet de prendre ψ2=0.8 en l'absence d'informations sur les ponts roulants, par exemple pour un avant-projet. De Dominique Semin du CTICM : Le calcul du psi2 conduit généralement à des valeurs voisines de 0.6 – 0.65 En pratique, les conditions d’interventions des BE les conduiront probablement à utiliser 0.8

anciens fichiers de données Melody initialise automatiquement les valeurs de psi0, psi1, psi2 pour les cas de neige, vent et

exploitation (avec la catégorie A à modifier par la table des chargements).

États-Limites Ultimes résistance A l’ELU, les actions variables sont affectées : - d’un seul coefficient γ (exemple : 1.5) lorsqu’elles sont dominantes - des coefficients γ et ψ (exemple : 0.2 ou 0.6 ou 0.7…) lorsqu’elles sont accompagnantes.

Combinaisons ELU fondamentales STR*

Les combinaisons à envisager sont de la forme :

γG*G + γQ*Q1 (action variable dominante) + γQ*ψ0i*Q2i (pour les actions variables d’accompagnement)

- γG = 1.35 ou 1 - γQ = 1.5 - Les valeurs de ψ0 sont données par le tableau A1.1 ci-après (la lettre grecque Ψ se

prononce PSI)

Combinaisons ELU avec des cas accidentels (hors séisme) ACC*

Les combinaisons à envisager selon le §6.4.3.3) sont de la forme :

G + A + ψ2i*Q1i (action variable dominante) + ψ2i*Q2i (pour les actions variables d’accompagnement)

Les valeurs de ψ2 sont données par le tableau A1.1

Combinaisons ELU avec des cas sismiques (Art. 6.4.3.4) SIS*

Les combinaisons à envisager sont de la forme :

G +/- E + ψ2i*Qi (pour toutes les actions variables)

Remarque : E désigne le résultat des combinaisons de Newmark. Pour plus d’information, se reporter à l’article 4.3.3.5 de l’Eurocode 8. A priori une seule combinaison sismique pour chaque direction suffirait avec toutes les masses en même temps.

États-Limites de Servicedéplacements A l’ELS, les actions variables sont uniquement affectées des coefficients ψ.

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il faut théoriquement vérifier qu’en ELS les sections, barres et attaches restent dans le domaine élastique mais normalement c’est toujours le cas puisqu’il y a un rapport d’environ 2/3 entre les ELS et ELU

Combinaisons ELS caractéristiques (Art. 6.5.3a)

Les combinaisons caractéristiques sont normalement utilisées pour des états-limites irréversibles :

- vérification des flèches et déplacements

G + Q1 (action variable dominante) + ψ0i*Q2i (pour les actions variables d’accompagnement)

Combinaisons ELS fréquentes (Art. 6.5.3b)

Les combinaisons fréquentes sont normalement utilisées pour des états-limites réversibles. Elles sont utilisées : - pour la vérification forfaitaire au feu (Melody) - pour le calcul des ouvertures de fissure en béton armé (EC2) selon l’agressivité du milieu

G + ψ1*Q1 (action variable dominante) + ψ2i*Q2i (pour les actions variables d’accompagnement)

Combinaisons ELS quasi-permanentes (Art. 6.5.3c)

Elles sont normalement utilisées pour des effets à long terme et l'aspect de la structure :

- prise en compte du fluage en Béton Armé et en bois - vérification de vibration de planchers - pour le calcul des ouvertures de fissure en béton armé (EC2) selon l’agressivité du milieu

G + ψ2i * Qi (pour toutes les actions variables)

A noter : aucune forme de combinaison ELS n’utilise les actions sismiques

Les nouveaux fichiers CBA de MELODY Voir dans la table des combinaisons auto « Combinaisons Eurocode détaillées » la liste des nouveaux fichiers de combinaisons automatiques : Le fichier EC0_ELU_STR Le fichier EC0_ELU_ACC Le fichier EC0_ELU_SISMIQ EC0_ELS (=caractéristiques) EC0_ELS_Frequentes chargées uniquement si calcul au feu Les fichiers suivants sont fournis mais pas chargés par défaut : EC0_ELS_Quasi-Permanentes Nota : les fichiers *.CBA sont dans le dossier « Melody Standards » Les coefficients ψ des chargements peuvent être listés/modifiés par la table des chargements. Un modèle de table est livré avec MELODY : « chargements avec valeurs eurocode.MLTAB_CHA » Exemple de combinaisons CP (G)+neige (S=Snow) +vent (W=Wind):

1.35 G 1.35 G + 1.5 S 1.35 G + 1.5 W

1.35 G + 1.5 S + 0.9 W où 0.9=1.5*0.6 1.35 G + 1.5 W + 0.75 S où 0.75=1.5*0.5

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Exemple de combinaisons CP+neige+2 exploitations (1 bureau ψ0=0.7 et 1 stockage ψ0=1)

Charges permanentes (*)

Charges variables dominantes type

Charges variables accompagnantes

1.35 G 1.5 S

1.35 G 1.5 S 1.5 * 0.7 * Qbureau

1.35 G 1.5 S 1.5 * 1.0 * Qstockage

1.35 G 1.5 S 1.5 * (0.7 * Qbureau + 1.0 * Qstockage)

1.35 G 1.5 Qbureau

1.35 G 1.5 Qstockage

1.35 G 1.5 * (Qbureau + Qstockage)

1.35 G 1.5 Qbureau 1.5 * 0.5 * S

1.35 G 1.5 Qstockage 1.5 * 0.5 * S

1.35 G 1.5 * (Qbureau + Qstockage) 1.5 * 0.5 * S

(*) il faut faire les mêmes combinaisons avec 1*G Note: l’EN1990 prête à confusion, on pourrait croire qu’il faut prendre chaque charge d’exploitation en dominante et les autres charges d’exploitation éventuellement en accompagnantes. En fait il faut remplacer « Charges variables » par « Nature » ou par « Type » de chargements.

Les combinaisons limitées à deux actions variables Extrait du « Best of ATQR » du CTICM :

L’EN 1990 et son Annexe Nationale préconisent de prendre en compte que 2

actions variables dans les combinaisons sauf spécification dans les documents du

marché :

Il s’agit d’abord et surtout d’une affaire de bon sens !

Ainsi il n’est pas raisonnable de ne prendre que deux actions variables :

- En la présence de ponts roulants ;

- En présence de variations de température importantes et significatives

- Lorsque la concomitance exploitation + neige + vent peut impliquer des

effets significatifs

Si le cahier des charges n’est pas précis à cet égard, les intervenants ayant un

rôle de « sachant » doivent s’exprimer.

Pour la version 2016, GRAITEC a développé une option « Combinaisons Eurocodes »

= « Complètes » ou « Limitées … » dans l’onglet « Codes » de la fenêtre de chargements

des portiques.

Vous pouvez aussi changer cette option par le menu général "Modifier\Cmd

propriétés\Calcul" ou dans la table des combinaisons auto par le menu

"Combinaisons\Réinitialiser EC Limitées à 2 actions variables".

Exercice :

- Réinitialiser Melody

- Avec toutes les valeurs par défaut : faire un portique de 20m de portée et une

mezzanine de 5m

- Lancer l’optimisation et affiner à main :

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- - Quitter le calcul

- Supprimer toutes les combinaisons perso issues du calcul auto par leur table

- Activer les combinaisons limitées

- Lancer une vérification et constater le gain en taux de travail et en déplacement

- il n’y aucun gain car la poutre de plancher est bi-articulée par défaut

- Si le plancher est encastré

o Le taux des arbalétriers passent de 87% à 82%, la poutre de plancher

de78% à 75%,…

Par contre, les déplacements du poteau droit passe de 1/330 et 1/287 à 1/354 et

1/305,…

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Les améliorations du générateur de portique

Le nombre de travées par rapport au plan du portique Pour la génération des efforts climatiques Eurocode et surtout pour les vents. Il faut connaître précisément la forme du bâtiment. C’est pour cela qu’il faut indiquer pour chaque volume

- Le nombre de travée avant le plan du portique que l’on étudie (suivant Z-) - Le nombre de travée après le plan du portique que l’on étudie (suivant Z+) - Ainsi que les acrotères de pignon :

o Description rapide dans le générateur de portique o Possibilité de détailler plus les acrotères de pignon

dans le menu général par un double clic dans chaque volume (à configurer dans l’onglet « Divers » du menu « Affichage\Données »

Après avoir quitté le générateur de portique, vous pouvez décrire plus finement chaque volume par une toute nouvelle fenêtre "Propriétés de Volumes" accessible - par un double clic entre les poteaux (ou files) du volume - par l'icône "PROPRIETES" de la table des volumes - par les icones de l'onglet "Options" de la fenêtre de chargements des portiques Pour les utilisateurs avancés de Melody, nous avons ajouté un menu "Afficher\Tables\Volumes" qui permet d'afficher toutes les données et résultats des volumes directement sur le dessin

La nouvelle fenêtre de propriétés des volumes Elle peut être appelée par la fenêtre de chargement de portiques, mais aussi en double-cliquant à l’intérieur d’un volume ou à partir de la table des volumes Pour certaines propriétés (Charges permanentes additionnelles), il faut obliger repasser par la fenêtre de chargement de portiques pour leurs modifications : il n’existe pas l’option « actualiser ‘permanent’ ».

L'onglet "Volumes" de la fenêtre "Chargement\Portiques" Les deux onglets "Treillis" et "Continuités" ont été remplacés par l'onglet "Volumes" dans lequel il y a une icône pour chaque volume - un double clic gauche sur une de ces icones permet d'ouvrir la fenêtre de propriétés de ce volume - un clic gauche sélectionne/désélectionne une icone Le cadre d'information à gauche est rempli automatiquement quand la souris survole l'icône d'un volume

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Les coefficients de continuité EC1

Ils s'appliquent lors de la transformation des forces surfaciques générées par le générateur climatique 3D Eurocode sur les arbalétriers en forces linéaires Si ce coefficient est nul, Melody prendra le coefficient de continuité 'classique' des pannes. Ils servent surtout dans le cas de décrochement de façade, par exemple, le portique suivant a un entraxe de 5m, une charge permanente de couverture de 20kg/m2 et une charge de neige normale EC1 de 37kg/m2 :

Pour les charges permanentes (et les charges d'exploitation éventuelles) des arbalétriers, MELODY applique le coefficient de continuité 'classique' des pannes qui doit être = 0.5 dans le cas de la traverse de l'appentis ci-dessus Pour les charges surfaciques de neige et de vent selon l'Eurocode 1, MELODY applique le coefficient de continuité 'EC1' des pannes s'il est >0 et dans le cas de la traverse d'appentis ci-dessus il doit être =1 car les charges surfaciques étant précisément générés d'un seul côté de l'appentis, elles tiennent compte directement de la demi-travée Pour notre exemple ci-dessus :

Coef par défaut des pannes

Coef ‘classique’(=CM66) des pannes d’un volume

Coef ‘EC1’ Pannes des pannes d’un volume

Nef 1 ou 1.25 ou 1.13 0 0

Appentis .5 1

Le générateur de portique met automatiquement les coefficients des pannes

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- pour les volumes-pignons (nombre de travées avant OU après le plan du portique =0) : 'classique'=0.5 et 'EC1'=1 - pour les volumes-intérieurs nombre de travées avant ET après le plan du portique >0) : 'classique'=0 et 'EC1'=0, et donc prendra le coefficient de continuité par défaut des pannes défini dans la fenêtre de chargement des portiques Pour les mêmes raisons, nous avons dû créer un coefficient de continuité des lisses supplémentaire: - le coefficient actuel qui est utilisé pour le poids propre du bardage et le vent FR, - le nouveau qui sert pour le vent EC

Dans la version 2015 de Melody (disponible fin décembre) on a ajouté le calcul des réactions non linéaires pour les pans de fer avec les diagonales en cornières. Par contre, je veux vous signaler un piège pour les pans de fer avec poutre-au-vent longitudinale en Eurocode:

- en NV65, le coefficient de continuité FR des poteaux correspond directement au nombre de travées que l'on ramène sur un pan de fer, par exemple : pour un batiment de 7 travées, ce coefficient sera égal à 3.5

- en Eurocode, le coefficient de continuité EC des poteaux correspond au nombre de demi-travées (puisque

l'enveloppe tient déjà compte de la demi-travée du pignon, ceux qui ont suivi mon séminaire connaissent la différence entre les coefficients de continuité FR et EC) donc pour le même bâtiment ce coefficient sera égal à 7

ce coefficient EC à 7 place en sécurité puisqu'il va majorer les efforts A de vents de pignon : MELODY coupe les efforts surfaciques par la demi-bande de charge arrière, les rabat sur les poteaux de pignon puis majore les efforts linéaires ainsi obtenus par le coefficient de continuité EC on prévoit dans la version suivante de pouvoir imposer des coefficients de continuité et des bandes de charges au niveau de chaque groupe

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L'Eurocode climatique

Les parois Elles sont générées automatiquement à chaque modification des volumes en fonction du nombre de travées avant et après le plan du portique. Elles constituent l'Enveloppe du bâtiment On ne pouvait pas faire autrement que gérer la neige mais surtout le vent en 3D Par l'onglet "Enveloppe" du menu "Affichage\Données" vous pouvez gérer l'affichage des parois et des efforts surfaciques climatiques EC1 : Les raccourcis sont : "E" pour les afficher/masquer "CTRL+E" pour toutes les réafficher car il est possible par la table des parois de isoler certaines parois "CTRL"+flèches: pour tourner la perspective

Génération des neiges (EN 1991-1-3) On utilise la carte française de neige de juillet 2009:

avec les valeurs données pour les calculs aux états-limites:

Les formules générales est - pour les situations de projet durables et transitoires : S=µi * Ce * Ct * Sk - pour les situations de projet accidentelles : S=µi * Ce * Ct * SAd

Sk = S0 avec correction d’altitude

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où µi est un coefficient de forme ; Ce est le coefficient d'exposition donné par l'Annexe Nationale :

Ct est le coefficient thermique (non accessible dans MELODY qui le prend toujours=1) ; il est prévu pour les cas particulier de portique sans isolation thermique où la chaleur intérieure peut faire fondre la neige Sk est la valeur caractéristique de la charge de neige sur le sol ; SAd est la valeur de calcul de la charge exceptionnelle de neige sur le sol pour un site donné ;

Situation de projet

En France : OUI à Neige exceptionnelle=Neige accidentelle (fonction des régions) NON à Accumulation exceptionnelle= redistribution de la neige accidentelle

Les coefficients de forme

- pour les versants simples (sans accumulations), on a les coefficients µ1 et µ2

--> et donc pour µ1=0.8 on retrouve la valeur de la pression de neige que l'on utilise avec le CM66 On retrouve les cas de neige normale NN et accidentelle NA=(charge exceptionnelle de neige) Mais l’Eurocode1 impose de générer des cas de neiges normales et accidentelles avec redistribution des neiges en fonction de chaque direction de vent :

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- les versants au vent sont chargés à 50% - seules les accumulations contre les façades et acrotères au vent sont générées.

Melody peut maintenant gérer plusieurs cas de neiges normales (NN, NNX+, NNX-, NNZ+, NNZ-) et de neiges accidentelles. Les limites par défaut de Melody ont été augmentées : de « 140 barres pour 20 chargements » à « 160 barres pour 30 chargements » Utilité des cas supplémentaires de neige Soit le portique suivant composé d’une nef et d’un appentis

Avec juste les neiges NN et NA

GRP noms Taux % combinaisons

101 Poteau 1 94 CP+NN

102 Poteau 2 70 CP+NN

103 Poteau 3 31 CP+NN

201 Nef 78 CP+NN

301 Nef 85 CP+NN

302 Appentis 73 CP+NN

Avec tous les cas de neige

GRP noms taux combinaisons

%

101 Poteau 1 94 CP+NN

102 Poteau 2 70 CP+NN

103 Poteau 3 31 CP+NN

201 Nef 78 CP+NN

301 Nef 85 CP+NN

302 Appentis 75 CP+NNXp

On voit que la traverse de l’appentis travaille un peu plus : 75% au lieu de 73%

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EN1991-1-3/NA Annexe A : NOTES 1 et 2 du Tableau A(1)

Les conditions exceptionnelles à prendre en compte, dans les zones A2, B1, B2, C2, et D de la carte annexée à la présente norme, sont celles du cas B1 du Tableau A.1 de la norme NF EN 1991-1-3 : une chute exceptionnelle, mais pas d’accumulation exceptionnelle. Sauf si certaines conditions particulières d’exposition la justifient, auquel cas les spécifications particulières du projet individuel devront la prévoir, la situation de projet accidentelle de type [4] (une chute exceptionnelle avec accumulation) n’a pas à être prise en compte. Sauf indication contraire des spécifications particulières du projet individuel, il n’y a pas lieu, conformément au 6.1(2) de la norme NF EN 1991-1-3:2004, de considérer des situations de projet accidentelles du fait de la neige pour l’application de la section 6 (Effets locaux) de la norme.

par défaut pas besoin de redistribuer la neige accidentelle pour les accumulations de neige dues aux acrotères:

pour les accumulations de neige dues aux bâtiments accolés:

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La part mu_s doit être générée en NN et en NA La part mu_w uniquement en NN Les noms de ces neiges sont NNXp, NNXm, NNZp, NNZm et NAXp, NAXm, NAZp, NAZm Nous avons donc été obligés d’améliorer Melody Portique pour qu’il puisse gérer plusieurs cas de neiges normales et plusieurs cas de neiges accidentelles.

Surcharge de neige dans les noues à pentes faibles

Prise en compte de la clause 5.2(6) de l'annexe française de l'EN1991-1-3 qui ajoute une surcharge de neige sur une largeur de 2m suivant les pentes des noues :

De 20daN/m2 pour les pentes de noues de 0 à 3% en fonction de l'option "Noues" dans l'onglet "Neige" de la fenêtre de chargement des portiques, Melody initialise la propriété "Noues" des parois qu'il est possible de gérer plus finement par la table des parois. Pour les toits dont la pente est très faible (de 0 à 3% inclus), l'EN1991-1-3/NA impose d'appliquer une surcharge de 20kg/m2 sur toute la surface de toiture. C'est ce que fait maintenant Melody par défaut à partir de la version 2014 pour tous les nouveaux portiques. Pour vos anciens portiques, il vous suffit d'activer l'option "Terrasse: 0<pente<3%" dans l'onglet "Neige" de la fenêtre de chargement des portiques. Nota: l'amendement NF EN1991-1-4/NA/A1 publié en juillet 2011 supprime la majoration de 10daN/m2 pour les noues dont la pente est comprise entre 3% et 5%. Nota : la largeur de cette surcharge est exprimée suivant les pentes alors que les longueurs d’accumulation sont exprimées horizontalement.

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Corrections d'altitudes

Il y a deux lois de variations de S en fonction de l'altitude:

Si on compare la correction de la neige région A2 pour une altitude de 600m entre N2009 et EC1, au final la pression totale de neige est très différente:

N2009 EC1 Pression base (daN/m2)

35 45 La différence entre les deux est 0.8 qui est compensé par le coefficient de forme mu en EC1 : 45*0.8=36

Correction NV65 30+(A-500)/4 =55daN

EC1 1.5*A/1000-0.45 =45daN

Coef form mu

0.8 Total 35+55=90daN/m2 (45+45)*0.8=72daN/m2

Comparaison Neige NV65-2009 et Neige Eurocode 1

pour un portique courant (portée 20m, poteau 5m, pente 10%, 6 travées de 5m), région B2 altitude 150m si on compare les neiges NN:

Neige NV65-2009 Neige Eurocode 1 écart

∑ Ry ELS 3.57t 3.67t +3%

Pondération 1.5 (mais avec 1.33*CP) 1.5 (mais avec 1.35CP)

∑ Ry ELU 5.355t 5.505t +3%

Les neiges NA sont identiques.

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Génération des vents (EN 1991-1-4) On utilise la carte française de vent de juillet 2009:

L’amendement A2 du 15/09/2012 donne 30m/sec pour Mayotte qui vient de devenir un département d’outre-mer La NF EN 1991-1-4 est applicable pour des bâtiments dont H <200m Vent caractéristique uniquement ! Pas de vent extrême !!!

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à partir de la vitesse de référence donnée par la carte de vent, on calcule la vitesse de base: Vb(dir)=Cdir * Cseason * Vb,0 où Cdir est un coefficient de direction minorant (et facultatif) pour réduire les vents non dominants

Csea est un coefficient de saison qui permet de tenir compte du fait que le risque de vents fort est réduit à certaines périodes de l’année. Il peut être utilisé dans le calcul des charges sur les structures provisoires et surtout des constructions en phase d’exécution ; il peut alors être associé au coefficient de probabilité cprob (défini en 4.2(2) de l’EN 1991-1-4).

- voir cartes annexe nationale - l’amendement A2 du 15/09/2012 donne des valeurs de Csea et des périodes pour les

départements d’outre-mer) puis on calcule la vitesse moyenne:

où Cr(z) est le coefficient de rugosité (tourbillons locaux) Co(z) est le coefficient orographique (influence du relief sur la vitesse de la masse d'air) puis la pression dynamique de pointe:

où Iv est l'intensité de la turbulence calculée à partir du facteur de turbulence

Vm(z) est la vitesse moyenne du vent ρ est la masse volumique de l'air (l'EC1 recommande 1.25kg/m3 et l'ANF redonne la même valeur que le NV65: 1.225kg/m3)

Type (ou Catégorie) de terrain (annexe française) type 0 mer ou zone côtière exposée aux vents de mer; lacs ou plans d'eau parcourus par le vent sur une distance d'au moins 5km

type II rase campagne, avec ou non quelques obstacles isolés (arbres, bâtiments, etc.) séparés les uns des autres de plus de 40 fois leur hauteur ou aéroports type IIIa Campagne avec des haies; vignobles; bocages; habitat dispersé type IIIb Zones urbanisées ou industrielles; bocage dense; vergers type IV Zones urbaines dont au moins 15% de la surface sont recouverts de bâtiments dont la hauteur moyenne est supérieure à 15m; forêts

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Si on veut faire un parallèle avec les sites de vent NV65 :

NV65 Littoral Exposé Normal Protégé

Eurocode1 0 II IIIb IV

Pour chaque catégorie de terrain, l’EN1991-1-4(NA) donne une courbe de rugosité définie par deux longueurs de rugosité, Z0 et Zmin :

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Coefficient de rugosité Cr(z)

Selon la hauteur z au-dessus du sol, le profil de la vitesse du vent dépend essentiellement de la rugosité du sol. Il peut en résulter des écarts de l'ordre de 30% entre deux catégories voisines, notamment pour des hauteurs inférieures à 20 mètres qui correspondent au domaine courant des structures métalliques. Conformément à l'annexe nationale, la catégorie de rugosité à retenir pour chacune des directions de vent à considérer est à spécifier dans les documents du marché. Pour cela, par rapport à la direction du vent considérée, on prend en compte le terrain sur un secteur angulaire de ± 15° sur un rayon R dépendant de la hauteur h de la construction tel que : R = 23 h1.2 avec R ≥ 300m Coefficient orographique : Co(z)

c’est l’équivalent du coefficient topographique du NV65: l'orographie du terrain caractérise les variations d'altitude autour du site (échelle macro). Cette variation d'altitude influence la vitesse de la masse d'air et l'intensité de turbulence.

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Lorsque cette orographie augmente les vitesses du vent de plus de 5%, il est recommandé d'en prendre compte les effets par l'utilisation d'un coefficient d'orographie Pour chaque direction de vent, le terrain au vent est pris en considération jusqu'à une distance "d'influence"

variant en fonction de l'obstacle et de l'orographie. Le coefficient orographique est donné par l'annexe nationale (NF EN 1991-1-4/NA)

Il rend compte de l'augmentation de la vitesse moyenne du vent passant au-dessus des collines et des escarpements (mais non dans des régions ondulées et montagneuses). Terrain plat: pente moyenne max inférieure à 5% Co(z)=1 Orographie marquée: Collines isolées, Collines en chaine, Falaises et escarpements La zone d'influence est limitée par la distance X entre le site du projet et le sommet

pour chaque type de relief l'annexe donne des abaques ou des formules (voir abaques EN 1991-1-4

voir la procédure 2 de l'annexe nationale (pages 23 et 24) Orographie complexe: Fonction seulement de l'altitude relative du lieu de construction par rapport au terrain environnant sans tenir compte de la direction du vent. Il s'agit d'une approche statistique simplifiée, fondée sur l'étude d'un grand nombre de cas réels et traités numériquement. en général : 1 < Co(z) < 1.15

voir la procédure 1 de l'annexe nationale (pages 23 et 24) où l'on prend l'altitude du lieu de construction et les altitudes des 4 points cardinaux à 500m et à 1000m (le mieux est d'utiliser Google Earth) Co(z) est égal à 1 pour des bâtiments H<10m il doit être égal ou supérieur à 1 s'il est supérieur à 1.15 il doit être confirmé par des essais en soufflerie (uniquement en orographie complexe)

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Facteur de turbulence (Kl)

"autre" il est directement imposé

D’où la pression dynamique de pointe:

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Variation du vent en fonction de la hauteur

Elle est strictement règlementée dans l’EN1991-1-4 (voir page 30), pour les bâtiments courants, on prend Qp(z) sur toute la hauteur des bâtiments avec z=hauteur totale bâtiment + hauteur des appuis

Hauteur des appuis

Cote réelle (distance verticale des pieds du portique par rapport au sol) qui correspond à la cote 0 du modèle --> pour le vent FR, c'est la cote du point le plus haut de la structure qui est demandée V

Les zones de Cpe

Exemple avec un vent X+ (anciens vents VGS ou VGD) 1/ les zones des façades

Façades EC1 NV65

Au vent +0.7 (zone D) +0.8

Sous le vent -0.3 (zone E) -0.5

Parallèles au vent -1.2, -0.8, -0.5 (zones A, B, C) -0.5

d : dimension du coté parallèle au vent (A+B+C)

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2/ les zones de toitures

Zone F : effet de coin Zone G : effet de bord Zone H : zone courant d’un versant au vent Zone I : zone courant d’un versant sous le vent Zone J : turbulence après un faitage

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3/ les zones d’acrotères on parle de Cp,net pour les acrotères (ainsi que pour les toitures isolées, ci-après)

Acrotères EC1 (donnés par annexe fr) NV65

Façades au vent 2.0 (zone F) et 1.5 (zone G) 1.3

Façades sous le vent 1.0 1.3

Parallèles au vent 1.0 0.0

Les acrotères parallèles au vent sont considérés comme des acrotères sous le vent.

Types de Cpe

« ce » devient « Cpe », « ci » devient « Cpi » Les coefficients de pression extérieure varient en fonction des modèles. En général il y a 2 Cpe par zone de toiture en fonction de leurs pentes. Par exemple, le tableau 7.4a EN 1991-1-4 "Coefficients de pression extérieure applicable aux toitures à deux versants).

"Cpe,10" est la valeur de Cpe pour une surface de 10m2 "Cpe,1" est la valeur de Cpe pour une surface de 1m2 On pourrait croire que pour chaque zone il faut interpoler entre le Cpe1 et Cpe10 en fonction de la surface de chaque zone. Ce qui compte c'est la surface totale de la toiture. Même si les zones F sont petites, elles appartiennent à des toitures qui ont en général plus de 10m². c'est pour ça qu'elles ont toujours un Cpe=Cpe10

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pour une pente de 5°, on peut avoir : - une valeur de Cpe1 interpolé entre Cpe,10=-1.7 et Cpe,1=-2.5 par la formule : Cpe,1 - (Cpe,1 - Cpe,10) Log10(A) - une valeur de Cpe2=+0.0 Ce qui donne 16 cas de vent normal (= 4 directions * 2 Cpe * 2 Cpi) Il est impossible de dire à l'avance quel type de Cpe (Cpe1 ou Cpe2) sera le plus défavorable, il est même raisonnable de penser que pour un même portique une barre sera dimensionnée par un Cpe1 et une autre par un Cpe2. Ce nombre important de cas de vent peut poser par rapport aux limites de Melody (maximum de chargements et maximum de cas de vent) Surtout pour les portiques avec des surcharges d'exploitation et/ou des ponts roulants. Dans ce cas, il faut faire un calcul avec les Cpe1 puis un calcul avec les Cpe2 « Et c’est pas fini », car théoriquement les Cpe de toiture peuvent être de signes contraires :

Jusqu’à la version 2017, Melody générait que les vents avec le même signe de Cpe sur les versants ce qui est le plus défavorable pour les efforts verticaux. Il manquait les vents avec les Cpe de versants de signes opposés conformément à la note 1 du tableau 7.4a de l'EN 1991-4, ce qui est le plus défavorable pour les efforts horizontaux car la composante horizontale des efforts surfaciques de toiture sera dans le même sens que la direction de ces vents :

Melody 2017 génère donc 4 nouveaux vents avec un nouveau type de Cpe =3 : VXp3S, VXp3D, VXm3S, VXm3D

Pour notre portique habituel, c'est la combinaison 1.35*CP+1.5*NN+0.9*VXm2D qui a dimensionné le poteau

101 suivie de la combinaison CP+NA+0.2*VXm2D puis CP+NA De même, les réactions max descendantes peuvent être légèrement plus défavorable à cause de ces vents ayant des efforts descendants qui sont accompagnant dans la combinaison 1.35CP+1.5NN.

Nota :

J’ai demandé au CTICM s’il fallait faire la même chose pour les Cf des toitures isolées

Non, les 6 cas Cf sur les toitures à deux versants (CfU+, CfU-, CfE-, CfE+, CfEU-,

CfEU+) suffisent et sont déjà très défavorables.

ATTENTION avec les acrotères de pignon !! Il y a une incompatibilité pour les acrotères de pignon entre V2009 et EC1 : En NV65, les acrotères de pignon sont déclarés dans les propriétés des versants du générateur de contreventement. Alors qu'en EC1, c'est dans les propriétés des volumes qu'on l'on déclare les acrotères de pignon avant d'appeler le générateur de contreventement. il n’y a pas de liaison entre ces 2 déclarations d’acrotères de pignon.

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Comparaison Vent de façade NV65-2009 et Vent Eurocode 1

pour un portique courant (portée 20m, poteau 5m, pente 10%, 6 travées de 5m), situé sur la côte atlantique (région 2 site exposé=terrain II) si on compare le vent VGS avec le vent VXp1S:

Vent NV65-2009 Vent Eurocode 1 (avec CsCd=0.85)

écart

Site ou terrain Exposé II

∑ Rx ELS 1.577t 1.484t -6%

Pondération 1.75 1.5

∑ Rx ELU 2.760t 2.226t -19%

Les toitures terrasses

Nous avons modifié la génération du vent sur les toitures à pente faible (<5°): à partir de la version 2014 nous prenons en compte la note 2 suivante:

d'où une différence de comportement très notable entre la version 2014 et les précédentes pour laquelle certains clients ne manqueront pas de s'inquiéter et d'appeler la hotline exemple avant la v2014:

avec la v2014:

Le vent Eurocode suivant Z est généré selon le cas de toiture-terrasse :

Et donc les réactions de soulèvement varient en fonction de la position du portique. Alors que le vent NV65-2009 est généré avec une pression uniforme sur toute la longueur du bâtiment.

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Liste des nouveaux noms de cas de vent

Nouveaux titres Nouveaux noms Anciens noms

Vent X+ Ce1 Ci=+0.2 VXp1S VGS

Vent X+ Ce1 Ci=-0.3 VXp1D VGD

Vent X+ Ce2 Ci=+0.2 VXp2S

Vent X+ Ce2 Ci=-0.3 VXp2D

Vent X+ Ce3 Ci=+0.2 VXp3S

Vent X+ Ce3 Ci=-0.3 VXp3D

Vent X- Ce1 Ci=+0.2 VXm1S VDS

Vent X- Ce1 Ci=-0.3 VXm1D VDD

Vent X- Ce2 Ci=+0.2 VXm2S

Vent X- Ce2 Ci=-0.3 VXm2D

Vent X- Ce3 Ci=+0.2 VXm3S

Vent X- Ce3 Ci=-0.3 VXm3D

Vent Z+ Ce1 Ci=+0.2 VZp1S VP1S

Vent Z+ Ce1 Ci=-0.3 VZp1D VP1D

Vent Z+ Ce2 Ci=+0.2 VZp2S

Vent Z+ Ce2 Ci=-0.3 VZp2D

Vent Z- Ce1 Ci=+0.2 VZm1S VP2S

Vent Z- Ce1 Ci=-0.3 VZm1D VP2D

Vent Z- Ce2 Ci=+0.2 VZm2S

Vent Z- Ce2 Ci=-0.3 VZm2D

Ce1=dépression extérieure Ce2=surpression extérieure Ce3=surpression pour les versants au vent ET dépression pour les versants sous le vent. MELODY calcule automatiquement que les bâtiments fermés et les toitures isolées. Avec la version 2012, Melody permet aussi de calculer automatiquement des bâtiments avec une façade complètement ouverte (ouverture permanente et donc qui génère des vents normaux). Pour les bâtiments fermés, il prend par défaut comme coefficients de pression intérieur +0.2 (surpression) et -0.3 (dépression) comme le permet l'article 7.2.9 (6) Note 2 de l’EC1. Mais vous pouvez imposer des coefficients Cpi ou des coefficients mu pour les 4 directions de vent et faire manuellement les cas de bâtiment partiellement ouverts. Vous pouvez aussi faire des cas particuliers de bâtiments à une face dominante par la propriété "OpeningType" (type d'ouverture) des parois et par la table des parois : voir l'exercice "Les Bâtiment avec une face dominante".

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Les Bâtiments avec une face dominante

où Cpe est celui de la face dominante Lorsque l’aire des ouvertures dans la face dominante est comprise entre 2 et 3 fois l’aire des ouvertures dans les autres faces, il peut être fait appel à l'interpolation linéaire pour calculer cpi. Ci-dessous une nef avec la façade 102 complètement ouverte et toutes les autres complètement fermées.

La face ouverte est la face dominante. Pour le vent X-, Cpe est de +0.71 sur la face dominante alors Cpi = 0.9 x 0.71 = +0.64 (pour toutes les parois)

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pour le vent X+, Cpe = -0.31 sur la face dominante alors Cpi = 0.9 x (-0.31) = -0.28

pour le vent Z+, Cpe a plusieurs valeurs:

Pour afficher les dimensions des efforts surfaciques pour les zones A, B, C: menu "Affichage/Tables/Efforts surfaciques" et sélectionner le fichier "dim bord 2" Alors il faut calculer un Cpe moyen pondéré en surface: Cpe= 2.40m/30m*(-1.2) + 9.60m/30m*(-0.8) + 18m/30m*(-0.5)=-0.652 d'où Cpi=0.9*(-0.652)=-0.59

Pour le vent Z-, c'est le même calcul que Z+ Cpi=-0.59 Une des nouveautés 2012 de Melody est justement la génération automatique du vent sur les bâtiments à une face dominante :

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sinon il est possible d'imposer les coefficients Cpi pour chaque direction de vent par le bouton « propriétés par directions… » :

Melody génère une paroi barrée pour la face ouverte.

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PS: nous avons posé au CTICM la question des effets de bords du côté de la façade ouverte la réponse est la même que derrière les acrotères: comme l'Eurocode1 ne précise rien, on doit les générer de la même façon que la façade soit ouverte ou non, qu'il y ait ou non des acrotères

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Les bâtiments sans face dominante,

il convient de déterminer le coefficient de pression intérieure cpi à partir de la Figure 7.13, ledit coefficient étant fonction du rapport de la hauteur à la profondeur du bâtiment, h/d, et du rapport

d'ouverture μ pour chaque direction du vent h, qu'il y a lieu de déterminer à partir de l'expression

(7.3) : NOTE Pour les valeurs comprises entre h/d = 0,25 et h/d = 1,0, une interpolation linéaire peut être utilisée.

Figure 7.13 — Coefficients de pression intérieure applicables pour des ouvertures uniformément réparties

Les coefficients mu peuvent être imposés dans la fenêtre « propriétés par direction de vent » Les ouvertures en principe sont considérés accidentelles dans l’Eurocode 1 aussi il faut changer les cas de vent obtenus en cas accidentels ET quand même vérifier le bâtiment fermé.

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Exercice « Bâtiment sans face dominante » Soit le bâtiment suivant :

avec les ouvertures suivantes (en m²) et un total des ouvertures=28m²

Vérification du domaine d’application pour savoir si le bâtiment est sans face dominante, il faut que les ouvertures de chaque façade ne soit pas supérieure à deux fois la somme des autres façades :

Vent ou façade Ouvertures de la façade

Somme des ouvertures des autres façades

conclusion

X+ 4m² 24m² 4m²<2*24m² ok

X- 6+8=14m² 14m² 14m²<2*14m²ok

Z+ 3+3=6m² 22m² 6m²<2*22 m²ok

Z- 4m² 24m² 4m²<2*24m² ok

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Parois en dépression Ouvertures en dépression

mu

X+

24m² 24/28=0.857

X-

14m² 14/28=0.5

Z+

22m² 22/28=0.786

Z-

24m² 24/28=0.857

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Melody ne fait pas automatiquement les situations normales (vents fermés) ET les situations accidentelles (vents ouverts) mais le processus manuel est assez simple : - faire le vent en situation fermé (VENT NORMAL), dans l'onglet "Vents\Options" de la fenêtre de chargements des portiques vous pouvez changer le préfixe des noms de vents, par exemple "VF" pour vent fermé ou "V1" - dans la table des chargements, sélectionner tous ces vents et changer temporairement leur nature par le menu "Sélection\Changer propriétés\Type\RDM pour éviter que ces vents ne soient écrasés par la génération des vents ouverts - revenir dans de la fenêtre de chargements des portiques: dans l'onglet "Vents\Options" de la fenêtre de chargements des portiques, changez le préfixe des noms de vents, par exemple "VO" pour vent ouvert ou "V2" dans le bouton "Propriétés par direction" de l'onglet "Vents\EC" rentrez les coefficients "mu" à calculer par direction de vent conformément à l'EC1 partie 1-4 chapitre "Les bâtiments sans face dominante" - dans la table des chargements, sélectionnez ces nouveaux vents et changer leur nature par le menu "Sélection\Changer propriétés\Type\Accident" sélectionnez ces premiers vents (vents fermés) et remettre leur nature par le menu "Sélection\Changer propriétés\Type\Vent" et valider nota: attention aux régénérations automatiques

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Les toitures isolées

L'Eurocode donne 2 méthodes : - les coefficients cf pour dimensionner les portiques - les coefficients cp,net pour dimensionner les pannes et les couvertures

Nota : dans les coins, il faut prendre le Cpnet le plus défavorables (entre B et C). Ces tableaux sont limités aux pentes inférieures à 30° au-delà Melody prend les valeurs de 30°

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Avec la force globale, on place uniquement la résultante, mais il faut envisager 3 cas de charges (les deux versants chargés, puis chaque versant chargé séparément).

Vent …CfEU Vent ….CfE Vent ….CfU E=exposé au vent U=sous le vent (U=Under the wind) la résultante :

- elle correspond toujours à la surface totale de chaque versant : pour les toitures à un versant si on prend l’effort surfacique (qui est appliqué sur la moitié du versant) divisé par Qp on obtient 2*Cpnet

- Amendement de juillet 2011 (voir le CMI 4-2011) sur l’emplacement du centre de force pour les toitures isolées à un seul versant :

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Angle de toiture α Distance entre le centre de pression et le bord exposé au vent

α<10° d*0.25

α>20° d*0.4

NOTE : Une interpolation linéaire peut être utilisée pour un angle de toiture entre 10° et 20°d

- les Cf n’ont pas de lettre de zone particulière, Melody leur donne « A » par défaut - le CTICM (Mme Clavaud) dit que l’EC1 ne précise pas la forme de l’effort surfacique (l’EC1 ne

donne que la position de la résultante), pour les toitures isolées à un seul versant, dans Melody GRAITEC a fait le choix de transformer l’effort résultant linéaire en un effort surfacique constant (de longueur d/2) mais on aurait pu peut-être le transformer en un effort surfacique variable (de longueur 3d/4), les deux cas donnent la même position de résultant (à d/4).

prise en compte d'un coefficient d'obstruction φ

Pour chaque type de génération (« Isolée Structure » et « Isolée pannes » et pour chaque direction, Melody génère des cas de vent : - pour phi=0 donnant les efforts de soulèvement - pour maximum descendants - éventuellement une obstruction pour chaque direction de vent

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Le coefficient CsCd

Le coefficient CsCd comprend deux parties : "Cs" (Structural factor) correspond au coefficient de dimensions gamma0 du NV65 et la partie "Cd" est le Dynamic factor. ce coefficient s'applique uniquement aux Cpe (ou Cpnet pour les acrotères) Jusqu’au SP2 de MELODY2012, le calcul du CsCd ne se faisait qu’à partir de h=15m où il majore les vents. A partir du SP2, il y a une nouvelle sous-fenêtre qui permet de choisir le mode de calcul du CsCd dans chaque direction de vent : - AUTO :

CsCd est calculé si 6.2 (1) a), b) ou c) sont vérifiées sinon il est égal à 1. o a) pour les bâtiments dont la hauteur est inférieure à 15 m, la valeur de CsCd peut être considérée

comme égale à 1 ; o b) pour les éléments de façade et de toiture dont la fréquence propre est supérieure à 5 Hz, la

valeur de CsCd peut être considérée comme égale à 1 ; o c) pour les bâtiments en charpente comportant des cloisons, d'une hauteur inférieure à 100 m, et

dont ladite hauteur est inférieure à 4 fois la largeur mesurée dans la direction du vent, la valeur de CsCd peut être considérée comme égale à 1 ;

- FORCED : CsCd est calculé directement avec la formule (6.1) du chapitre 6.3.1, les règles 6.2 (1) a) , b) et c) sont ignorées. c’est maintenant la valeur par défaut.

- IMPOSED : l’utilisateur peut imposer une valeur de CsCd par direction de vent. Valeur minimum des CsCd :

bien que l'Eurocode 1 n'impose aucune valeur minimum pour les CsCd, il nous a semblé prudent d'imposer par défaut un minimum de 0.85 nota : le coefficient CsCd s’applique uniquement au Cpe (contrairement en NV65 où le coefficient gamma_0 s’appliquait au Ce et au Ci) Cp,net=Cpe*CsCd-Cpi (alors qu’en NV65 : (Ce-Ci)*Qp*gamma_0 )

Dans le calcul du CsCd, interviennent :

Pour lequel, nous prenons δ = δs ce qui est enveloppe avec δs pour les structures en acier=0.05

-

Pour résumer : Cpnet=Cpe*CsCd-Cpi EFS=Qp*Cpnet A partir de Melody2016SP2, le CsCd est aussi appliqué aux efforts sur les acrotères (confirmation du CTICM).

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Mais le 11/04/2017, le CTICM a changé d’avis et dit « Il ne faut pas le prendre pour le calcul local des acrotères », « Pourquoi pas en global », « c’est plus pertinent de ne pas le prendre en compte » Les calculateurs utilisent cette latitude à tort et à travers donc la position du CTICM est de ne pas le prendre pas en compte pour les acrotères. Au 10/03/2016, Melody n’applique pas le CsCd aux toitures isolées alors que l’Eurocode le prévoit.

Le coefficient de corrélation

La note 3 du §7.2.2 de l’EN1991-1-4:

Le coefficient a été implémenté pour le SP2 de Melody2016, il est à utiliser en connaissance de cause :

- Vous ne devez pas utiliser ce coefficient pour dimensionner les éléments secondaires tels que lisses, potelets de pignon, potelets de long pan, ...

- je pense qu'il ne faut pas non plus l'utiliser pour le calcul des attaches

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Les avancées de toiture et les auvents

Les auvents de Melody sont appelés « avancées de toiture » dans l’Eurocode 1 Pour l’instant, l’EN199-1-4 se contente de donner le même principe que ce qu’on faisait avec le NV65 :

pour les avancées de toiture, effectivement il faudrait des effets de coins mais l'Eurocode 1 ne dit rien d'où l'idée d'utiliser une méthode allemande (DIN) pour charger les auvents que le CTICM a présentée dans le CMI 3-2014 (téléchargeable gratuitement sur leur site internet) mais nous le l'avons encore pas implémentée que ce soit pour les avancées de toiture et pour les auvents. Le générateur climatique de Melody Portique et d'Advance Design traite les auvents en tant qu’avancées de toits,

il crée deux efforts surfaciques :

- Un effort D avec la même pression que la façade :

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- Un effort H comme le versant adjacent :

Pour cet exemple :

- On a Cpnet = (Cpe,D-Cpe,H*kdc) * CsCd = [-0,58 - (+0,71)*1] * 0,87 = -1,12

- Région 2 terrain IIIa :

o Au faitage : Qp = 56kg/m²

Le cartouche donne uniquement le Qp au point le haut du bâtiment.

o Au point haut de l’auvent : Qp = 52kg/m²

Le générateur climatique prend le Qp au point haut de chaque paroi.

(Actuellement, il n’y a pas la possibilité d’éditer les Qp de chaque nœud)

- Entraxe = 5m

- D’où un effort linéaire = 1,12 * 52 * 5 = 291kg/m

Melody calcule les valeurs sans arrondi et donne 294kg/m au lieu de 291 :

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La revue CMI 4-2013 du CTICM d’octobre 2013 donne de nouveaux éléments qui seront intégrés prochainement dans Melody et AD. Dans cet article deux zones sont retenues avec deux cas de charges à considérer (une action descendante et une action ascendante) :

La méthode présentée dans ce CMI est valable pour des pentes entre -10° et +10° mais elle est conçue pour dimensionner les auvents isolément

Pour dimensionner les portiques avec des auvents ou avec des avancées de toiture: Pour l'instant il faut créer soi-même leurs zonages (zones A et B) en utilisant le tableau de Cpnet donné dans le CMI: - pour les vents frappants la façade où est un auvent, les efforts A et B sont des efforts de soulèvement - pour les vents opposés à cette façade, les efforts A et B sont des efforts descendants - pour les vents parallèles à cette façade, on a A (soulèvement) uniquement sur le bord d'attaque et B (soulèvement et/ou descendant) sur tout le reste

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L'onglet "Enveloppe\Efforts surfaciques"

- Echelle suivant Z Cette échelle concerne la fausse-perspective qui permet de visualiser les parois, efforts surfaciques et zones

Pour afficher les dimensions des efforts surfaciques menu « affichage\Tables\Efforts surfaciques » et sélectionnez le fichier « dim bords 1 et 2 »

Raccourci CTRL+F pour réafficher tous les ELS voir aussi les nouvelles séquences de traçage:

o Neiges o Neiges normales o Neiges Accidentelles o Vents X o Vents X+ o .... o Parois (EC1) o Efforts surfaciques (EC1)

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Les classes de section Elles déterminent à la fois :

- le type d’analyse globale - le type de vérification des sections et des barres (flambement et déversement).

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Analyse Globale (1er ou 2ieme ordre) Plastique Elastique Elastique Elastique

Vérification Sections et Barres Plastique Plastique Elastique Efficace

Précédemment avec le CM66, on faisait sans le savoir de la classe 3 tout le temps L'Eurocode donne la possibilité d'aller plus loin dans l'utilisation de la matière en faisant de la plasticité soit une analyse globale soit une vérification plastique des sections et des barres mais cela reste une possibilité: pour les classes 1 et 2 on peut continuer à faire une analyse élastique et une vérification élastique Par contre, pour les sections de classes 4, il est obligatoire de prendre en compte leurs caractéristiques efficaces.

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Il faut décomposer une section à classer : - en parois en consoles comprimées

- en parois internes comprimées

Convention des signes des contraintes de l’Eurocode : compression>0, traction<0

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Tableau 5.2 — Rapports largeur-épaisseur maximaux pour les parois internes comprimées

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Tableau 5.2 — Rapports Largeur-épaisseur maximaux pour les parois en console

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Nota :

Pour la classification des sections soumises au feu on prend 𝜀 = 0.85 ∙ √235

𝑓𝑦 .

nota : pour les PRS, il faut connaître la largeur des cordons de soudure âme-aile Calculer la classe de chaque paroi avec les rapports largeur-épaisseur maximaux donnés par les tableaux 5.2 attention dans ces tableaux, la compression est notée positivement La classe d'une section est la classe maximale de ses parois et pour des efforts donnés et pour une position Une même section pourra être en classe 4 pour une combinaison et en classe 1 pour une autre: par exemple : un double hall, le poteau central en IPE600: pour les charges maximum verticales (1.35G+1.5Sn), l'IPE600 étant en compression simple il est en classe 4 Pour les charges maximum horizontales (G+1.5W), l'IPE600 en flexion sera plutôt en classe 1 Pour l'instant, Melody ne sait pas calculer les classes de section des combinaisons de profilés. Les

principaux problèmes étant la détermination de la classe des sections et le choix de la courbe de flambement, le calcul des caractéristiques plastiques.

Jusqu'à maintenant, on s'autorisait des dépassements de contraintes (par exemple 29kg/mm2 pour du S275) en parlant de l'adaptation plastique maintenant, il faut le prouver ! Melody et Advance Design ne savent pas calculer les classes des sections en T y compris les double cornières MELODY prend toujours la classe 3 pour ce type de section

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La boite-à-outils EC3 de Melody Attaches

Exercice: « Classer un IPE600 S275 en compression pure » astuce pour avoir ses dimensions : menu Fichier/Consulter/Profilés et ouvrir la gamme IPE Classification des ailes : débord=(b-tw-2*r)/2=(220-12-2*24)/2=80mm Epaisseur (tf)=19mm Menu Fichier/Outils/Caractéristiques parois en console » :

Classification de l’âme : Hauteur (hw) = h-2*(tf+r)=600-2*(19+24)=514mm Epaisseur (tw)=12mm Menu Fichier/Outils/Caractéristiques parois internes » :

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Un IPE600 S275 comprimé est de classe 4, son effort normal résistant (Nrd) est Aeff*fy/γM0 :

A=156cm2, Aeff=15600-55*12=14940, Nrd=14940mm2 * 275N/mm2 / 1=4108.5kN =419tonnes

Exercice: « Classer un IPE600 S275 en flexion pure »

Classification de l’aile comprimée idem qu'en compression pure Classification de l’âme hw=514mm tw=12mm Menu Fichier/Outils/Caractéristiques parois internes » : (avec diagramme contrainte plastique OU élastique)

Un IPE600 S275 fléchi est en classe 1, son moment résistant (Mrd) est le moment plastique : Mpl=Wpl*fy/γM0 = 3512cm3*275MPa/1=965800 kN.mm=966kN.m = 966/9.81=98.45ton.m pour comparaison le moment élastique est Mel=Wel*fy/γM0=3070*275MPa/1=844kN.m

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Calcul des caractéristiques efficaces des sections de classe 4

Si une paroi (console ou interne) comprimée (partiellement ou complètement) est de classe 4, une partie de cette paroi est inefficace :

Le calcul des caractéristiques efficaces (Wel.eff et Aeff) se fait par itération : A partir d’un premier diagramme de contrainte élastique : sigma= M/I * y On calcule la répartition des contraintes dans l’aile comprimée:

si aile de classe 4 on prend beff au lieu de b On calcule la répartition des contraintes dans l’âme :

si âme de classe 4 on enlève la zone non efficace On recalcule la nouvelle inertie (Ieff) d’où un nouvelle diagramme de contrainte dans la section : sigma= M/Ieff * y on itère jusqu’à convergence de Ieff (en général 4 ou 5 fois suffisent) nota : il y un excentrement (eM) entre la section brute et la section efficace d’où un moment additionnel eM* NEd lorsqu’il y a un effort normal NEd

Les notes (3) et (4) du chapitre 4.3 (EC3 partie 1-5) permet d’approximer les caractéristiques efficaces et d’éviter de faire des itérations : l’aire efficace (Aeff) peut se calculer en compression axiale uniforme et le module Weff en flexion simple pure. Par contre pour la classification de la section le raisonnement pour chaque combinaison doit s’appliquer et la part d’effort normal a alors une importance.

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Caractéristiques d'un PRS en flexion simple

Cette fenêtre permet de calculer pour une section en i dissymétrique reconstitué par des plats (de qualités d’acier éventuellement différentes), soit les caractéristiques plastiques si la section est de classe 1 ou 2 (avec réduction de la résistance de l’âme soumis à un effort tranchant) soit les caractéristiques élastiques si la section est de classe 3 soit les caractéristiques élastiques efficaces si la section est de classe 4 :

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Utilisation des tables de profilés

Pour connaître leurs classes à la compression pure ou à la flexion pure : Dans tous les modules de MELODY, vous pouvez utiliser le menu Fichier/Consulter/Profilés (ou par l’icône « Melody Catalogues » de la plate-forme OMD), Ouvrir sur une gamme (par exemple IPE) :

Pour afficher des colonnes avec des caractéristiques EC3, cliquer sur l’icône pour ouvrir l’éditeur

de table, puis sur l’icône pour ajouter les différentes propriétés des rubriques EC3… Exercice « afficher les caractéristiques EC3 en compression pure » Afficher dans la table des profilés à partir de la rubrique EC3_Compression:

les classes des âmes et des ailes, les aires efficaces, les efforts normaux résistants (à comparer avec les A*fy)

Noter le choix de l’acier par la liste déroulante à droite de la barre d’icônes.

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Exercice « afficher les caractéristiques EC3 en flexion pure » Afficher les classes des âmes et des ailes, le moment résistant (plastique ou élastique selon la classe des sections) à partir de la rubrique EC3_Flexion1:

SURPRISE !! j'ai regardé de plus près un arbalétrier en IPE360 qui est en classe 4 à ma grande surprise, c'est normal: IPE360->dw=360-2*(13+18)=298mm tw=8mm jarret->dw=360-(13+18)=329mm en flexion le jarret est entièrement comprimé, je peux prendre le diagramme ci-dessus:

Calcul du moment résistant des sections de classes 1 et 2

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un diagramme de contrainte plastique en flexion pure (sans effort tranchant) a la forme suivante

avec un effort tranchant VEd (EN1993-1-1 §6.2.8) : L’influence de VEd est négligeable si VEd < VPl.Rd / 2 où VPl.Rd est l’effort tranchant résistant plastique calculé selon §6.2.6(2) Sinon la résistance de l’âme est réduite fyw :

Avec un effort tranchant VEd et un effort normal NEd : La partie centrale de l’âme reprend NEd sur une hauteur hc= NEd /fyw :

puis on calcule MPl,Rd = somme (b * h * y *fy) Mpl,Rd dépend de NEd et de VEd

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Comparaison d'une poutre continue en CM66 et EC3 exercice à faire avec Melody Portique: - faire une poutre continue de 2 travées de 5m en IPE160 S275 (sans aucun risque de déversement) menu "Fichier\Nouveau" menu "Générer\Files\Auto" fonction graphique "Barres"+"Créer suite" avec "Ne pas vérifier" pour le déversement, groupe=401 fonction graphique "Barres"+"Diviser par 2" fonction graphique "Appuis"+"Articuler" pour l'appui de gauche fonction graphique "Appuis"+"Vertical" pour les autres appuis

- créer un cas ELU avec un effort linéaire de 1 ton/m -> en CM66 elle travaille à 102% -> en EC3 (classe=auto) elle travaille à 90% puis dans les propriétés de barres, onglet "section": imposez la classe 3 nota: Comme les efforts et les combinaisons ne sont pas les mêmes en EC3 qu'en CM66, il est simpliste de comparer juste les taux de travail CM66 et EC3 de barres ayant les mêmes sollicitations

Calcul Global Plastique d'une poutre continue soit la même poutre avec la même charge mais des travées de 5.5m même avec la vérification EC3 des sections par rapport au Mpl,Rd le taux de notre IPE160 S275 est de 109%

Nous allons essayer de faire un calcul global plastique puisque l'IPE160 est une section de classe 1 en flexion (en négligeant tout problème de déversement): La valeur maximum des moments appliqués (My,Ed) est de 3.775m.t (sur l'appui central) La valeur de Mpl,Rd d'un IPE160 S275 est de 3.473m.t d'où notre taux de 109% Nous allons faire 2 poutres :

une "phase" 1 où la poutre est chargée avec la charge répartie qui correspond à un taux de 100% soit 1t/m /109%=0.917t/m

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une "phase" 2 où la poutre est chargée par le solde de la charge répartie (0.083t/m) et relaxée sur l'appui central

En additionnant les moments de chaque phase, on constate le taux max est de 100% toujours sur l'appui central. et que le taux max en travée est passé de 2.129m.t à 2.247m.t

à l'inverse nous pouvons la charge répartie maximal: la marge de moment restant est de 3.473-2.247=1.226m.t la marge de charge correspondante est q=1.226*8/5.5²=0.324t/m d'où la charge limite ultime de cette poutre en calcul global plastique=0.917+0.083+0.324=1.324t/m alors qu’en calcul global élastique la charge max de la poutre est 0.917t/m nota: par contre, il faut toujours vérifier que la poutre reste dans le domaine élastique en ELS (efforts, contraintes et déplacements) et vérifier les déplacements en additionnant ceux de chaque phase (mais normalement en ELS on reste en élastique). Et il faut vérifier l’allongement des fibres extrêmes

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Les calculs de MELODY Portique

Calcul automatique des efforts La recherche des efforts max se fait toujours uniquement aux extrémités de barres mais maintenant le calcul se fait en tenant compte des efforts intermédiaires (tous les quarts de barres). L’écrêtage des moments : option pour EC3 différente que pour CM66, voir onglet « Divers » menu « Calcul \ Options ».

Optimisation des barres Le calcul des sections intermédiaires et les formules de flambement et déversement beaucoup plus longues donnent des temps de calcul beaucoup plus longs. Aussi, dans cette première version de MELODY Portique Eurocode, l'optimisation des barres se fait avec le flambement et déversement CM66 puis Melody enchaine une vérification des barres à l'Eurocode. Pour rappel, Melody a adopté la même démarche pour les déplacements, la vérification des barres aux séismes et la vérification des cornières-boulons. Aussi vous pouvez lancer une optimisation et avoir des profilés ruinés que vous aurez à augmenter vous-mêmes par la fonction graphique "Barres par groupes" + "Profilé suivant" (icône PLUS)

Calcul des poutres orthogonales Le calcul des poutres se fait encore par rapport aux efforts de calcul des arbalétriers. Ce n’est que dans une version suivante que ce calcul prendra en compte directement les efforts surfaciques de neige et de vent (y compris les effets de bord et de coin). Pour l’instant, il vaut mieux calculer les poutres ortho sur des portiques intérieurs : si vous utilisez des portiques de pignon les efforts générés sur les pannes seront trop majorés par la prise en compte des effets de bords.

Calcul des barres 3D Pour rappel, les barres 3D sont les pannes (poutres orthogonales) et les poteaux/potelets de pignons

La modélisation de ces barres se fait toujours par des barres principales et des barres secondaires mais leur traitement par le calcul Eurocode3 change par rapport au calcul selon le CM66

Pour un calcul CM66, Melody additionne la contrainte cm66 de chaque plan et utilise les conditions de stabilité de chaque plan. pour un calcul EC3, Melody donne directement les efforts 3D (en additionnant éventuellement les efforts axiaux de deux plans) et calcule les contraintes/taux de travail EC3 en fonction de ces efforts 3D, cela donne l'avantage de prendre en compte toutes les interactions possibles entre Nx, Ty, Tz, My et Mz. Contrairement en CM66, Melody en EC3 utilise les conditions de stabilité du plan principal de flexion --> ce qui a créé une certaine incompatibilité entre ces 2 codes de calcul que nous essaierons de régler dans le SP2.

Affichage des résultats EC3 des barres 3D Comme le taux de travail des barres principales tiennent compte des efforts des barres secondaires : - Le taux de travail des barres secondaires est nul

- Melody affiche dans le coin supérieur gauche du dessin uniquement le taux des barres principales qui est donc un taux de travail 3D

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Compression simple – Flambement EN 1993-1-1 § 6.3.1 On compare l’effort appliqué NEd à un effort résistant Nb,Rd où le petit b signifie buckling (flambement en anglais) :

Où le coefficient χ est un coefficient minorant (<1) puisqu’il s’applique à l’effort résistant de la section contrairement aux coefficients k du CM66 qui majorait les efforts appliqués la lettre grecque X se prononce KHI EN 1993-1-1 § 6.3.2 On calcule un coefficient χ pour chaque plan de flambement : χy, χz en fonction des élancements qui dépendent du type de profilé :

Ncr = π² E I / L²

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Pour les IPE : courbe a pour le plan principal et courbe b Pour les HEA : courbes b et c

Voir l’Eurocode3 pour les autres types de sections

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Le déversement

Calcul de XLT des barres à inertie constante il y a deux articles: 6.3.2.2 Courbes de déversement — Cas général 6.3.2.3 Courbes de déversement pour profils laminés ou sections soudées équivalentes ces deux articles utilisent des courbes d'imperfection différentes par exemple: pour les IPE, 6.3.2.2 courbe a et 6.3.2.3 courbe b

avec des formulations plus compliqués, le deuxième est plus favorable de 1 à 2% (voir plus loin la comparaison de 4 poteaux) dans une majorité de configurations mais il existe des cas où c'est l'article 6.3.2.2 qui est plus favorable c'est pour cela que MELODY donne le choix entre ces 2 articles et "le plus favorable" et "le plus défavorable" par contre l'utilisation du coefficient de réduction f permet de réduire XLT de 15% environ - bien que le coefficient de réduction f fasse partie de l'article 6.3.2.3 la position du CTICM est que l'on peut aussi l'appliquer pour le cas général (article 6.3.2.2) - on peut appliquer aussi le coefficient f pour les poutres soumises à NM - pour appliquer l'article 6.3.2.3, il faut vérifier:

-

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- pour les PRS dissymétriques que le rapport des inerties des semelles dans leur plan n’excède pas 1,2 ; Pour les IPE, HEA et HEM : le rapport tf/tw est toujours <3 par contre pour des PRS ce rapport peut être >3

nota: l'annexe française ne change rien à cet article

pour 6.3.2.3 l'annexe française donne des formules différentes pour λLT,0 : la valeur de αLT est calculée au lieu d'être donné par les courbes d'imperfection donc la colonne « courbe_LT » sera vide

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Dans le fichier "four columns_access_steel.MLF" livré dans le dossier c:\graitec\2011\Bin on compare 4 poteaux, IPE600 S275 (articulés en pied avec un moment et un effort de compression en tête) où l'on a fait varier pour le déversement - le mode du coefficient de réduction f (aucun ou auto) - le choix de la courbe (articles 6.3.2.2 ou 6.3.2.3) C’est impressionnant le gain avec le coefficient f: barre réduction f article taux 1 aucun "cas général" 115% 2 aucun "profilés i" 113% 3 auto "cas général" 101% 4 auto "profilés i" 100%

la réduction f n’est autorisée que pour les sections en i

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Le moment critique de déversement

Le bouton « Déversement\Options avancées EC » dans l’onglet « stabilités » des propriétés des barres permet de paramétrer finement le calcul de Mcr (coefficients C1, C2 et f, valeurs Zg, courbes) Les coefficients C1 et C2 (sup et inf) sont en principe calculés à partir des moments d'extrémité et des charges le long des barres. Ils servent à calculer le moment critique de déversement.

Dans Melody leurs valeurs imposées doivent être comprise en 0 et 10

kz est le coefficient de maintien latéral kw est le coefficient de maintien au gauchissement pour l’instant, dans Melody ils ne sont pas accessibles ( ils sont pris =1), ils n’ont qu’une seule autre valeur : 0.5 Voir l’annexe M de la norme NF EN 1993-1-1/NA d’Août 2013, ils ne concerne que les poutres reposant sur deux appuis (cela ne concerne donc pas les consoles !), avec maintien vis-à-vis du déplacement latéral au droit de ces appuis : pour la rotation dans le plan horizontal des sections aux extrémités des poutres :

- si les sections aux extrémités sont libres en rotation: kz = 1,0 - si elles sont bloquées: kz = 0,5 pour le gauchissement des sections aux extrémités des poutres :

- si elles sont libres en gauchissement : kw = 1,0 - si elles sont bloquées en gauchissement : kw = 0,5

la saisie de ces deux coefficients n’ont pas été faite dans Melody car ça ferait doublon avec le calcul des longueurs de déversement en fonction des conditions d’encastrement autour de Gy de chaque aile à chaque extrémité des poutres :

les deux extrémités libres : Ld=Lo une bloqué et une libre : Ld=0.7*Lo les deux bloqués : Ld=0.5*Lo

voir le calcul automatique des longueurs de déversement dans Melody

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Les coefficients C1 et C2 dépendent de divers paramètres :

- propriétés de la section, - conditions d’appuis - allure du diagramme de moment

Pour les poteaux de portiques articulés en pied: C1=1.77 et C2=0 L’équivalent de C1 dans le CM66 est le coefficient C qui pour une valeur de ψ=0 donne 1.88 contre 1.77 pour l’EC3 Cette différence explique pourquoi le déversement de l’EC3 est plus défavorable que celui du CM66.

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L’EN1993 donne une formule avec en plus un coefficient C3 et une valeur Zj qui ne sont pas utilisés en France.

Calcul de XLT des barres à inertie variable Nous prenons pour chaque barre la section à chacun des 5 points de calcul (les 2 extrémités et 3 points intermédiaires) Pour chaque point à partir de sa section nous calculons le Mcr et XLT pour retenir le coefficient XLT le plus défavorable.

Calcul au voilement par cisaillement Actuellement Melody ne fait aucune vérification, il faudrait appliquer l’article 5.2.6(6) de l’EN1993,

ou, au minimum, vérifier l’élancement de l’âme par la formule hw/t<72/η*ε

Avec η=1.2 donné par l’ANF et ε=√(235/fy)

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Barres uniformes fléchies et comprimées

ce sont des formules de l'EN1993-1-1 §6.3.3 où :

la première colonne correspond au terme d'effort normal

la deuxième colonne au terme de la flexion principale (sur la grande inertie des profilés)

la troisième colonne au terme de la flexion secondaire (sur la petite inertie des profilés)

le terme est le moment secondaire dû à l'excentrement des sections efficaces de classe4

les coefficients kyy, kyz, kzy et kzz sont des coefficients d'interaction dont les formules sont données par l’annexe A (c’est d’ailleurs la seule autorisée en France)

le coefficient est le coefficient de sécurité partiel qui vaut 1 en France

donc pour une vérification 2D les formules pour des sections de classe 3 (voire de classes 1 et 2): on peut faire un parallèle entre ces formules et celles du CM66 avec

- le coefficient 1/k d'amplification de la contrainte normale du CM66 = min(Xy;Xz) - le coefficient 1/kd d'amplification du déversement du CM66= XLT - le coefficient kf d'amplification de la contrainte de flexion du CM66 = kyy

Pour la vérification des sections et des barres, on ne vérifie plus une contrainte mais un taux de travail (un effort appliqué sur un effort résistant) C’est pour cela que le tableau « contraintes RDM » a été renommé en « résistance des sections » et le tableau « contraintes métal » en « résistance barres métal ». Pour les classes 3 et 4, on peut parler de contraintes A cause des classes 4, les contraintes métal et RDM peuvent être différentes. A cause des classes 4, les caractéristiques mécaniques des sections dépendent des efforts appliqués Dans la rubrique « barres métal » voir la colonne "1/X" pour comparer Xy et Xz de l'EC3 aux coefficients ky et kz du CM66 et Voir la colonne "1/XLT" pour comparer XLT au coefficient kd du CM66

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Par la formule 6.44, on voit que « eN » est souvent nulle

pour les sections doublement symétriques en classe 4, eN est toujours nulle dans la formule 6.44 (voir la partie que j'ai mis en jaune):

GRAITEC applique la méthode directe où - on calcule Aeff pour Ned seul, - on calcule Weff pour Med seul donc dans la formule 6.44 sans compression ou pour des sections doublement symétriques eN est toujours nul en fait, eN sera non nul uniquement pour les I dissymétriques en compression, que Melody ne traite pas pour l'instant, sauf les sections en T qui sont rarement utilisées

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Calcul des imperfections globales

2/3<alpha_h<1 4<h<9

notez que h est la hauteur de la structure donc si on applique à la lettre ce calcul on devrait prendre la hauteur du portique au faitage, ce qui n'est pas forcément logique. Melody prend la hauteur maximum des poteaux pour notre portique habituel (20m 5m et 10%) h=5m alpha_h=2/√5=0.894 m=2 alpha_m=√ (0.5(1+1/2))=0.866 Φ=1/200 * 0.894 * 0.866 = 1/258 Ces conditions de faux-aplomb ne sont à prendre en compte que quand les portiques ou les façades contreventées sont dimensionnés surtout par des charges verticales (par exemple une nef simple par 1.35*CP+1.5*NN) : voir EN 1993-1-1,5.3.2(4)b qui impose de les vérifier si |HEd|< 0.15*VEd Voir la note Métal de MELODY Portique qui peut calculer PHI en fonction de la réaction verticale maximum de chaque poteau. il faudrait plutôt rechercher la combinaison du taux max dans chaque poteau.

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voir aussi la propriété "HV_RATIO" des tables des chargements et des combinaisons perso (8) Il convient de considérer ces défauts d'aplomb initiaux dans toutes les directions horizontales appropriées, mais dans une seule direction à la fois. (9)B Lorsque les forces équivalentes sont utilisées pour les ossatures de bâtiments multi-étagés de type poutre-poteau, il convient de les appliquer à chaque niveau de plancher et de toit. Les efforts VΦ doivent être compensés par des efforts –VΦ en pied de chaque étage, ce que ne fait pas Melody et donc les réactions s’en trouvent légèrement faussées :

Les imperfections de l’Eurocode sont conventionnelles : elles n’ont rien à voir avec les limites admissibles de déplacement. Elles correspondent à l’effet P-Delta du second ordre

La rubrique "Imperfections globales" de la note métal Elle recherche automatiquement la combinaison donnant la réaction descendante maximum de chaque poteau mais il est loisible de tester la combinaison donnant la somme maximum des réactions descendantes (en général 1.35CP+1.5NN ou CP+NA), par exemple, par la même rubrique dans la note RDM.

Exercices « imperfection globale d’un portique » par la rubrique "Imperfection globale" de la note métal, regardez la valeur des efforts d'imperfection

- un portique simple (1 nef symétrique) - le même avec une mezzanine - un pignon porteur (le même portique simple avec des potelets de pignon)

Exercice « imperfection globale d’une façade contreventée » La rubrique « Imperfection globale » de la note métal peut être utilisé pour étudier des façades contreventées sous certaines conditions de modélisation. Chaque poteau de cette façade doit avoir un groupe distinct :

- 1XX (il est possible d’utiliser les groupes 100 même si le fichier n’est pas un portique) - 4XX - 8XX (quoique les groupes 800 sont plutôt réservés aux diagonales des contreventements)

pour le portique multi-étage ci-dessous nous allons étudier l'imperfection de la façade: - portée 15m, hauteur poteaux=9m, pente=10%, entraxe=5m - couverture compris les pannes 25kg/m2, neigeEC=région B2 150m, ventEC=région 2 terrain=IIIa - premier plancher : y=3m G=100kg/m2, Q=250kg/m2 (bureaux) - deuxième plancher : y=6m G=200kg/m2, Q=500kg/m2 (archives=stockage)

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Faire la façade contreventée : - menu "Fichier\Nouveau\Structure+Files" :

faire le premier poteau (groupe 401) avec la fonction graphique "Barres" + "Créer suite" avec un pied articulé Faire les poteaux suivants avec la fonction graphique "Barres par groupes" + "Copier translation" en incrémentant de 1 le groupe du poteau précédent Faire les solives de rive et buttons (pannes sablières) avec groupes 451, 452, 453 et relaxations=art + art Faire les diagonales avec groupe 801

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Sélectionner tous les nœuds pour changer leur référentiel par défaut (Rx3D=Rx2D, Ry3D=Ry2D) dans l’onglet « 3D » de la fenêtre de propriétés des nœuds par le référentiel « FACADE » qui convertit les réactions Rx2D en réactions Rz3D :

Charger cette façade avec les efforts verticaux en important les efforts tranchants des poutres et arbalétriers du fichier de portique, par exemple pour le premier étage: - sélectionner tous les nœuds du premier étage + menu contextuel "Efforts\Imports efforts":

Diviser par 2 les efforts dans les pignons en capturant leurs nœuds par le menu contextuel "Efforts" + "Diviser par 2 »

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Faire le contreventement à partir du portique, le sauver en calcul

noter le numéro de la barre fictive qui relie la poutre-au-vent à la palée (raccourci "CTRL"+"P" pour mettre le CV à plat et raccourci "F" pour faire apparaitre les barres fictives) rouvrir le portique et importer les efforts du contreventement

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Nota : pour afficher les composantes des efforts au lieu de leurs résultantes, menu « affichage\Données », onglet « Efforts », option « Dessin=Fx+Fy » par le menu contextuel « Efforts\Imperfections poteaux » sur la première diagonale le taux dans les tubes de cv augmente de qq %

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Calcul de l’Alpha critique En général, ce coefficient peut être calculé de 2 façons :

- par un calcul au flambement généralisé Advance Design - par une méthode forfaire applicable aux portiques simples Melody

La méthode forfaitaire est donnée par le paragraphe 5.2.1 (4) de l’EC3 :

le coefficient alpha_critique est à calculer pour chaque étage, et comme on prend la plus petite valeur. si ce coefficient est supérieur à 10, on peut faire une simple analyse élastique (EC3 5.2.1 (3)) si ce coefficient est entre 3 et 10, on peut faire une analyse élastique MAIS en majorant les efforts horizontaux :

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nota: - Melody calcule la majoration même si AlphaCR est compris entre 1 et 3 - Dans certains livres technique alpha critique est exprimé par la formule "Vcr/VEd" avec Vcr=HEd/δHEd*h - pour un alpha critique minimum autorisé, on a une majoration de 1.5

Exemple d’organigramme Un portique non contreventé est un portique à nœuds déplaçables.

La limite de 10 pour les alpha_critique est destinée aux calculs élastiques (EN 1993-1-1 § 5.2.1). Si on fait un calcul global plastique cette limite est de 15.

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Vérification poutre et assemblages avec majoration des MDL : il faut amplifier seulement la partie des moments d’encastrements qui correspond aux MDL. Le test « H<0.15V » est destiné aux portiques dimensionnés que pour des charges verticales pour les vérifier avec un minimum de charges horizontales. Nous verrons que les efforts supplémentaires d'imperfection pour les portiques simples sont négligeables. Donc par souci de simplification, nous allons faire en sorte que les Alpha_Critiques soient >10 ce qui correspond à 90% des portiques mais il faut le justifier. La méthode de gauche pour 3<AlphaCR<10 (vérification des poteaux selon §6.3 et majoration des poutres et assemblages est à éviter car elle surdimensionne les ossatures). Les portiques contreventés (bloqués par un contreventement longitudinal) ont en général AlphaCR>10 et donc: - on prend en compte les imperfections globales - on vérifie les poteaux avec lf=L (alors que jusqu'à maintenant on appliquait la méthode Ka-Kb à nœuds fixes)

Les limites de la méthode forfaitaire d’Alpha_Critique

Ce sont les mêmes conditions que la méthode Ka-Kb et que la méthode forfaitaire parasismique, Il faut :

- qu’il y ait continuité des poutres et arbalétriers sur toute la largeur des bâtiments (ce qui exclut normalement les portiques avec mezzanines)

- que les portiques aient des pentes faibles de toitures (<1/2 soit <26°) (ce qui exclut les sheds)

Exemples relevant de la méthode forfaitaire :

Exemples en dehors de la méthode forfaitaire :

--> ce qui exclut les simples nefs avec mezzanines !! (sauf à la rigueur si le plancher est articulé)

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La formule de αcr est plus compréhensible légèrement transformée : αcr = (HEd / δH,Ed) *

(h / VEd)

on a le terme (HEd / δH,Ed) qui correspond à la rigidité horizontale des portiques et n’est pas forcément fonction des chargements

il peut être déterminé en mettant des efforts unitaires en têtes de poteaux et en regardant le déplacement horizontal correspondant

le terme h est aussi une constante du portique qui ne dépend pas des chargements

donc pour avoir l’alpha_critique le plus défavorable (=le plus petit) il suffit d’avoir la valeur de V maximale (=maxi(somme(Ry)) qui est souvent donné par les combinaisons ELU:

1.35CP+1.5NN CP+NA 1.35CP+1.5NN+1.05EX 1.35CP+1.5EX+0.75NN CP+NA+0.5EX

Pour une nef symétrique et symétriquement chargée, les seuls efforts horizontaux à majorer sont les défauts de verticalité des poteaux.

Majoration des MDL et réactions - la sommes des réactions horizontales et verticales ne sont pas changées - la majoration des MDL change juste leur répartition - l’Eurocode dit juste de majorer les efforts horizontaux pour les dimensionner des barres mais ne dit rien pour les réactions, de toutes façons c’est trés faible.

Le calcul de l’alpha critique global

Dans l'onglet "Code##" de la fenêtre de chargements de portique, cette option permet de générer automatiquement un chargement RDM avec un effort horizontal de 1 tonne en tête de chaque poteau. - une option dans l'onglet "Code##" de la fenêtre "Chargement\Portiques" - le menu "Générer\Chargement\Cas H1 pour AlphaCR" de la fenêtre principale - le menu "Générer\Chargement\Cas H1 pour AlphaCR" de la table des chargements Voir la note de calcul RDM de MELODY Portique qui peut calculer alpha_critique pour des portiques simples et pour les combinaisons perso dans deux modes

- en prenant les efforts internes (axiaux et tranchants) en tête de poteau - en prenant les réactions

Attention: les portiques de pignon avec potelets-porteurs ont facilement un αcr < 10 Les portiques avec des efforts verticaux en têtes de poteaux vont aussi avoir des alpha critiques assez faibles puisque ces efforts ne dimensionneront pas les poteaux mais seront comptés dans Vmax

Le calcul de l’alpha_critique portiques à étages

C’est une nouveauté de la version 2014. pour chaque niveau # Melody génère un chargement RDM dont le nom est HN# et qui fait travailler en cisaillement :

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Puis avec le déplacement relatif de chaque niveau Melody calcule les alphas critiques. L’alpha critique du portique est le minimum des alphas critiques des niveaux (en général c’est le RDC qui donne ce min) Voir la rubrique « Alpha_cr étages » de la note métal si les deux options ("Générer Alpha Critique Global" et L'option "Générer Alpha Critique Niveau") sont cochées, Melody retiendra comme Alpha_cr min le min entre ces deux types d'Alphas critiques.

Calcul Auto d'Alpha critique mini

- la valeur du coefficient Alpha Critique minimum (voir l'onglet "Stabilités\Alpha Critique" du menu "Calcul\Options" - la valeur d'alpha critique de chaque chargement et combinaison perso dans les tables correspondantes - voir l'onglet "Stabilité\Alpha critique" du menu "Calcul\Options" Si les planchers sont articulés, il vaut mieux prendre le min(min_alpha_cr_niveau ; alpha_cr_global)

si mini(αcr) est >10 Melody ne change pas automatiquement les longueurs de flambement (Lcr,y/Lo=1), c'est à vous de le faire

si mini(αcr) est <10 il faut chercher dans la table des combinaisons perso les combinaisons qui donnent un αcr <10 et les majorer par le menu "Calcul/Calcul avancé/Alpha critique"

Pour les pans de fer et autres portiques contreventés

il n’y a pas lieu de vérifier alpha_critique, vous pouvez désactiver le calcul d'Alpha critique dans l'onglet "Stabilités\Alpha_cr" du menu "Calcul\Options"

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Exemple de portique avec alpha critique très faible

NOTA : en toute rigueur, il faudrait aussi vérifier les alphas critiques des combinaisons ELS (déplacements) et éventuellement majorer les MDL s'ils sont inférieurs à 10 car les portiques peuvent aussi être sensibles au second ordre pour les déplacements. voir Vcr du cas HN1 et max som ry els dans la table des combinaisons ELS

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Exercice « portique alpha critique faible et imperfections poteaux »

Réinitialisez Melody par le menu « Fichier\Support technique\Réinitialiser Melody » Faîtes un portique avec 3 nefs de 15m, poteaux 5 et pentes 10% Chargez-le avec couverture+pannes=100kg/m2, neige : A2, 600m et vent : 2, IIIa Lancez l’optimisation (cochez juste « alpha critique global »):

c On trouve un alpha critique de 5.43 Donc il y a des combinaisons qui ont des alphas critiques inférieurs à 10, la table des combinaisons persos (qui contient les combinaisons auto retenues par le calcul auto) permet d’en avoir la liste :

Pour chacune de ces combinaisons, il faut générer les imperfections de poteaux s’il y a lieu (c’est-à-dire si H<0.15V voir la colonne « H/V ») puis il faut majorer les MDL. Nous allons le faire sur une combinaison mais théoriquement il faut le faire sur chacune de ces combinaisons.

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Nous prenons la combinaison qui donne l’alpha critique le plus faible : la combinaison « str01 ». Comme Melody met à jour les combinaisons auto à chaque calcul et qu’elles peuvent changer d’indice à chaque modification, nous allons « déconnecter » la combinaison « str01 » issue du calcul auto, double-cliquez dessus, changez le nom et cochez « supprimez origine=auto » :

Sélectionnez cette combinaison dans la table et menu « Sélection\Créer Imperfections poteaux » Cela génère deux combinaisons : « s01DFOp » et « s01DFOm » Sortez de la table des combinaisons perso. Menu « Calcul\Calculs avancés\Alpha critique » (ce menu ne fait que l’alpha critique global, c’est-à-dire, uniquement l’alpha critique des portiques sans étages) Dans cette fenêtre sélectionnez d’abord la combinaison « s01DFOp » puis « s01DFOm » :

Melody a généré 2 nouveaux chargements RDM et deux nouvelles combinaisons CMAJ1 et CMAJ2 qui ont été activées en calcul auto Vous pouvez après avoir quitté le calcul: - dans la table des combinaisons perso - supprimer les combinaisons intermédiaires S01, s01DFOp et s01DFOm

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- renommer les combinaisons CMAJ1 et CMAJ2 en s01DFOpMAJ et s01DFOmMAJ - dans la table des chargements - supprimer le chargement DFO(-1) puisqu’il y a les cas MAJO contiennent les imperfections de poteaux majorées En regardant ces 2 cas :

On constate que le premier cas est le plus défavorable (les efforts d’imperfection et les efforts de majoration sont du même signe) On peut supprimer l’autre cas (la combinaison qui l’utilise sera automatiquement supprimée) Il ne restera donc que la combinaison s01DFOmMAJ qui comprime un peu plus le poteau 101 (3% supplémentaire), avec les efforts d’imperfections et les efforts de majoration le poteau 101 travaille maintenant à 100% alors qu’il travaille à 97%

Normalement après avoir fait toutes les imperfections de poteaux et majorations des MLD vous pourrez prendre pour tous les poteaux leurs longueurs réelles comme longueur de flambement Lcr,y et le taux de travail du poteau 101 redescendra à 90%

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Les contreventements

Le générateur de contreventement Le générateur de contreventement reprend automatiquement les efforts surfaciques de vent EC1. Pour chaque volume, il permet de choisir quel(s) pignon(s) on reprend :

Il est plus précis pour l'EC1 que pour le vent FR puisqu'il gère parfaitement les vents sur chaque acrotère de pignon. voir les sous-menus "Tout", "Vertical", "Horizontal" du menu "Contreventement" pour positionner les poutres-au-vent et les palées stabilités voir le sous-menu "Efforts" du menu "Contreventement" pour reprendre les efforts des pignons avant ET/OU arrière Puisque Melody reprend directement les efforts surfaciques de vents sur les pignons (et non plus seulement pour les vents suivant z mais pour tous les vents), le nombre de stabilité (propriété du contreventement) ne sert plus qu'au calcul des efforts de frottement. Mise à part les imperfections qui ne sont pas traités par le générateur de contreventement, la seule nouveauté de l'Eurocode () est la longueur de non frottement qui est égale à mini(2b;4h) au lieu de 4h simplement. Le frottement du vent EC1 sur les toitures est traité volume par volume (pour les valeurs b) en ce qui concerne la longueur de non frottement. le calcul des surfaces reprise se fait toujours pour chaque nœud des poutres-au-vent (valeur de h).

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La vérification "cornières & boulons" Melody vérifie la section nette des cornières en fonction des boulons et les pressions diamétrales qui est souvent dimensionnant l'Eurocode3 nécessitant de connaitre les pinces et distances de boulons :

Nous avons ajouté des ratios "e1/d0", "e2/d0" et "p1/d0" par défaut pour chaque largeur d’aile de cornières dans le fichier TRUSQ_L.MLX (voir dans l'onglet "Attaches\Cornières" du menu "Calcul\Options") :

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Les améliorations parues dans les SP de Melody 2015

Prise en compte des recommandations du BNCM/CNC2M d'avril 2015 http://www.ovhsitebuilder.com/files/writeable/uploads/ovh2683/file/n0175-recommandationsen1993-1-8-2015-

04-27.pdf

Le coefficient beta pour le calcul de la résistance Nu,Rd de la section nette est plus légèrement

plus défavorable que précédemment (sa limite supérieure pour 2 boulons est passée de 0.7 à

0.5)

ajout de la vérification de l'arrachement en bloc des cornières

cette vérification Veff,Rd selon la NF EN1993-1-8 §3.10.2 est plus défavorable que Nu,Rd.

par exemple, pour une cornière L50 S275 avec 2 boulons 14SB8.8:

Nu,Rd=5.964t et Veff,Rd=4.956t

avec les conditions de pinces par défaut (e1=1.5*d0, p1=3*d0, e2=1.5*d0)

ajout de l'option "pour VeffRd prendre max(Fx)" dans l'onglet "Joints" de la fenêtre "Calcul\Options"

si cette option est cochée (valeur="Oui"), Melody calculera l'arrachement de bloc des cornières

uniquement avec l'effort de traction maximum (recommandé pour les treillis)

sinon VeffRd sera calculé (valeur="Non") avec l'effort normal maximum en valeur absolue

(recommandé pour les contreventements)

valeur par défaut="Non" ce qui donne le VeffRd le plus défavorable

l'arrachement de bloc est en principe provoqué par la traction dans les barres, voir NF EN1993-1-8

§3.10.2

exemple pour une cornière L50 S275 avec 3t de compression et 2.8t de traction (où

compression>traction) avec cette option activée:

max|Fx| max(Fx)

L net (Nu,Rd)

Veff,Rd Pdia_L (Fb,Rd)

Pdia_G (Fb,Rd)

tauB (Fv,Rd)

nbr_B taux CAS

ton ton ton ton ton ton mini %

-3.000 2.800

5.149 58%

4.696 60%

19.093 16%

30.549 10%

8.832 34%

2 60 COMP TRAC

sans cette option :

max|Fx| max(Fx)

L net (Nu,Rd)

Veff,Rd Pdia_L (Fb,Rd)

Pdia_G (Fb,Rd)

tauB (Fv,Rd)

nbr_B taux CAS

ton ton ton ton ton ton mini %

-3.000 5.149 58%

4.696 64%

19.093 16%

30.549 10%

8.832 34%

2 64 COMP

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Prise en compte du frottement La longueur de toiture ‘protégé’ est le min(2b ;4h) alors que c’était seulement 4h en NV65

Par contre, L’Eurocode indique qu’il faut tenir compte du frottement pour les toitures isolées pour lesquelles l’aire de référence est la totalité du toit

Le générateur de contreventement prend en compte le frottement par défaut uniquement si vous avez défini la charge de couverture par un revêtement au lieu d’une valeur de charge de couverture. Sinon il faut imposer votre coefficient de frottement dans les propriétés des poutres-au-vent.

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Les imperfections des poutres-au-vent

Nota : NEd peut être pris en sécurité avec NEd=Asemelle*fy

Ces calculs ne sont pas utilisables en CM66+NV65

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La formule …(5.13) "qd=∑Ned*8*(e0+δq)/L²" est plus compréhensible en la transformant en "qd*L²/8=∑Ned*(e0+δq)" ∑Ned*(e0+δq) étant le moment secondaire dû à l'excentrement (e0+δq) des efforts de compression Ned dans les ailes supérieures des arbalétriers et le signe ∑ est la sommation des Ned de tous les arbalétriers bloqués par la poutre-au-vent L'Eurocode place en sécurité en prenant un Ned qui correspond au moment maximal au lieu de nous obliger à calculer les Ned de chaque chargement il faut faire des itérations car δq et qd sont interdépendants mais le CTICM préconise de s’arrêter à la première itération car cela converge très vite. Les imperfections des poutres-au-vent (en arc ou en brisure du fait des joints de faitage notamment) sont auto-stabilisées : elles ne sont pas à descendre jusqu’aux fondations. On le comprend en prenant un poteau simplement comprimé avec une imperfection locale : il reste stable avec juste les réactions verticales, Comme il y a une déformée, il y a des moments et donc des tranchants qui correspondent à l’effort de compression multiplié par la tangente à l’extrémité du poteau Normalement on doit auto-équilibrer les efforts en mettant des contre-efforts sur les appuis des poutres-aux-vents. Par contre les faux-aplombs de poteaux entrainent une légère redistribution des réactions mais globalement la somme des réactions reste égale. Dans le cas de poutres-au-vent hyperstatiques, il faut prendre en compte les différentes rigidités des palées de stabilités verticales.

Exercice complet sur cette nouveauté 2016 qui permet d’automatiser les

itérations sur les imperfections des poutres-aux-vent.

- Faire une double nef de 25m entraxe 5m et beaucoup de charges de toitures (couverture 50gk/m2, neige C2 altitude 600m) et vent

1,IIIb - Les valeurs de Nf aux faitages sont calculées par défaut

- Il faut activer le calcul de V/H des têtes de poteaux des files intérieures qui s’appuient sur les poutres-au-vent :

Les faux aplombs des poteaux intérieurs entrainent des efforts supplémentaires sur les poutres-au-vent, il faut activer l’option « calcul V/H » des nœuds de tête de poteau :

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- L’affichage des Nf et V/H se fait par « Affichage \ Imperfections

PAV » :

Nota : les efforts Nf et V/H dépendent du sens des vents Z et de la

position de chaque portique dans le bâtiment

Melody Bâtiment vous permet le même affichage et vous propose une note avec un tableau qui fait la somme des Nf et des V/H par file de

faitages ou de poteaux intérieurs.

Faire le contreventement

Et double-clique sur les nœuds de faitage de la membrure avant des poutres-au-vent (en fonction des stabilités intérieurs, Melody repère

automatiquement les mem1, mem2, mem3 s’il y a lieu)

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pour rentrer dans l’onglet PAV la somme des Nf pour VZ+ et VZ-

Et double-cliquez sur le nœud de poteau intérieur de la membrure avant

pour rentrer les 2 sommes de V/H

Renseignez aussi le nombre de portiques stabilité

Laissez un calcul classique (sans itération) pour noter le taux de travail

des cornières :

Revenez en saisie et lancez le calcul avancée (avec itération) par le menu

« Calcul \ avancés \ Imperfections PAV » ou par un clic milieu sur l’icône VERIFIER et plus rien ne va :

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Le traitement des traverses inclinées brisées

La brisure des traverses entraine un moment de renversement Mrenv=∑ Fi * di à partir duquel on calcule Feq= Mrenv/e qui vient s’ajouter aux efforts dans le plan des portiques.

Les imperfections en forme de brisure

Ces brisures se produisent au niveau des joints de continuité des traverses voir séminaire perfectionnement EC0-1-3

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Calcul des longueurs de flambement des poteaux Dans l'onglet "Stabilité\Flambement" du menu "Calcul\Options": Choix entre les méthodes KaKb ou n1n2 pour chaque code (CM66 et EC3) pour chacune de ces méthodes, ajout des options "Les pieds ne sont pas parfaits" La méthode n1n2 était donnée dans l'annexe E (DAN EC3) L’option "Les pieds ne sont pas parfaits" a été amenée par l’additif 80 pour le CM66. Cette option n’était pas prévue dans la méthode n1n2 , GRAITEC la propose donc hors-norme Cette méthode ressemble à la méthode Ka-Kb mais parle de souplesses au lieu de rigidités :

Méthode Ka-Kb (CM66)

Méthode Ka-Kb (CM66+Additif 80)

Annexe E ENV

Rigidités Rigidités Souplesse

Pieds articulés 0 0.05 1

Pieds encastrés 1 0.95 0

Elle semble plus défavorable que la précédente, pour notre portique habituel :

La méthode Ka-Kb donnait pour les poteaux des longueurs de flambement de 20.914m

Tron Long Rigidité nDeb nFin Relax Lf/Lo Lf groupes

m x10e6 m (Liste_Barres)

1 20,100 3,86 2 8 E E 201(2A4) 301(5A7)

2 5,000 32,54 1 2 A E 4,183 20,914 101(1)

3 5,000 32,54 9 8 A E 4,183 20,914 102(8)

L’annexe E donne des longueurs de flambement de 24.619m

Tron Long Rigidité nDeb nFin Relax Lf/Lo Lf groupes

m x10e6 m (Liste_Barres)

1 20,100 3,86 2 8 E E 201(2A4) 301(5A7)

2 5,000 32,54 1 2 A E 4,924 24,619 101(1)

3 5,000 32,54 9 8 A E 4,924 24,619 102(8)

Par défaut, en EC3 Melody utilise l’annexe E

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Les déplacements Ce sont des déplacements recommandés et non obligatoires !

Les déplacements verticaux

Tableau 4

Nature des locaux Fréquence propre verticale minimale (F1)

Période propre verticale maximale (T1=1/F1)

Habitations, Bureaux 2.6Hz 0.38sec

Gymnases, salles de danse 5Hz 0.2sec

Pour le calcul des fréquences voir le formulaire donné dans la revue 3-2011 du CTICM : Pour une poutre isostatique avec une masse linéique μb en kg/m et donc une masse totale mb = μb * l

Comme Melody ne sait pas calculer les fréquences propres des poutres de plancher, les limites sont restées celles du CM66 soit 1/300 et 1/500 Dans la version 2015, Melody vérifiera automatiquement la période propre des travées et dans ce cas prendre les valeurs limites des planchers recommandées par l’Eurocode.

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Les déplacements horizontaux Tableau 2 — Valeurs limites maximales recommandées pour les flèches horizontales

Conditions Limites

Bâtiments industriels à niveau unique sans pont roulant, avec parois non fragiles a)

c) d) :

— déplacement en tête de poteaux H / 150 — déplacement différentiel en tête entre 2 portiques consécutifs Li / 150

Autres bâtiments à niveau unique, sans pont roulant avec parois fragiles b) d) :

— déplacement en tête de poteaux Hi / 250 — déplacement différentiel en tête entre 2 portiques consécutifs Li / 200

Bâtiments industriels à plusieurs niveaux, sans pont roulant, avec parois non fragiles c) d) :

— entre chaque étage Hi / 200 — pour la structure dans son ensemble

si H < 20 m H / 200

si 20 m < H < 40 m H / (100 + 5H)

si H > 40 m H / 300

Autres bâtiments à plusieurs niveaux, sans ponts roulants d):

— entre chaque étage Hi / 300 — pour la structure dans son ensemble

si H < 10 m H / 300

si 10 m < H < 30 m H / (200 + 10H)

si H > 30 m H / 500

Hi est la hauteur du poteau ou de l'étage ou du montant de bardage H est la hauteur totale de la structure Li est la distance entre deux portiques consécutifs

Note : a) Bâtiments sans pont roulant : cas des bâtiments avec portiques simples ou à travées multiples, à un niveau, sans exigence particulièrement restrictive en matière de déformation. Pour les portiques avec pont(s) roulant(s), voir la NF EN 1993-6/NA. b) Autres bâtiments à niveau unique : ce sont des bâtiments ayant des exigences particulières en matière de déformations (ex. : étanchéité, fragilité des parois, aspect, confort, utilisation). Ils peuvent être simples ou à travées multiples. c) On entend par parois fragiles tout système d’enveloppe ou élément de remplissage ayant des exigences plus sévères en termes de déformation ou de compatibilité avec les éléments support. d) Dans le cas de parois fragiles, la valeur limite de flèche horizontale peut être supérieure lorsque des dispositions constructives adoptées pour les liaisons des parois à l'ossature le permettent. Pour la condition "Auto", Melody recherche le portique comporte plusieurs niveaux et s'il y a des ponts roulants, éventuellement Melody considère le décroché de toiture comme niveaux. Le choix « fragile » ou « non fragile » se fait par l’option « éléments non structuraux » de l’onglet « Codes » de la fenêtre « Chargement Portique » : « sans interférence » ou « avec matériaux ductiles » correspondent à « non fragiles »

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Les déplacements entre étages Le tronçon RDC des poteaux est le plus défavorable puisqu’il est articulé-encastré) alors que les autres étages sont encastré-encastré. Melody ne pouvant gérer actuellement qu’une seule longueur de référence, pour les poteaux à étages, par exemple, pour chaque nœud, il en faudrait deux : - une longueur de référence pour les déplacements globaux (par rapport au pied du poteau) - une longueur de référence pour les déplacements relatifs (hauteur d'étage) Les limitations actuelles sont :

- Les options graphiques ne permettent pas d’afficher les ratios de déplacements globaux (maximum ou totaux) pour les étages

- La note métal ne permet pas d’éditer les déplacements relatifs pour les têtes de poteaux La vérification des déplacements différentiels horizontaux Notez que dans le tableau 2, le déplacement différentiel entre portique ne concerne que les portiques à niveau unique. voir les options "déplacements différentiels\portique précédent" et "..\portique suivant" dans l'onglet "Déplacements\EC" du menu "Calcul\Options" Ces options sont activées par défaut pour chaque portique et tiennent compte des entraxes avant ou après le plan du portique ainsi que des nombres de travées avant et après pour chaque volume à gauche et à droite de chaque poteau exemple pour le premier portique intérieur par rapport à des pans-de-fer (hypothèse par défaut de Melody Portique) avec hauteur poteaux (H)=10m et Entraxe (L)=5m

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le ratio adm dx/H=1/150 soit un dép adm=67mm le ratio adm dx/L=1/150 soit un dép adm=33mm sans cette nouvelle condition le déplacement en tête de poteaux ne doit pas dépasser 67mm avec cette nouvelle condition ce déplacement ne doit pas dépasser 33mm

NOTA :

il est possible de forcer la vérification des déplacements à certains nœuds, dans l’onglet

« Dépl » de la fenêtre de propriétés des nœuds

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Les déplacements avec ponts roulants Pour les portiques avec pont(s) roulant(s), et dans l’attente de la publication de la norme NF EN 1993-6, il convient de limiter les flèches horizontales selon le Tableau 3:

Nouvel onglet « déplacements » dans la fenêtre des propriétés des ponts

roulants :

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à partir de v2016 ; les déplacements et ratios admissibles sont conformes au tableau 7.1/NA

de NF EN1993-6/NA:

RXELS.RLIM ratio admissible du déplacement des rails maximum avec les

combinaisons ELS par rapport au pied de poteau,

par défaut 400 pour RDX<hc/400

RXPNT.RLIM ratio admissible du déplacement des rails maximum avec ponts seuls

par rapport au pied de poteau,

par défaut 200 pour RDX<hc/200

DHELS.VLIM valeur admissible de la variation de la distance entre les deux rails

d'un pont sous combinaisons ELS

L'Eurocode impose de vérifier 20mm quand S<15m

RHELS.VLIM ratio admissible de la variation de la distance entre les deux rails d'un

pont sous combinaisons ELS

L'Eurocode impose de vérifier 750 (pour dS<S/750) quand S>15m

DVELS.VLIM valeur admissible de la différence de déplacements verticaux entre les

deux rails d'un pont sous combinaisons ELS

par défaut: 25mm

Sauf que Melody ne fait pas le choix entre dS<20mm si S<15m et

dS<S/750 si S>15m

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les deux conditions sont initialisées par défaut toutes les deux, c’est à

vous de mettre à zéro celle qui ne convient pas

Exercice rapide pour prendre en main les vérifications des déplacements

des rails des ponts roulants selon les critères de l’Eurocode.