Modéliser une dalle unidirectionnelle
Une dalle unidirectionnelle est une dalle qui porte les charges dans une direction principale. Cela peut être une dalle appuyée sur deux côtés uniquement ou une dalle appuyée sur ces quatres côtés dont la plus grande portée Ly fait au moins deux fois la petite portée Lx. Le dimensionnement d’une dalle unidirectionnelle implique des armatures principalement dans la direction porteuse.
Dans un logiciel d’éléments finis comme SCIA Engineer, une dalle appuyée sur ses quatres bords sera considérée par défaut comme bidirectionnelle. Puisqu’il n’y a pas de direction porteuse principale prédéfinie, la rigidité en flexion de la dalle participera aussi bien pour la direction x que y. Dans SCIA Engineer, l’utilisateur peut faciliment définir une dalle avec une direction porteuse.
Figure 1 : Moments fléchissants dans une dalle bidirectionnelle (à gauche) et une dalle unidirectionnelle (à droite)
Dans SCIA Enginner, la modélisation d’une dalle unidirectionnelle peut se faire avec les propriétés d’orthotropie. Deux types peuvent être utilisés et sont expliqués ci-dessous.
Dalle unidirectionnelle avec le type d’orthotropie “Deux épaisseurs”
L’exemple consiste en une dalle appuyée sur des poutres et poteaux. Dans les propriétés de la dalle, changez le modèle éléments finis sur « Orthotrope », éditez les propriétés d’orthotropie et sélectionnez le type "Deux épaisseurs". Les données à insérer sont l’épaisseur de la dalle pour le calcul de la rigidité en flexion dans la direction x, d1, et la direction y, d2. Pour une dalle portant principalement dans la direction x (petite portée dans l’exemple), d1 doit être égal à l’épaisseur réelle de la dalle (180 mm) et d2 (épaisseur pour la direction y) doit être réduit.
Figure 2 : Paramètres pour une dalle unidirectionnelle avec le type “Deux épaisseurs”
Il n’y a pas de règle spécifique pour la valeur d2. Plus d2 sera petit, plus les résultats seront proches de la distribution de charge suivante :
Figure 3 : Moment fléchissant dans les poutres porteuses d’une dalle unidirectionnelle (à gauche) et d’un panneau de charge unidirectionnel (à droite)
Le moment résultant mx dans la dalle est alors proche de celui d’une poutre simplement appuyée de 1m de large :
Figure 4 : Moment fléchissant mx dans une dalle unidirectionnelle
Dalle unidirectionnelle avec le type d’orthotropie “Dalle unidirectionnelle”
Ce type d’orthotropie peut aussi être utilisé pour modéliser des dalles alvéolaires et nécessite la définition de trois paramètres : la section de poutre équivalente CSS, l’espacement L utilisé pour le calcul de la rigidité en flexion dans la direction 1 (ou x) et l’épaisseur de la chape de béton h, utilisé pour le calcul de la rigidité en flexion dans la direction 2 (ou y). Pour modéliser une dalle unidirectionnelle, une petite valeur de h peut être utilisée. Cependant, gardez en mémoire que ce h est aussi utilisé pour le calcul du poids propre de la dalle.
Pour la section de poutre équivalente, une forme de dalle équivalente est utilisée : "épaisseur de la dalle" par "largeur de la poutre" : 180 x 1000 mm. Pour l’espacement L, comme la dalle est pleine, la même valeur que la largeur de poutre est prise : 1000 mm.
Figure 5 : Paramètres pour une dalle unidirectionnelle avec le type “Dalle unidirectionelle"
Figure 6 : Moments fléchissant dans les poutres porteuses et dans la dalle avec le type “Dalle unidirectionelle"
Pour de petites valeurs de d2 ou h, les deux types d’orthotropie donnent les même résultats pour le moment fléchissant dans la direction porteuse et pour la charge transmise aux poutres porteuses.
Il y a quand même quelques différences entre les deux types d’orthotropie. Premièrement, l’utilisation du type “Dalle unidirectionelle” donne des moments plus grands dans les poutres secondaires (parallèles à la direction porteuse). Cela est dû au fait que la composante de moment torsionel (D33) est différentes entre les deux types. Deuxièmement, avec le type “Dalle unidirectionnelle”, le poids propre de la dalle est calculé sur la base de l’épaisseur de la chape de béton h uniquement. La hauteur totale de la dalle n’est donc pas prise en compte et l’utilisateur doit ajouter le poids manquant manuellement dans un cas de charge permanent.
Pour plus d’information sur les types d’orthotropie, voir l’article suivant