Conception de poutre composite
selon ANSI/AISC 360-16

En ce qui concerne les structures de bâtiments non résidentiels à plusieurs étages, La construction composite est préférée à la construction purement en acier ou RCC. La clé de l'efficacité de la construction composite par rapport aux autres constructions peut être exprimée de manière simple. L'acier est bon en traction et le béton est bon en compression. Ceux-ci sont utilisés d'une manière qui conduit à des poutres légères. Le module / programme de conception composite de SkyCiv est capable de permettre à l'utilisateur de concevoir efficacement les poutres composites conformes aux dispositions de l'American,Normes européennes et australiennes.

Dans cet article, nous vous guiderons à travers la conception de poutres composites en tenant compte de l'ANSI/AISC 360-16 code de conception.

 

Points clés

• Prise en charge des TSA & LRFD

Le programme de faisceau composite prend en charge les deux méthodes d'AISC, à savoir ASD & LRFD. L'utilisateur peut choisir la méthode sur l'interface utilisateur comme entrée et concevoir le faisceau en conséquence.

• Conception de poutre avec n'importe quelle orientation de plate-forme.

Le module réalise la conception de poutres mixtes avec tablier ou sans tablier. L'orientation du pont ayant un angle de pont >20 degrés est considéré comme “poutre à tablier perpendiculaire” alors que l'angle < 20 degrés est considéré comme “poutre à tablier parallèle”.

Angle de platelage 45°

Angle de platelage 0°

• Capacité instantanée

Le programme prend en compte le cas de l'affaissement ainsi que l'estimation de la capacité du moment de flexion.
Ces capacités sont disponibles pour différentes options possibles comme indiqué ci-dessous:
Divers aménagements de pont sont possibles:

1. Pas de pont
2. Pan coupé parallèle à la poutre
4. Pan coupé perpendiculairement à la poutre
5. Auge ouverte ondulée parallèle à la poutre
6. Auge ouverte ondulée perpendiculaire à la poutre
7. Rentrant Ondulé parallèle à la poutre
8. Rentrant Ondulé perpendiculaire à la poutre

 

• Diagrammes de blocs de contraintes

Les paramètres du bloc de contrainte sont calculés intelligemment par le programme pour différents degrés de connexion de cisaillement par rapport à la position du PNA pour arriver au moment ultime de résistance de la section donnée. Ils sont représentés sous forme de tableau. Reportez-vous à la figure ci-dessous

Moment de résistance pour différents degrés d'actions composites

3 Les cas possibles de position PNA pour un cas de poutre sans pont sont illustrés à savoir

je) PNA réside dans la DALLE DE BÉTON

 

ii) PNA réside dans STEEL FLANGE

iii) PNA réside dans STEEL WEB

• Relation entre Degré de connexion de cisaillement et Rapport de résistance de moment

Le calcul de la capacité de moment de flexion est affiché pour différents degrés de connexion de cisaillement via UNIQUE GRAPH afin que l'utilisateur puisse:
je) évaluer la capacité de moment pour l'état actuel du connecteur de cisaillement
ii) prévoir la capacité de moment pour un ensemble différent de données de connecteur de cisaillement
Reportez-vous à la figure ci-dessous

 

Relation entre le degré de connexion de cisaillement et le rapport de résistance au moment

 

Comment utiliser l'action Graphique et tableau de la composition partielle?

Reportez-vous aux spécifications des goujons de cisaillement, c.-à-d., Diamètre & Espacement des goujons du rapport SkyCiv que vous obtiendrez après avoir utilisé le programme et exécuté la vérification de la conception. Un exemple d'instantané de la spécification est présenté ci-dessous.

 

• • Sélectionnez la valeur de "Degré d'action composite" sur l'axe X.
  • Obtenez la valeur respective du rapport de résistance du moment sur l'axe Y du graphique.
  • Obtenez la valeur de Moment Resistance pour le degré respectif d'action composite de la Fig2.

 

• Catégories de matériaux:
  Le programme peut évaluer la conception pour différentes qualités de matériaux, comme indiqué ci-dessous.

 

• Classification de la section en acier

Les calculs de capacité de moment de la poutre composite dépendent de la classification de l'élément de section transversale de la poutre en acier.

a. Calculer le rapport h/tw

où,

h = la distance libre de l'âme entre les semelles
tw = épaisseur de toile

Comparez le rapport avec les valeurs du chapitre B, Tableau B4.1b

c. Déterminer la classification de l'élément de section en acier.

d. Il est à noter que seul Compact et non compact des profilés en acier sont utilisés. Les sections transversales ayant des éléments minces sont évitées dans les poutres composites.

 

• Capacité instantanée:

La conception de la poutre composite pour les critères de résistance implique le calcul de la capacité de moment. Le module est capable d'évaluer la capacité de moment d'affaissement d'une poutre comme un cas de poutre simplement supportée. Trois possibilités doivent être prises en compte lors de la conception de la poutre composite. Le programme considère les trois possibilités et fournit les calculs détaillés pour chacun des cas.

• • Action composite complète (Connexions à cisaillement complet)

Le moment résistant est calculé en considérant que tout le cisaillement horizontal est transmis par les connecteurs de cisaillement.

 

• • Aucune action composite (Aucune connexion de cisaillement)

Le moment résistant est calculé pour la poutre en acier uniquement dans ce cas. Ce cas se produit pendant une courte période de temps pendant la construction.

 

 

• • Action mixte partielle (Connexions partielles de cisaillement)

La capacité de moment est calculée en tenant compte du transfert partiel du cisaillement horizontal à travers les connecteurs de cisaillement. La sélection appropriée du degré de connexion de cisaillement peut fournir l'utilisation très efficace des propriétés de l'acier et du béton.

 

 

• Capacité de cisaillement:

La capacité de cisaillement est calculée pour le cisaillement transversal ainsi que pour le cisaillement longitudinal.

 

Cisaillement longitudinal:

1. 1. L'ensemble du cisaillement longitudinal à l'interface entre la dalle de béton et la poutre en acier pour les poutres simplement supportées est supposé être transféré par les goujons à tête en acier ou les ancrages de profilé en acier.
   2. Les étapes d'évaluation de l'action composite partielle peuvent guider l'utilisateur dans l'optimisation des ancrages en acier en fonction des critères de résistance au cisaillement horizontal..

Les calculs étape par étape donnent également le nombre requis et fourni de connecteurs de cisaillement ainsi que les vérifications par rapport à eux avec un message approprié à l'utilisateur, comme indiqué ci-dessous

 

 

Cisaillement transversal:

Le cisaillement vertical résisté par la section transversale donnée est évalué sur la base de la contribution de l'acier de construction uniquement (selon AISC 360-16). Les calculs détaillés donnent la résistance au cisaillement transversal ainsi que la comparaison de celle-ci avec l'entrée pour déterminer le rapport d'utilité et l'état comme indiqué ci-dessous.

 

 

• Test et validation:

Nous avons pris les résultats de notre programme pour la 9 divers cas et les a validés avec les outils disponibles sur le marché pour la conception de poutres composites.

Voici la liste qui couvre tous les cas:

Voici la comparaison des résultats présentés sous forme graphique:

 

 

Les essais sont effectués pour vérifier les considérations techniques faites, sections/clauses applicables, calculs effectués. Vous trouverez ci-dessous les instantanés de la comparaison des résultats de SkyCiv et d'autres outils.