Charges surfaciques dans les systèmes unidirectionnels et bidirectionnels

Lorsque vous concevez une structure pour supporter une dalle, il est important de considérer comment la dalle transmet sa charge aux éléments de structure. Ceci est généralement défini par la zone d'affluent de la dalle. La zone tributaire explique la partie de la dalle supportée par une poutre particulière. Dans votre modèle, vous pouvez envisager d'ajouter un élément de plaque pour modéliser la dalle. Par contre, en considérant l'adéquation de vos poutres, poutrelles, et poutres, cela peut ne pas être approprié. Lorsque les charges sont transférées de la plaque aux nœuds (pas d'interaction avec les membres intermédiaires), une rigidité indésirable peut être introduite dans votre modèle. Au lieu, une approche plus appropriée consisterait à considérer ce que l'on appelle une «charge surfacique» ou une «charge tributaire". Cela implique la conversion d'une charge de pression (qui agit le long d'une surface) à une charge répartie qui agit sur les poutres, poutrelles, et poutres. Ces membres soutiennent la surface. Dans cet article, nous allons explorer deux exemples de la façon dont cela peut être fait. Mathématiquement, le calcul de la charge répartie est simplement exprimé comme: [math]\commencer{équation} w=qt_w \end{équation}[math] Où w est la grandeur de la charge distribuée / surfacique, q est l'amplitude de la charge de pression, et T_w est la largeur de l'affluent. La largeur de l'affluent est la largeur d'une zone divisée en fonction du type de charge de zone. La considération à ce stade est de déterminer si un système est unidirectionnel ou bidirectionnel, permettant d'attribuer la largeur de l'affluent et la répartition de la charge à l'élément. En général, si la charge de la dalle est délivrée aux poutres dans une direction, alors le système est à sens unique. inversement, si la charge est délivrée aux poutres et aux poutres dans les deux sens, alors le système est considéré comme bidirectionnel.

Exemple: Système à sens unique

Dans cet exemple, la charge de pression de la dalle est transférée directement aux poutres. Étant donné que les poutres ne soutiennent pas directement la dalle, le système est considéré à sens unique. La charge surfacique est donc calculée comme:     [math]\commencer{équation} w=qt_w=1,2 times 3/2=1,8 kip / ft \end{équation}[math] Un système à sens unique divisera la zone formée par les deux membres sélectionnés. Dans cet exemple, car c'est un rectangle, le profil de la charge surfacique est également rectangulaire comme indiqué ci-dessous. Notez que le profil n'est pas toujours rectangulaire, mais plutôt il est toujours quadrilatère et représente une division égale de surface entre les deux membres. Dans certains cas, des charges ponctuelles sont ajoutées afin d'équilibrer la force du système si la dalle surplombe l'élément.  

Système bidirectionnel

Pour la même structure que l'exemple précédent, si la dalle était à la place directement supportée par des éléments 2,8,5,9 alors le système serait considéré comme bidirectionnel. La dalle occupe la même surface que la question précédente, cependant le profil de charge changera. Pour les systèmes bidirectionnels, des lignes bissectrices sont tracées à partir des coins pour créer une paire de triangles et une paire de quadrilatères comme indiqué dans le diagramme ci-dessous:   C'est à dire, le calcul de la charge surfacique pour les barres 8 et 9 est donné par: [math]\commencer{équation} w=qt_w=1,2 times 3/2=1,8 kip / ft \end{équation}[math] Et pour les membres 2 et 5 (par trigonométrie simple), [math]\commencer{équation} w=qt_w=1,2 times 1,5tan(45^ circ)= 1,8 kilos / ft \end{équation}[math] L'application de ces charges surfaciques à la structure est illustrée ci-dessous: A travers ces exemples, nous avons examiné les deux types de charges surfaciques. Pour en savoir plus sur la mise en œuvre de cette fonctionnalité par SkyCiv, consultez notre documentation de charge surfacique ici.

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