Dalles précontraintes par post-tension
Le module de CYPECAD « Dalles précontraintes par post-tension » a été conçu pour réaliser le dimensionnement des armatures passives des dalles précontraintes avec le calcul préalable des efforts des câbles de précontrainte (adhérents ou non adhérents) et dont les caractéristiques ont été introduites par l’utilisateur.
La technologie de la post-tension dans les dalles de bâtiments présente différents degrés d’acceptation dans de nombreux pays. CYPE a conçu ce module en réponse à la demande croissante des utilisateurs de CYPECAD pour disposer d’un outil permettant d’aborder le calcul des dalles précontraintes par post-tension.
Le module « Dalles précontraintes par post-tension » permet à l’utilisateur d’introduire le tracé des câbles, leur définition, les charges de tension et le pourcentage de pertes (instantanées et différées). Le logiciel génère deux hypothèses de précontrainte (une avec les pertes instantanées et une avec les pertes totales - instantanées + différées) dans lesquels entrer les charges transmises par le câble produites par le tracé des câbles. Lors de la phase de ferraillage des dalles, et dans le cas où les câbles ont été définis comme adhérents, la contribution de la capacité restante de l’armature active est prise en compte, celle-ci étant déduite pour déterminer l’armature passive.
Introduction des données. Menu Post-tension
Les paragraphes suivants détaillent les options dont dispose l’utilisateur pour la définition des câbles de précontrainte. Ces options se trouvent dans la fenêtre Post-tension (onglet Entrée de poutres > Post-tension).
Options
La fenêtre Options (onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Options) permet de configurer les options pour le tracé du câble (longueur droite initiale, distance aux points d’inflexion du tracé, longueur droite du tronçon central ainsi que les enrobages supérieur et inférieur que respecte le tracé du câble).
Dans la section Charges de tension de cette fenêtre, le pourcentage de charge de tension en fonction de la limite élastique et de la résistance caractéristique est indiqué, ainsi que le pourcentage de pertes (instantanées et différées). Avec les deux pourcentages de pertes, le logiciel considère deux scénarios de précontrainte : un avec les pertes instantanées et un avec les pertes totales (instantanées + différées). Par conséquent, les combinaisons d'hypothèses impliquant des charges de tension seront doublées pour prendre en compte les pertes de charge instantanées et les pertes de charge instantanées + différées. De cette façon, il est possible de considérer dans le logiciel l'effet de la précontrainte dans le vide (combinaisons dans lesquelles l'hypothèse de précomntrainte agit avec les pertes instantanées et le poids propre de la structure), une des étapes les plus critiques lors de la tension des câbles de la dalle.
Vues
Depuis la fenêtre Vues (onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Vues), il est possible de choisir le type de tracé à visualiser (longitudinal, transversal ou les deux).
Introduire lignes de flexion des câbles
Les lignes de flexion des câbles sont introduites par l’utilisateur. Les intersections dans la vue en plan des lignes de flexion avec les tracés des câbles représentent les points où le câble se courbe pour atteindre sa cote maximum. Elles pourraient être définies comme des poutres virtuelles sur lesquelles s’appuient les câbles.
Lorsqu'une ligne de flexion est saisie, une boîte de dialogue apparaît dans laquelle l'utilisateur peut activer l'option Introduire la distance au parement supérieur et définir sa valeur numérique pour la ligne de flexion en cours de saisie. Les câbles qui coupent cette ligne de flexion prennent cette valeur comme enrobage supérieur minimal à ce point. Si l'option ‘Introduire la distance au parement supérieur’ n'est pas activée, la valeur de cet enrobage est celle définie dans la boîte de dialogue Options (onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Options) dans le paramètre Distance au parement supérieur de la section Lignes de flexion de câbles.
La distance au parement supérieur des câbles comme point de référence des lignes de flexion permet de définir différents enrobages supérieurs sur le même câble de manière rapide et intuitive, ce qui est utile pour les porte-à-faux ou les dalles avec des bords différents.
Effacer lignes de flexion des câbles
Cette option est utilisée pour effacer les lignes de flexion. Une fois sélectionnée, l’utilisateur marque les lignes de flexion qu’il désire supprimer avec le bouton gauche de la souris, puis réalise un clic droit avec la souris pour confirmer la suppression.
Éditer lignes de flexion des câbles
Permet d’éditer une ligne de flexion déjà saisie.
Attribuer lignes de flexion des câbles
Permet d'attribuer la ligne de flexion marquée à d'autres lignes de flexion sélectionnées individuellement ou par capture.
Introduction de câbles
Dans la fenêtre post-tension (onglet Entrée de poutres > Post-tension), il y a deux options pour introduire le tracé des câbles : Introduire câbles concentrés et Introduire câbles répartis. La différence entre les deux options pour introduire des câbles réside dans la façon de définir le nombre de câbles qui seront mis en place. Dans les deux cas, il faut définir :
- Ancrage initial
- Angle avec le parement supérieur
- Distance au parement supérieur
- Sélection d’ancrage actif ou passif (se sélectionne en choisissant le dessin correspondant)
- Ancrage final
- Angle avec le parement supérieur
- Distance au parement supérieur
- Sélection d’ancrage actif ou passif (se sélectionne en choisissant le dessin correspondant)
- Type de câble
La sélection des boutons
ou 
permet de définir :- Câble adhérent ou non adhérent
- Nombre de câbles
- Rayon de courbure minimum
- Limite élastique caractéristique
- Résistance caractéristique
- Coefficient de minoration de la résistance
- Largeur de la gaine
- Hauteur de la gaine
- Options du tracé des câbles
- Paramètres généraux de l’ouvrage
Les câbles introduits ci-après posséderont les options définies dans la fenêtre Options (onglet Entrée de poutres > menu Post-tension > Options). - Paramètres particuliers du câble
Les câbles introduits ci-après auront des options spécifiques définies lors de la sélection de cette option.
- Paramètres généraux de l’ouvrage
Introduire câbles concentrés
Dans la fenêtre Introduire câbles concentrés (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Introduire câbles concentrés), l’utilisateur indique (en plus de toutes les options indiquées au paragraphe précédent « Introduction de câbles ») l'espacement entre les câbles et également :
- La largeur de bande dans laquelle seront placés les câbles avec l’espacement indiqué (ce qui définit le nombre de câbles qui seront mis en place).
- Le nombre de câbles qui seront placés avec cet espacement (ce qui définit la largeur de bande dans laquelle sont placés les câbles).
Une fois cette fenêtre acceptée, le tracé des câbles définis est dessiné.
Cette option permet d’inclure les lignes de flexion dans la direction des câbles en cours d’introduction. Pour cela, la fenêtre Introduction de câbles concentrés dispose de l’option Générer lignes de flexion de câbles (à la différence de la fenêtre Introduction de câbles répartis qui ne dispose pas de cette option). Dans le cas où des lignes de flexion de câbles ont été préalablement définies (par exemple avec l’option Introduire lignes de flexion de câbles), il faut désactiver l’option 'Générer lignes de flexion de câbles', afin de ne pas dupliquer leur introduction.
Introduire câbles répartis
Dans la fenêtre Introduire câbles répartis (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Introduire câbles répartis), l’utilisateur indique (en plus de toutes les options indiquées au paragraphe Introduction de câbles) l’espacement entre les câbles. Une fois cette fenêtre acceptée, le tracé des câbles et la largeur de bande le long de laquelle ils seront placés sont définis graphiquement.
Éditer un câble
L’option Éditer un câble (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Éditer un câble) permet de sélectionner un des câbles introduits pour modifier le tracé ou le type de câble.
Dans cette boîte de dialogue, les charges transmises par le câble sont représentées dans la section longitudinale affichée. Au-dessus de la section longitudinale se trouve une section appelée Tracé, où l'utilisateur peut sélectionner trois options :
- Paramètres généraux de l’ouvrage
Cette option permet d'afficher, à titre d'information, les paramètres qui ont été définis dans la boîte de dialogue Options. En la sélectionnant, les paramètres généraux de l’ouvrage sont attribués aux câbles saisis ou édités. - Paramètres particuliers du câble
Cette option permet d'ouvrir une boîte de dialogue dans lequel définir les paramètres du tracé des câbles saisis ou édité. la sélection attribue ces paramètres particuliers à ces câbles. - Paramètres spécifiques pour chaque travée du câble
Cette option permet d'éditer chaque travée d'un câble pour donner à son tracé des caractéristiques différentes des autres travées du même câble. Chaque travée peut être définie comme une travée courbe ou droite. S'il est défini comme une travée courbe, les caractéristiques du tracé pouvant être modifiées sont les suivantes :- Longueur de la travée (ne peut pas être éditée et est montrée uniquement à titre informatif)
- Longueur du tronçon droit initial
- Distance entre l'extrémité initiale et le premier point d'inflexion
- Distance entre l'extrémité initiale et le centre du tronçon droit central
- Longueur du tronçon droit central
- Distance au parement inférieur dans le centre de la travée
- Distance entre le second point d'inflexion et l'extrémité finale
- Longueur du tronçon droit final
Lorsque cette option est sélectionnée, et si l'utilisateur positionne le curseur de la souris sur une travée de la section longitudinale dessinée dans la fenêtre d'édition du câble, une vignette apparaît indiquant les caractéristiques de la travée en question. En faisant clic gauche, ces caractéristiques sont éditées.
Assigner câbles
L’option Assigner câbles (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Assigner câbles) permet de copier les caractéristiques d’un câble sur les autres. Après l’avoir sélectionnée, l’utilisateur peut marquer un câble (câble de base) avec le bouton gauche de la souris. Apparaît alors la fenêtre d’édition du câble (où il est possible de modifier les caractéristiques du câble choisi) et, une fois cette fenêtre acceptée, le logiciel sollicite les données à copier (Type de câble, Tracé et Ordre de tension) sur un ou plusieurs autres câbles sélectionnés ensuite (via une sélection multiple ou un par un). Après avoir réalisé la sélection, il faut faire clic droit pour valider l’attribution des caractéristiques du câble de base.
Assigner l’ordre de tension
L’option Ordre de tension permet d’indiquer à l’écran et sur les plans l’ordre qui doit être suivi pour la tension des câbles.
Pour cela, l’utilisateur doit sélectionner un câble, et créer une référence et une description indiquant l’ordre de tension. Ensuite, il doit sélectionner les câbles qui seront tendus simultanément (un à un ou par capture) puis valider la sélection avec le bouton droit de la souris.
Éditer un ancrage
L’option Éditer un ancrage (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Éditer un ancrage) permet à l’utilisateur de sélectionner un ancrage pour modifier le type, l’angle ou la profondeur depuis le parement supérieur.
Assigner ancrages aux câbles
L’option Assigner ancrages aux câbles (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Assigner ancrages aux câbles) permet à l’utilisateur de copier les caractéristiques d’un ancrage sur les autres. Après l’avoir sélectionnée, l’utilisateur peut marquer un ancrage (ancrage de base) avec le bouton gauche de la souris. Apparaît ensuite la fenêtre d’édition de l’ancrage (dans laquelle il est possible de modifier les caractéristiques de l’ancrage choisi) et, une fois cette fenêtre acceptée, le logiciel sollicite les données à copier (Type d’ancrage, Angle avec le parement supérieur et Distance au parement supérieur) sur un ou plusieurs autres ancrages sélectionnés par la suite (via une sélection multiple ou un par un). Une fois la sélection réalisée, l’utilisateur doit faire clic droit pour valider l’assignation des caractéristiques de l’ancrage de base.
Vue 3D
Avec l’option Vue 3D (onglet Entrée de poutres > Post-tension > Vue 3D), le logiciel affiche une vue 3D de l’étage actuel avec le tracé des câbles.
Représentation en vue de dessus des charges transmises par les câbles de précontrainte
Du fait du tracé parabolique du câble, il se produit des charges de poussées vers l’intérieur de la courbure. Le logiciel génère automatiquement ces charges dans chacun des câbles ne présentant pas d’erreurs de tracé (les câbles ayant des erreurs de tracé sont marqués avec un cercle rouge).
Pour visualiser les charges transmises par les câbles à l’écran, le bouton ‘Voir charges des câbles de précontrainte’ a été implémenté dans la fenêtre où est configurée la visibilité des charges de l’ouvrage (menu Charges > Vues). Ce bouton est par défaut désactivé, étant donné que le nombre de charges pouvant être représentées sur une dalle précontrainte rendra difficile l’identification des autres éléments et ralentira le dessin de l’étage.
Récapitulatifs d’éléments précontraints
Le logiciel génère des récapitulatifs contenant les caractéristiques de la post-tension introduite par l’utilisateur et les données calculées pour chacun des groupes d’étages dans lesquels ont été introduits des câbles de précontrainte (menu Fichier > Imprimer > Récapitulatifs de l’ouvrage) :
- Matériaux
- Câbles adhérents
- Câbles non adhérents
- Description des câbles
- Charges transmises par les câbles
- Métré
- Cordons
- Ancrages actifs
- Ancrages passifs
- Gaines de câbles adhérents
- Gaines de câbles non adhérents
Plans des éléments précontraints
Le type de plan Post-tension, (menu Fichier > Imprimer > Plans de l’ouvrage) a été implémenté dans le logiciel. il permet de générer deux plans de chaque groupe d’étages avec des câbles de précontrainte, l’un pour les câbles longitudinaux et l’autre pour les câbles transversaux. Ces plans contiennent le tracé en plan des câbles sur lequel est indiqué, tous les mètres, la distance du câble à la base de la dalle en ce point.
Export au format IFC des câbles de précontrainte
CYPECAD inclut dans l’export au format IFC (Industry Foundation Classes) les câbles des dalles précontraintes par post-tension (menu Fichier > Exporter > IFC).
Caractéristique du calcul de dalles précontraintes par post-tension réalisé dans CYPECAD
Avec ce module de dalles précontraintes par post-tension, sont abordées les technologies de câbles adhérents et de câbles non adhérents, avec les spécifications habituelles utilisées dans les bâtiments qui, dans l’environnement des portées et des charges communes pour les utilisations normales de logements, bureaux et locaux commerciaux, est le champ naturel d’application du présent module.
Dans le cas de câbles non adhérents, l’action de la précontrainte sera directement considérée à travers les actions aux extrémités du câble et les forces transmises par celui-ci, et elle sera donc directement prise en compte dans le dimensionnement de l’armature passive. Pour les câbles adhérents, sera également prise en compte la distribution de la capacité restante de l’armature active, en la déduisant pour déterminer l’armature passive.
N’est pas pris en compte l’effet des compressions et des éventuels raccourcissements, ni l’effet de rétention des poteaux, étant donné que les dalles maintiennent l’hypothèse de diaphragme rigide, tant pour l’obtention des efforts que pour le dimensionnement et pour la vérification des contraintes de compression et de traction et de l’état de fissuration.
En principe, le fait de ne pas prendre en compte les compressions permet de rester du côté de la sécurité, étant donné que leur effet est normalement favorable, en négligeant également l’effet des raccourcissements de la dalle dans son plan dus aux charges introduites par les câbles, dont l’influence est réduite et peut même être bénéfique pour le dimensionnement des poteaux, tant que leur raideur et leur répartition favorisent cet effet.
La prise en compte additionnelle de l’effet des compressions dans le dimensionnement, des raccourcissements et des efforts générés dans le reste des éléments structuraux, non pris en compte dans CYPECAD, reste la décision de l’utilisateur, qu’il s’agisse des portées, des charges, de la répartition des poteaux et de leurs rigidités ou des singularités du bâtiment.
Les données générales sollicitées permettent d’aborder de manière générale les technologies présentes sur le marché, l’utilisateur apportant les données relatives à la limite de rupture et à la limite élastique de l’acier actif, ses pertes pour tous les concepts pour estimer la charge appliquée aux câbles, et le tracé en élévation des câbles afin de pouvoir déterminer les forces transmises par le câble et appliquées sur la dalle dans les deux hypothèses de précontrainte générées (l'une avec les pertes instantanées et l'autre avec les pertes totales - instantanées + différées), ce qui permet de considérer l'effet de la post-tension à vide, l'une des étapes les plus critiques de tension des câbles de la dalle.
Les dalles précontraintes apportent des avantages tels que la réduction de la fissuration, l’augmentation de la résistance à la flexion, au cisaillement et au poinçonnement, ainsi que la réduction des épaisseurs et des flèches, et donc des émissions de CO2. Comme inconvénients, il faudrait prendre en compte le contrôle nécessaire des enrobages et des éventuels croisements non prévus, les déformations différées, les raccourcissements dans leur plan et la rétention provoquée par les poteaux, en fonction de leur rigidité et distribution et de l’ordre du processus constructif.
Dans la pratique habituelle, il convient que les compressions moyennes dans les dalles précontraintes de bâtiment soient comprises entre 0,8 MPa et 3,5 MPa, afin de contrôler la fissuration et de limiter les raccourcissements.
Le code ACI établit des compressions moyennes minimales dans les dalles précontraintes par post-tension de 0,9 MPa et un espacement maximal de câbles d’un mètre et demi ou huit fois l’épaisseur de la dalle, dans au moins une direction, ce qui, en plus de contrôler la fissuration, prévient les défauts par poinçonnement.
Il est conseillé de suivre les recommandations de conception de chaque norme et de prendre en compte les limitations de conception et de traction des fibres extrêmes des sections qu’établit chaque norme, étant donné que, comme indiqué précédemment, cette vérification n’est pas réalisée par le présent module.
Permis nécessaires dans la licence de l’utilisateur
Pour que CYPECAD puisse réaliser les calculs des dalles précontraintes par post-tension décrits dans cette page, il est nécessaire que la licence d’utilisateur dispose du module « Dalles précontraintes par post-tension ».
Versions de CYPECAD
En plus de la version de CYPECAD (sans limitation), le logiciel est également disponible avec deux versions limitées, appelées LT30 et LT50, qui contiennent les mêmes outils et les mêmes modules, avec les conditions suivantes :
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 de 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 de Murs porteurs.
Les structures 3D intégrées dans CYPECAD (également dans LT50 et LT30) ne sont pas un module proprement dit. Pour définir ces structures 3D dans CYPECAD, il est nécessaire que la licence utilisée dispose des permis pour se servir de CYPE 3D et éventuellement des modules qui lui sont propres.
Autres prestations
Afin d’avoir accès aux autres fonctionnalités offertes par le logiciel, il existe plusieurs modules dont les informations sont disponibles sur la page Modules de CYPECAD.
