Semelles superficielles
Avec le module 'Semelles superficielles', les logiciels CYPECAD et CYPE 3D dimensionnent des fondations réalisées avec des semelles rigides en béton armé ou en béton massif, isolées ou combinées (plusieurs poteaux et noyaux disposés librement).
Le module permet aussi de concevoir les poutres de liaison et les poutres de redressement entre semelles. Dans CYPECAD, vous pouvez également dimensionner des semelles filantes sous murs.
Informations générales
Où trouver les outils
- CYPECAD : menu 'Fondation' (onglets 'Entrée de poutres' ou 'Résultats').
- CYPE 3D : menu 'Éléments de fondation' (onglet 'Fondation').
Types de semelles dimensionnés
Dans les deux logiciels, le module 'Semelles' permet de dimensionner des semelles :
- en béton armé ou en béton massif ;
- à hauteur constante ou variable (pyramidale) ;
- carrées, rectangulaires centrées ou rectangulaires excentrées (selon votre choix et les efforts agissants).
Vous pouvez sélectionner plusieurs poteaux et noyaux afin de leur attribuer une semelle commune.
Module complémentaire
Pour aller plus loin, utilisez le module 'Calcul avancé de fondations superficielles'. Il permet notamment :
- de concevoir des semelles avec des découpes dans leur géométrie ;
- dans CYPECAD, de traiter les fondations avec croisements de poutres de liaison et de redressement.
Génération automatique des semelles, poutres de liaison et de redressement
Dans CYPECAD
Le module 'Semelles' permet de générer automatiquement les semelles et les poutres de redressement nécessaires, avec des dimensions initiales, avant le dimensionnement.
Le logiciel :
- identifie les semelles d’angle, mitoyennes ou centrées ;
- place automatiquement les poutres de redressement destinées à recentrer la charge des semelles excentrées.
Pour lancer cette génération, indiquez simplement l’angle et la distance de vue afin que le logiciel détecte la disposition des poteaux.
Cette fonction est particulièrement utile si la structure comporte de nombreux poteaux. Modifiez ensuite manuellement les éléments de fondation que vous jugez inadaptés.
Dans CYPE 3D
Le fonctionnement diffère : le logiciel génère :
- toutes les semelles centrées ;
- des poutres de liaison entre les poteaux du contour (cas le plus courant pour les fondations de bâtiments).
Attribuez ensuite manuellement, si nécessaire, le type de semelle souhaité à chaque poteau.
Semelles filantes sous mur
Pour les murs, CYPECAD dimensionne des fondations :
- avec liaison extérieure : semelle filante sous mur ;
- sans liaison extérieure : poutre de fondation.
Si vous définissez une fondation de mur comme semelle filante (liaison extérieure), le module conçoit la semelle à partir de dimensions minimales, comme pour les semelles sous poteaux.
Si la semelle sous mur est excentrée (par exemple avec pantin mais sans talon), dimensionnez les poutres de redressement reliant cette semelle aux poteaux intérieurs afin de recentrer la charge.
Édition des semelles superficielles
Après calcul et dimensionnement, éditez n’importe quelle semelle pour consulter :
- le dimensionnement,
- l’armature.
L’éditeur de semelles vous permet aussi de :
- changer le type de semelle ;
- modifier les dimensions et l’armature ;
- ajuster les options d’augmentation utilisées lors du dimensionnement.
Après vos modifications, lancez une vérification ou un dimensionnement avec l’une des options suivantes :
1) Complet
Dimensionnez la semelle en tenant compte :
- du type de semelle,
- des matériaux,
- des options d’augmentation.
Les modifications manuelles de dimensions ou d’armatures ne sont pas prises en compte.
2) Dimensions minimales
Vérifiez la semelle avec les dimensions que vous avez saisies (en tenant compte des éventuels changements de matériau).
Si nécessaire, le logiciel augmente les dimensions selon :
- la typologie choisie,
- les options de dimensionnement définies.
Le logiciel dimensionne également l’armature.
3) Réarmer
Redimensionnez l’armature et vérifiez la semelle sans modifier ses dimensions.
Calcul et dimensionnement des semeles superficielles
Depuis la version 2011, le calcul des efforts des fondations 'avec liaison extérieure' a été modifié (semelles superficielles, semelles sur pieux, poutres de liaison et de redressement). Les résultats peuvent donc différer de ceux des versions antérieures.
Principe de calcul :
- Calculez les réactions d’appui des éléments porteurs (poteaux, noyaux, murs).
- Créez un modèle de fondation regroupant tous les éléments 'avec liaison extérieure' et leurs poutres, représentés par leur matrice de rigidité.
- Résolvez la matrice de rigidité (avec les réactions comme actions appliquées) par méthodes frontales.
- Obtenez déplacements et efforts dans tous les éléments, en tenant compte de l’interaction entre rigidités.
Itérations dans le processus de calcul
Le calcul est itératif et démarre à partir des dimensions initiales de chaque élément.
Première itération
Semelle isolée ou semelle sur pieux
Considérez la semelle comme un solide rigide avec un appui au centre. La liaison dans chaque direction est :
- articulée si la semelle est soutenue par une poutre de redressement ;
- encastrée si la semelle est soutenue par une poutre de liaison, ou si aucune poutre n’est présente.
Semelle filante sous mur
Considérez la semelle comme un solide rigide avec un appui au centre :
- sens transversal : articulation si la semelle est soutenue par des poutres de redressement et/ou d’autres murs ;
- sens longitudinal : encastrement.
Poutre de liaison
Considérez la poutre comme une barre avec :
- ses dimensions,
- des extrémités articulées atteignant l’axe passant par le centre de l’élément auquel elle est liée.
Poutre de redressement
Considérez la poutre comme une barre avec ses dimensions.
- Extrémités encastrées dans le bord de l’élément à redresser si :
- semelles mitoyennes, semelles d’angle ;
- semelles sur un ou deux pieux, dans les directions à redresser ;
- vous imposez le redressement manuellement.
- Extrémités articulées si :
- semelles centrées ou semelles sur trois pieux ou plus ;
- semelles mitoyennes, semelles d’angle, semelles sur un ou deux pieux, dans les directions ne nécessitant pas de redressement ;
- vous désactivez le redressement manuellement.
Vous pouvez modifier manuellement ces liaisons. Comme pour les poutres de liaison, les extrémités atteignent l’axe passant par le centre de l’élément auquel elles sont liées.
Cas particulier : murs périmétriques + poutres de redressement arrivant transversalement sur une semelle filante
Ce cas est fréquent. Compte tenu de la rigidité élevée des murs périmétriques transversaux, leur effet peut dominer celui des poutres de redressement. Le logiciel applique donc une simplification : répartissez l’effet de redressement de manière équilibrée entre tous les éléments arrivant transversalement, en :
- moyennant les rigidités des poutres de redressement,
- appliquant cette rigidité moyenne à tous les éléments de redressement (y compris les murs).
Une analyse plus fine nécessiterait un modèle de terrain et l’interaction terrain-structure. Compte tenu de la complexité, cette simplification est considérée comme raisonnable, la semelle étant supposée rigide et sans torsion.
Itérations suivantes
Le nombre d’itérations dépend de l’option choisie.
Dimensionnement rapide
- Après la première itération, dimensionnez semelles superficielles et semelles sur pieux avec les efforts obtenus.
- Effectuez une deuxième itération de calcul, puis redimensionnez les éléments (y compris les poutres).
- Effectuez un troisième et dernier calcul avec la géométrie obtenue, puis vérifiez tous les éléments.
Certains éléments peuvent rester non conformes.
Dimensionnement complet
Après la première itération, poursuivez les itérations jusqu’à rendre tous les éléments conformes, sauf si vous atteignez les limites maximales de dimensions autorisées. Dans ce cas, certains éléments peuvent rester non conformes.
Versions de CYPECAD
En plus de la version de CYPECAD (sans limitation), le logiciel est disponible en versions limitées LT30 et LT50, avec les mêmes outils et modules, sous conditions :
CYPECAD LT50
- Cinquante poteaux
- Quatre groupes d’étages (Groupe d’étages : étages égaux et consécutifs)
- Cinq étages au total
- Cent mètres linéaires de mur (prestation disponible avec le module 'Murs porteurs')
CYPECAD LT30
- Trente poteaux
- Quatre groupes d’étages (Groupe d’étages : étages égaux et consécutifs)
- Cinq étages au total
- Cent mètres linéaires de mur (prestation disponible avec le module 'Murs porteurs')
Les structures 3D intégrées dans CYPECAD (ainsi que dans LT50 et LT30) ne constituent pas un module. Pour définir ces structures 3D dans CYPECAD, utilisez une licence disposant des droits d’utilisation de CYPE 3D, ainsi que, si nécessaire, de ses modules spécifiques.
Autres prestations
Pour accéder aux autres fonctionnalités du logiciel, utilisez les modules correspondants. Les informations sont disponibles sur les pages Modules de CYPECAD et Modules de CYPE 3D.
