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sensd.02 - Conception en acier formé à froid EC3

sensd.02.en

Points importants

Conception d'éléments formés à froid conformément à la norme Eurocode 3 entièrement intégrée dans l'environnement de conception acier standard de SCIA Engineer.
Dérivation d'une forme efficace, y compris le flambement distorsionnel pour les raidisseurs internes et de bord et les plis à double bord.
Sections efficaces dérivées pour les sections droites de bibliothèque et les sections droites générales : prise en charge de toute forme arbitraire, également lors de l'importation à partir d'un logiciel de CAO.
Contrôles avancés des forces transversales locales, également pour les sections avec des âmes raidies.
Contrôles spéciaux de la conception des pannes, y compris la dérivation de la géométrie de la semelle libre, les contrôles sous gravité et le chargement de soulèvement.
Contrôles précis et étendus conformément aux parties pertinentes des normes EN 1993-1-3, EN 1993-1-5 et EN 1993-1-1.

 

Le module de conception en acier formé à froid pour la norme EN 1993 est une extension du module sensd.01.en Conception acier. Il vous permet de concevoir des éléments en acier formés à froid selon les normes européennes EN 1993-1-3, EN 1993-1-5 et EN 1993-1-1.

  • Les contrôles de section et de stabilité sont tous deux pris en charge : ceux-ci sont exécutés de la même façon que les éléments en acier traditionnels.
  • Les mécanismes de décision intégrés déterminent les articles de norme à utiliser, en fonction de la géométrie, des efforts internes, de la présence de tôles et d'autres paramètres du modèle.
  • Les propriétés de section effective réduites en raison du voilement local et flambement distortionnel sont prises en compte dans tous les contrôles.
  • Les procédures de conception spécialisées pour les ruptures sous des forces transversales locales et pour les pannes fixées aux tôles sont mises en œuvre de la façon spécifiée dans la norme.

 Design of cold-formed steel members  Design of cold-formed steel members

Avantages

 Design of cold-formed steel members

  • sensd.02 analyse une vaste gamme de sections acier ouvertes pour détecter les effets de flambement locaux.
  • Les sections droites efficaces sont dérivées pour la compression, la flexion des axes forts et faibles ; celles-ci sont ensuite utilisées dans les contrôles généraux selon les normes acier, si nécessaire, et peuvent être affichées graphiquement.
  • La dérivation de forme efficace prend en compte inclut le flambement distorsionnel des raidisseurs de bords et intermédiaires et des plis à double bord.
  • Les informations en amont du calcul de section efficace augmentent la productivité en nécessitant des entrées de l'utilisateur très limitées.
  • La bibliothèque de profils contient une grande variété de produits de fabricants d'acier formé à froid ; les dimensions de ces profils peuvent également être modifiées par l'utilisateur, étendant ainsi la bibliothèque de profils avec plus de produits.
  • Grâce à l'Éditeur de sections générales (inclus dans le module sen.05), les utilisateurs peuvent définir des sections droites personnalisées, y compris effectuer des importations à partir de fichiers xf et dwg.
  • L'effet de support des tôles d'acier est pris en compte pour la conception économique des pannes. Une bibliothèque de produits de tôles de fabricants populaires est également disponible.
  • Une procédure d'optimisation automatique (AutoDesign) dans la fonctionnalité de conception acier sélectionne les profils appropriés en fonction des (1) efforts internes dans la structure et de l'élancement des éléments, et du (2) jeu de profils préférés sélectionnés par l'utilisateur.

Fonctionnement

La fonctionnalité unique de SCIA Engineer analyse la géométrie d'une section droite afin de reconnaître les éléments internes, les saillies, les raidisseurs de bord et intermédiaires, et effectue des calculs exhaustifs sur la base des règles fournies dans la norme spécialisée EN 1993-1-3:2006/AC:2009.

  •  Design of cold-formed steel members​Vous pouvez affecter des sections droites en acier formé à froid aux éléments du modèle 3D.
  • Ces profils en acier formé à froid sont analysés. Leurs parois sont classées en tant que saillies symétriques/asymétriques internes (avec ou sans renforcements intermédiaires) et pièces rigides ; pour les sections droites générales, la classification déterminée automatiquement peut être adaptée par l'utilisateur.
  • Le programme vérifie si la section transversale modélisée est conforme aux limitations spécifiées dans la norme (en ce qui concerne les ratios largeur-épaisseur, la taille adéquate des raidisseurs, etc.).
  • La méthode d'analyse de largeur efficace est appliquée pour chacun des éléments de profil ; les réductions dues aux effets de flambement localisés sont prises en compte.
  • Les largeurs fictives sont utilisées pour la détermination des propriétés de section efficaces.
  • Le flambement local est pris en compte en réduisant la largeur des pièces droites ; le flambement distortionnel est pris en compte en réduisant l'épaisseur efficace des raidisseurs.
  • Des itérations peuvent être effectuées pour définir une géométrie plus précise des raidisseurs (itérations de raidisseur) et une répartition plus précise des contraintes dans la section transversale (itérations de section complète).
  • Une géométrie de section réduite est dérivée pour les cas de flexion pure et de compression pure. Les gradients de contrainte pour les flexions portant à la fois sur les axes faibles et les axes forts sont correctement générés. L'interaction des effets de charge est prise en compte selon la norme EN 1993-1-1 au niveau des contrôles de section et de stabilité.
  • Pour les sections provenant de la bibliothèque de profils, vous pouvez peut choisir d'utiliser directement les propriétés de section efficace fournies par le fabricant. Dans ce cas, les calculs de section efficace ne seront pas effectués et les valeurs de catalogue seront utilisées.
  • Avec les propriétés de section transversale définies et les décalages des axes neutres, les contrôles de section et de stabilité sont effectués selon la norme EN 1993-1-3.
  • Pour améliorer la stabilité, des éléments supplémentaires peuvent être inclus dans le modèle : des diaphragmes de revêtement, des contraintes de déversement et des raidisseurs d'âme.
  • Des considérations spéciales sont suivies lors de la conception de pannes retenues par des tôles (selon le chapitre 10 de la norme EN 1993-1-3).
  • Des dispositions d'état limite d'utilisation sont appliquées sur la base des règles relatives aux éléments en acier traditionnels. Les flèches pour les charges variables et totales sont contrôlées ; la cambrure peut également être appliquée sur les éléments en acier formé à froid (saisie manuellement ou déterminée par le logiciel).

Limite d'élasticité moyenne

Dans les cas répondant aux exigences de la norme (par exemple, des sections entièrement efficaces soumises à une compression axiale), la limite d'élasticité moyenne sera prise en compte lors de la dérivation de la résistance d'un élément. Seule la méthode de production (roulage ou pliage par presse) doit être spécifiée ; la valeur correcte du coefficient k sera prise en compte en conséquence.

Épaisseur de l'âme de l'acier

SCIA Engineer réduit automatiquement l'épaisseur nominale définie par l'utilisateur (ou spécifiée dans le catalogue du fabricant lorsque les profils sont pris dans la bibliothèque de profils) pour prendre en compte l'épaisseur des couches de protection contre la corrosion. Par défaut, une réduction de 0,04 mm est prise en compte, ce qui correspond à la pratique de galvanisation standard, c.-à-d. un revêtement de 275 g/m2 de zinc sur les deux faces des profils.

Arrondi des angles

Si la section droite analysée présente une forme standard, SCIA Engineer prend en compte correctement la présence d'angles arrondis dans les profils. Les formes standard sont fournies dans la bibliothèque de profils :

  • Les formes courantes, telles que les gorges, les sections en U, les sections en Z à symétrie ponctuelle et asymétriques (avec ou sans raidisseurs de bord), les sections en Σ et les sections en Ω.
  • Les formes spéciales, telles que les sections en Z à symétrie ponctuelle et asymétriques avec des raidisseurs de bords inclinés, les profils en gorge et en Σ avec des raidisseurs de bord complexes (2 plis), les formes en sigma avec des ailes inclinées ou des segments en arc.
  • Les sections par paires, telles que les C dos à dos et les Σ dos à dos.

Pour les profils ne correspondant pas à ces limitations, les arrondis d'angles sont ignorés et les sections sont représentées par des éléments plats.

Conception des pannes

 Design of cold-formed steel members - purlin design

Les contrôles spéciaux des pannes retenues par des tôles sont effectués pour les profils répondant aux exigences du chapitre 10 de la norme EN 1993-1-3. L'augmentation de la capacité portante est obtenue, parce que certains contrôles de conception standard ne doivent pas être effectués pour de tels éléments (par exemple, pour le déversement ou la stabilité combinée lors de la compression et de la flexion axiales).

Ce module permet la prise en charge flexible provenant des diaphragmes d'être prise en compte en tant que ressort de rotation au point de fixation.

  • L'analyse prend correctement en compte la position et la rigidité des diaphragmes de toit. Selon le cas de charge, un diaphragme est fixé au côté d'un élément soumis à une compression ou une tension et qui résulte en un comportement différent en matière de stabilité.
  • La géométrie de la semelle libre est déterminée, ainsi que l'importance de la charge latérale fictive.
  • À partir du calcul de résistance au flambement de la semelle libre, un espacement adéquat entre les barres anti-affaissement peut être déterminé.

 Design of cold-formed steel members Sections droites prises en charge

  • Sections transversales standard provenant de la bibliothèque de profils (voir ci-dessus)
  • Sections géométriques à parois minces (introduites au moyen d'une forme conceptuelle et des dimensions et de l'épaisseur de parois)
  • Paires de profils en acier formé à froid (par exemple, une section sigma dos à dos)
  • Sections à parois minces générales ou polygones avec une représentation à paroi mince

Résumé des contrôles effectués

Les contrôles de section suivants sont effectués :

  • Traction axiale
  • Compression axiale
  • Moment de flexion
  • Effort tranchant
  • Torsion (pas effectué en cas de support suffisant de la part du diaphragme de toit)
  • Forces transversales locales pour les âmes rigidifiées ou non rigidifiées
  • Traction et flexion combinée (pas effectué en cas de support suffisant de la part du diaphragme de toit)
  • Compression et flexion combinée (pas effectué en cas de support suffisant de la part du diaphragme de toit)
  • Cisaillement, force axiale et moment de flexion combinés
  • Flexion et force transversale locale combinées

Les contrôles de stabilité suivants sont effectués :

  • Flambement de flexion
  • Flambement par torsion et par torsion-flexion
  • Déversement (selon la norme EN 1993-1-1, la force de flambement élastique est déterminée à partir de l'équation cubique de la stabilité globale)
  • Pour les pannes, des contrôles spéciaux pour le flambement d'une semelle libre sont effectués conformément au chapitre 10.
  • Stabilité combinée : flexion et compression axiale (selon les équations d'interaction de la norme EN 1993-1-1 ou la formule simplifiée de la norme EN 1993-1-3)
  • Stabilité combinée : flexion et traction axiale

Si un diaphragme de toiture offre un support suffisant, seuls les contrôles de flambement flexionnel pour l'axe fort sont effectués.

 

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