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Manuel d'application - Calcul statique -- Pannes aplomb Page 1 sur 28ELA-10-03

SEMA GmbH • Dorfmühlstraße 7-11 • D-87499 Wildpoldsried • Tél. +49-8304-939-0 • Fax +49--240Internet: http://www.sema-soft.com • E-Mail: [email protected] • ©2003 by SEMA GmbH.

Manuel d’application - Calcul Statique Version 9.1Charpente avec pannes aplomb

Exemple pour premier pas dans la Statique avec la Version 9.1

Dans la Version 9.1 il est possible d’exporter différentes pièces vers le programme de calcul Statique"MD Bat“ afin de vérifier leur section.Cet exemple traite la vérification statique de différents éléments et décrit les solutions techniques descas particuliers.Pour l'exemple, on peut charger un projet modèle comme base de départ. (Voir description plus bas)

Les charges du toit sont reprises par des parois porteuses (murs). Le solivage repose sur les paroisdu rez-de-chaussée (murs).

Les cas suivants sont vérifiés statiquement.

1. Vérification des chevrons : Le chevron normal et ensuite un chevron prolongé sur l’entréede la maison avec un appui supplémentaire réalisé par une panne volante seront vérifiés.

2. La section de la Panne intermédiaire sur la chambre à coucher sera vérifiée et la sectionajustée.

3. Pour la Panne sablière sur le côté sud de la maison, il n’y a pas d’appui au niveau de laTerrasse. Ici, un appui doit être ajouté.

4. La portée des Solives de Plancher est trop importante au niveau de la salle de séjour. Ici,une poutre porteuse doit être insérée et bien sûr calculée statiquement. On vérifieraégalement les solives en porte à faux au niveau du balcon

1

2

4. Solives de plancherdans la chambre avecsaillie pour balcon

1. Vérification du Chevron

2. Panne intermédiaire 3. Panne sablièresur la Terrasse

sur 28 Manuel d'application - Calcul statique -- Pannes aplombELA-10-03

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Procédure :Dans le gestionnaire de projets, créer un nouveau projet de construction et avec le bouton "Modèle"charger le projet "Statique avec pannes aplomb“.

Le projet de constructionmodèle, base pour toutes lesautres étapes dans cetexemple d'application, apparaîtsur l'écran (voir aussi image ci-dessous)

1. Vérification des Chevrons

• Le chevron normal doit d'abord être calculé. Pour cela marquer un chevron normal et avec"Fichier à Export à Export statique" envoyer des données de l'élément au programme decalcul statique "Md Bat".



Ensuite le menu de réglage de l'export statique suivant apparaît à l'écran :

Cliquer sur "démarrer"

Le programme de calcul statique "MD Bat“ démarre automatiquement.

Vue d’ensemble MD Bat "calcul statique de chevron"

Lancementdu calcul

Modificationdes saisies

Modification de lagéométrie (position

des nœuds)

Visualisation àl’écran (Zooms)

Enregistrement desrésultats pour le calculdes pièces inferieures



Sélection Barres(s)Cliquez une 1ère fois sur la pièce de bois à elle est sélectionnée en entier, sa couleur passe au jauneCliquez une 2ème fois sur une barre à elle seule est sélectionnée

En cliquant sur une autre barre, elle est sélectionnée également

"Epaisseur –Retombée" : section de la pièce de bois à calculer"Flèche admissible" : 1/xxx. Vous pouvez utiliser « Aide Admiss » pour les valeurs courantes.Si les flèches admissibles ne sont pas identiques pour toutes les barres, quand on sélectionne la pièce entière, laflèche admissible apparaît à "0"

3 possibilités :1. Vous saisissez l’épaisseur, la retombée et la flèche admissible. Le programme vérifie la poutre2. Vous saisissez l’épaisseur et la flèche admissible. Le programme calculera la retombée optimalisée3. Vous saisissez la retombée et la flèche admissible. Le programme calculera l’épaisseur optimalisée

La section et la flèche admissible sont reprises automatiquement de sema, vous pouvez "valider" directement.

Cliquer "Retour"



Sélectionnez l’essence du bois.(le« C22 » sera indiquéautomatiquement par défaut par sema)

Vérifiez l’entraxe Réel entre les piècesde bois.(Par défaut est inscrit l’entraxe définidans le Alt+F7 de Sema, chapitrechevronnage. Attention, cela necorrespond peut-être pas à l’entraxeréel sur le projet)

Répartie(s) : SélectionBarres(s)Sélectionner la pièce enentier ou chaque barre(voir « sections »)

Saisissez des valeurs dans« Permanente » et« Temp/Neige »Vous avez accès à « AideToiture » et « AideNeige » si nécessaire

Nodale(s) : SélectionNoeud(s)Sélectionner le ou lesnœuds que vous voulezcharger.



Dans « Aide Toiture », « Aide Plancher » … , vous avez le rappel des matériaux courants ou descharges à prendre en compte pour :- couverture- plancher- charges d’exploitationdes planchers

- saisissez la valeurdirectement au clavierou en cliquant avec lasouris sur la lignevoulue dans le tableaude droite(« Tuile mécanique +liteaux » pourl’exemple)

- les charges détailléessont comptabiliséesdans « TOTAL » etaprès validation sontimportées dans l’écrandes charges

Dans « Aide Neige », vousavez la possibilité decalculer la charge de neigesuivant la région (voir cartepage suivante), l’altitude, ….(« Région 2A + altitude300m » pour l’exemple)

Le « TOTAL suivantpente » après validationsera importée dans l’écrandes charges



NEIGE : DÉTAIL DES RÉGIONS NV 65 MODIFIÉES 99 - N 84 MODIFIÉES 95Carte des régions de neige



Valider,

Les charges apparaissent sur la pièce« P » pour Permanente« T » pour Temporaire

Les appuis sont automatiquementdéfinis lors de l’import de Sema, maisvous pouvez ici modifier, ajouter ousupprimer des appuis



Lancer le calcul avec : ou (F12) au clavier

Les résultats s’ouvrent sur ce premier tableau

Le résumé vous donne :- Les contraintes réelles sous charges Permanentes + Temporaires- Les Flèches réelles sous charges Permanentes + Temporaires- Les Contraintes réelles de Cisaillement longitudinal sous charges Permanentes + Temporaires

Calcul d’une section optimaliséeLa section est calculée de façon à ce que Contraintes et Flèches ne dépassent jamais 100% descontraintes et flèches admises

Vérification d’une sectionSi les contraintes et Flèches dépassent 100% des Contraintes et Flèches admises (marquées enrouges), augmentez la section et relancez le calcul



Visualisation graphique de la poutre de ses repères, de ses appuis

Tableau qui reprend les Caractéristiques du matériau sélectionné

Rappel des saisies effectuées

Réactions sur les appuis selon les différents cas de charge.Les réactions sous charges Permanentes et temporaires seront renvoyées séparemment dans Semaen ponctuel (daN) et en réparties (daN/ml)

Valeur et position du moment maxi sur chaque barreValeur et position du(des) moment(s) nul(s) sur chaque barre

Valeur et position de la flèche sur chaque travée

Affichage d’un graphique pour chacunde ses résultats

Cliquer pour revenir à la fenêtre de départ



Puis pour exporter les réactions d’appui vers Sema afin de calculer les pièces inferieures(pannes, ...)

En cliquant sur : (en haut à gauche)

Vous avez la possibilité de sauvegarder votre étudeDonner un nom de fichier

Puis

Et pour quitter MD-Bat et revenir dans SEMA

Ou laisser ouvert si voulez pouvoir consulter cette étude en calculant les autres pièces



vérification des chevrons sur l’entrée

• Marquer un chevron sur l’entrée (partie en saillie avec 1 panne sur poteaux) et avec "Fichier àExport à Export statique", ou avec le raccourci clavier "Shift+F11“ pour lancer l’export statique.

• La fenêtre d’export s’ouvre dans laquelle apparaît le fichier MDBat Chevron-Poutr.ini. Cliquer surDémarrer.

• Le programme de statique s’ouvre automatiquement avec la modélisation du nouveau chevron.

• De la même façon que pour le chevron 1, (possibilité de consulter les valeurs si vous avez laissél’étude ouverte)

- Choisir « Entraxe = 70 cm » dans « Matériaux/Entraxe »- Entrer les charges permanentes et temporaires dans « Charges »- Dans « Appuis », échanger l’articulation du 1er appui avec le Roul Horiz du 2ème appui

• Calculer avec ou (F12)

• Les résultats sontcorrects (aucunevaleur ne dépasse100% de la valeuradmissible)

• Quitter les résultats, puis pour exporter les réactions d’appui vers Sema.

• Sauvegarder votre étude sous « Solive normale » en cliquant sur :



2. Calcul de la panne intermédiaire sur chambre

• Marquer la panne intermédiaire et avec "Fichier à Export à Export statique", ou avec leraccourci clavier "Shift+F11“ pour lancer l’export statique.

• 6 fichiers ".ini" au choix dans "Réglages"

3 fichiers "MDBat-Structur à poutres ......" pourvérifier la panne avec le programme "Structure" deMD Bat

3 fichiers "MDBat-Poutr à poutre ......" pour vérifierla panne avec le programme "Poutre" de MD Bat

Les réactions d'appuis dues aux chevrons peuventêtre reportées sur la panne comme une chargeponctuelle à l'emplacement de chaque chevron oucomme une charge linéaire répartie sur toute lalongueur de la panne

Travail avec chargement ponctuel + linéaire :Avec les réglages "MDBat-........(tous les types de charge).ini", on retrouve les réactions de tous leschevrons qui posent sur la panne. La ligne surlignée en bleu correspond au chevron qui clignote sur lavue en plan.Pour chaque chevron, il y a 4 lignes

- Charge Ponctuelle : Permanente et Temporaire- Charge Linéaire sur toute la longueur de la panne : Permanente et Temporaire

Seules lesréactions deschevrons qui ontétés calculés aupréalable dansMD Batapparaissentdans ce tableau.

Ces réglagesseront peututilisés, ilsserviront quandon veut cumulerdes chargementsponctuels etrépartis. Ne pasutiliser pourl'instant



Travail avec chargement ponctuel :Avec les réglages"MDBat-.... (chargement ponctuel).ini"

On retrouve les réactions en ponctuel de tous leschevrons qui posent sur la panne.

Pour chaque chevron, il y a 2 lignes correspondantaux chargements Permanent et Temporaireséparés

Afin de copier le même chargement permanent à tous les chevrons qui n’ont pas étés calculés,Sélectionner en bleu la ligne du chargement ponctuel permanent du chevron que vous souhaitezutiliser (le plus défavorable), puis cliquer sur le bouton:

Toutes ces lignes seront également cochées automatiquement.

Rééditer cette opération pour le chargement ponctuel temporaire.

Il est également possible de copier des valeurs de chargement avec le copier/coller (Ctrl+C / Ctrl+V)en double cliquant directement sur la valeur.

Travail avec chargement linéaire :

Avec les réglages "MDBat-.... (chargementlinéaire).ini"

On retrouve les réactions en réparti de tous leschevrons qui posent sur la panne. Choisir lechevron que vous souhaitez utiliser dans« Pièce portée ».

Le chevron qui apparaît en premier est lechevron le plus défavorable de ceux qui ont étécalculés.(possibilité d’utiliser la barre d’espace pour fairedéfiler les choix)

Pour chaque chevron, il y a 2 lignescorrespondant aux chargements Permanent et Temporaire séparés

Et cliquer sur « Démarrer »



• Le programme de statique s’ouvre automatiquement avec la modélisation de la panne.• Toutes les saisies sont déjà effectuées. Vous pouvez les modifier en cliquant sur:

- « Sections » on retrouve la section de la panne dessinée. Les flèches admissibles sontsaisies automatiquement (1/300 en partie courante et 1/150 sur les débords)

- « Matériaux/Entraxe » le matériau est défini comme « Résineux C22 » par défaut. L'entraxen'est pas important, car les charges sont reportées en daN/ml

- « Charges » on retrouve le chargement dû à la réaction d’appui des chevrons- les « Appuis » sont également déjà définis


• Les résultats ne sont pascorrects, la flèche sur lestravées 1/2, 2/3 dépassela flèche admissible, lescontraintes sur les travées2/3 et 3/4 dépassent lescontraintes admissibles

Cliquer :



• Entrer dans pour trouver la section optimale

• Sélectionner la pièce et remplacer la retombée par « 0 »

Valider puis recalculer la pièce

• Les résultatssont corrects(aucunevaleur nedépasse100% de lavaleuradmissible)

L’épaisseur est restée à 16cmLa retombée optimale trouvée est de 31cm au lieu de 22cm


• Sauvegarder votre étude sous « Solive normale » en cliquant sur :

• Pour actualiser la section:

1. Revenir dans leprogramme Sema.

2. Marquer la panne.3. Cliquer sur la fonction

"Modifier“.4. Inscrire la hauteur

donnée par leprogramme destatique 31cm (0,310).

5. OK confirmer.



3. Panne sablière sur la Terrasse

Vérification de la panne sablière au niveau de la terrasse. Il faut tenir compte de la longueur de lasaillie en porte à faux de la panne sablière. Augmenter la section ne résoud pas le probléme.La meilleure solution est de rajouter un point d’appui (poteau).

• Procédure dans le programme SEMA:

• Sélectionnez le programme Chevronnage

Ensemble dedonnées souches

Menu de saisie



Effectuez les entrées indiquées ci-dessus:

• Sélectionnez l’ensemble de données souches du poteau de section 16/16.• Sélectionnez dans l’ensemble de données souches au point Lien "aucun“ puis confirmez.• Sélectionnez au champ Poteau FI "à hauteur fixe“ "0“ et Poteau FS "sous Pièce" puis

confirmez.• Saisissez la panne sous laquelle le poteau doit être généré.• Le pointeur de la souris change, il est alors possible de placer le poteau dans le prolongement de

la paroi extérieure. Saisissez au champ Distance le point de la vue en plan souhaité etsélectionnez au champ Position "droite“.

• Après avoir confirmé avec Entrée (et quitté la fonction avec ) le programme génère lepoteau sous la panne.

Calcul de la panne sablière

• Marquer la panne sablière et avec "Fichier à Export à Export statique", ou avec le raccourciclavier "Shift+F11“ pour lancer l’export statique.

• La fenêtre d’export s’ouvre dans laquelle onpeut choisir le fichier MDBat Poutr à poutre(chargement linéaire).ini pour travailleravec une charge répartie.

Le chevron qui apparaît en premier est lechevron le plus défavorable (le chevron qui aété calculé).

Et cliquer sur « Démarrer »

• Le programme de statiques’ouvre automatiquement avec lamodélisation de la panne.

• Toutes les saisies sont déjàeffectuées. En cliquant sur« Charges » on retrouve lechargement dû à la réactiond’appui des chevrons :



• Pour matérialiser l’appuicontinu sur le mur, on vaajouter des appuis

Selectionner la 3ème barre

Cliquer pour ajouter desnœuds répartis sur cette barre

Indiquer le nombre de nœudssouhaités

(par exemple 2)

"Valider"

• Avec

selectionner chacun des 2nœuds ainsi créés et appui surle bouton correspondant àl’appui souhaité à ces noeuds

Puis « Retour »


• Les résultats sont corrects(aucune valeur ne dépasse100% de la valeur admissible)


• Sauvegarder votre étude en cliquant sur :

Créer des nœuds répartis

Nombre de noeuds



4. Solivage dans la chambre avec saillie sur le balcon

Il est nécessaire de vérifier les propriétés statiques du solivage. Le problème rencontré ici est lemême que pour la panne intermédiaire : la portée.Les solives en porte à faux sont également un point critique.

Procédure:

• Il est conseillé d’exporter en premier la solive recevant la charge la plus importante. Il s’agit de lasolive avec la plus grande portée et avec une saillie en porte à faux (voir image ci-dessous).

• Sélectionnez "MDBat poutr à poutre (chargement linéaire).ini" dans le menu Export.Après confirmation, le programme de calcul statique MD Bat s’ouvre automatiquement.

Toutes les saisies sont effectuées automatiquement sauf les charges.Faire attention à l'entraxe (venant du Alt+F7 de Sema) qui peut-être différent de l'entraxe réel.



Définition des Charges, appuyer sur le bouton :

Partie intérieure :Sélectionner la 2ème barre

Avec « Aide Plancher »

Charges permanentes :Bouton « Plancher » (en bas)

Matériaux, choisir :Plancher, « Parquet chêne 23mm »+ sous face, « placo 12.1 » pourl’exemple

Charges temporaires :Bouton «Chrg Exploitation »(en bas)

choisir :« Habitation / ComblesHabitables »

Valider 2 fois




Partie extérieure :Sélectionner la 1ère barre

Procéder de la même façon avec « Aide Plancher »

Charges permanentes : Bouton « Plancher » (en bas)Matériaux, choisir : Plancher, « Parquet chêne 23mm » pour l’exemple

Charges temporaires : Bouton « Chrg Exploitation » (en bas)choisir : « Balcon / Bureau Paysager »

Valider 2 fois



• Les résultats ne sont pascorrects, la flèche dépasse laflèche admissible sur toutes lestravées

Nous allons donc ajouter un appui supplémentaire en créant une poutre porteuse sur la grande travée

Quitter MD-Bat pour revenir dans sema



Création d’une solive dans le programme SEMA

• Passez à la partie de programme Solivage.• Sélectionnez la fonction "Pièce libre".• Sélectionnez l’ensemble de données souches "Solive 10".• Entrez "-0,220m" pour la position Z.

La solive est alors abaissée de 22cm par rapport au solivage (la solive est positionnée sous lesolivage, qui a une épaisseur de 22cm).Une valeur positive provoque l’élévation de la solive par rapport au solivage.

• Confirmez l’ensemble de données souches avec "OK" afin de passer à la ligne d’entrée.• Saisissez en premier la paroi du bas puis la paroi du haut avec l’entrée d’un angle de 90° (voir

image ci-dessus).• Entrez au champs "Distance" la valeur "-0,200" ou saisissez le point correspondant avec le

pointeur de la souris.• Sélectionnez au champs "Position" l’option "gauche" afin d’obtenir un décalage de 20cm par

rapport à la paroi.• La solive est générée. Quittez la fonction avec .

• Afin d’attribuer une surface de contact entre la solive et les parois, il est nécessaire de la rallongerdes deux côtés.

• Saisissez la solive et sélectionnez la fonction "Couper".

Passez àSolivage

Sélectionnez"Pièce libre“

Position-Z "-0,220“



• Sélectionnez l’option "Rallonger / Raccourcir " afin de passer à la ligne d’entrée.• Entrez la valeur "0,150" ou saisissez le point correspondant avec le pointeur de la souris.

• L’extrémité marquée (flèche) est l’extrémité qui va être rallongée (voir image ci-dessus).• Rallongez l’autre extrémité de la solive de la même manière.

• Relancer le calcul de la solive en porte à faux avec les mêmes chargements






• Vérification de la solive sans balcon

• Relancer le calcul avec les mêmes chargements que la partie intérieure de la solive en porte àfaux






Calcul de la poutre porteuse

• Nous allons vérifier la section de la poutre porteuse que nous avons placée sous le solivage.• Marquer la poutre et avec " + " lancer l’export statique. La fenêtre d’export s’ouvre

dans laquelle on peut choisir le fichier MDBat Poutr à poutre (chargement ponctuel).ini pourtravailler avec la réaction des solives en ponctuel.

Les réactions d’appui des 2 solives qui ontété calculées apparaissent.- Les 2 premières lignes correspondent à lasolive sans balcon (sur 3 appuis),- Les 8 autres lignes correspondent auxsolives avec balcon (avec porte à faux)

Afin de copier le même chargement ponctuelpermanent sur toutes les solives qui n’ontpas étés calculées.Sélectionner en bleu la ligne du chargementponctuel permanent de la solive de balconqui a été calculée.

cliquer sur le bouton

Rééditer cette opération pour le chargementponctuel temporaire



• Après confirmation, le programme de calcul statique MD Bat s’ouvre automatiquement.

- Dans « Sections », il nécessaire de modifier la flèche admissible pour les barres du milieu:saisir une Flèche admissible = L/500 (Poutre support solive plancher)

- Dans « Matériau/Entraxe », choisir du Lamellé collé GL24- Dans « Charges », les charges ponctuelles dues aux réactions d’appuis des solives

apparaissent automatiquement en daN


• Les résultats ne sont corrects (Laflèche dépasse la flècheadmissible)

• Quitter les résultats



• Dans « Sections », saisir une épaisseur de "0"

• Relancer le calcul

• Le programme calcule une section optimalisée de 11x24 cm



• Dans Sema, marquer la poutre en rouge, puis choisir la fonction "modifier", saisir la largeur(épaisseur) de la poutre à 11cm, puis choisir l'arête qui doit rester à la même position (ici la droite).Il y a également possibilité d'indiquer le matériau "Lamellé-collé" dans un des champs de l'onglet"LM" afin d'envoyer cette information dans une colonne de la liste de matériaux.Cliquer sur "Ok" pour valider

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