Poinçonnement

CYPECAD permet de réaliser la vérification des états limites d’épuisement par rapport au poinçonnement dans les planchers réticulés, dans les dalles pleines et dans les radiers selon deux méthodes : Vérification des contraintes tangentielles ponctuelles et Vérification selon des critères normatifs.

La vérification des contraintes tangentielles comprend le dimensionnement de l’armature de renfort nécessaire. Dans les planchers réticulés, le renfort nécessaire est dimensionné pour la zone pleine et pour la zone allégée (renfort au cisaillement dans les nervures).

La vérification de poinçonnement selon les critères normatifs est également réalisée par le logiciel « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles », exclusivement conçu pour réaliser cette vérification.

CYPECAD et « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles » réalisent tous les deux la vérification dans les zones pleines en tenant compte de l’armature de renfort introduite par l’utilisateur (armatures inclinées à 45º ou ferraillages de type poutres).

Vérification de poinçonnement dans CYPECAD

CYPECAD permet de réaliser la vérification des états limites d’épuisement par rapport au poinçonnement dans les planchers réticulés, les dalles pleines et les radiers en utilisant deux méthodes différentes : Vérification des contraintes tangentielles ponctuelles et Vérification selon des critères normatifs.

Vérification des contraintes tangentielles

Une vérification des contraintes tangentielles est réalisée pour des surfaces concentriques au périmètre du support et situées à partir de la moitié de la largeur utile et espacées d'une distance égale à 0.75 fois la largeur utile. Les valeurs de contraintes tangentielles aux points d'intersection de la malle avec le périmètre de poinçonnement s'obtiennent par interpolation linéaire à partir des efforts tranchants aux nœuds proches. Cette contrainte est comparée à la contrainte tangentielle maximale de résistance au poinçonnement (sans prendre en compte l’armature transversale), calculée selon la norme béton correspondante. Le logiciel dimensionne l’armature de poinçonnement ou de cisaillement si nécessaire, en indiquant dans la vue de dessus (à l’écran et dans les plans) la position de chaque barre verticale de renfort. Dans les zones allégées des planchers réticulés, la vérification est réalisée dans les nervures en considérant la largeur minimale de la nervure comme largeur de section (qui peut être variable dans les planchers réticulés à caisson récupérable).

Cette approche, basée sur des vérifications de contraintes tangentielles ponctuelles aux périmètres cités précédemment, diffère de la vérification d’épuisement face au poinçonnement fournie par les différentes normes béton.

En général, les normes permettent d’utiliser, comme méthode alternative, des procédures réalisant une évaluation plus précise des contraintes tangentielles dans les surfaces concentriques au périmètre du support, ce qui est le cas de la méthode de la vérification des contraintes tangentielles de CYPECAD.

Poinçonnement selon les critères normatifs

En général, les normes utilisent une contrainte tangentielle nominale dans une surface critique concentrique à la zone de charge, calculée selon la réaction du support et les moments de transferts par celui-ci aux dalles. Il s’agit d’une simplification proposée par plusieurs normes ; lesquelles peuvent également utiliser, comme méthode alternative, des procédures réalisant une évaluation plus précise des contraintes tangentielles sur les surfaces concentriques au périmètre du support, ce qui est le cas de la méthode de la vérification des contraintes à laquelle il est fait référence dans le paragraphe précédent.

Le logiciel réalise la vérification de poinçonnement selon les critères normatifs en suivants les étapes ci-dessous :

Surface critique de poinçonnement
Permet d’obtenir et de tracer à l’écran la surface critique de poinçonnement la plus défavorable autour du support, définie par son périmètre critique, en prenant en compte la présence de vides ou d’allègement dans la dalle.
Obtention des efforts défavorables
Permet d’obtenir les efforts défavorables transmis par la plaque au support le long des surfaces de poinçonnement.
Calcul des contraintes
Permet de calculer les contraintes le long du périmètre critique et de les comparer avec les contraintes auxquelles résiste le béton.
Vérification de l’armature de renfort au poinçonnement mise en place
Si l’utilisateur introduit une armature de renfort au poinçonnement, le logiciel vérifie la conformité des dispositions d’armatures selon la norme sélectionnée.

La vérification de poinçonnement selon les critères normatifs est également réalisée de la même manière dans le logiciel « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles », accessible depuis le menu principal des logiciel CYPE (groupe Structures).

Coexistence et complémentarité des deux méthodes

Les résultats finaux obtenus par les deux procédures peuvent ne pas coïncider, bien que les deux soient valables.

L’armature de renfort calculée par CYPECAD en fonction des contraintes tangentielles ponctuelles peut servir de référence pour que l’utilisateur saisisse des renforts de poinçonnement (armatures inclinées à 45º ou ferraillage de type poutre). Après la saisie, CYPECAD vérifie automatiquement le renfort mis en place en réalisant une vérification de poinçonnement selon les critères normatifs. Dans le cas où ce renfort de poinçonnement est mis en place, les renforts par contraintes tangentielles ponctuelles qui se trouvent dans la surface concentrique au support délimitée par le périmètre critique de poinçonnement doivent être supprimés afin d’éviter qu’ils ne soient en double dans les plans et dans les métrés. Pour cela, une fonctionnalité permettant de supprimer les armatures mises en place pour des contraintes tangentielles a été incluse dans CYPECAD.

Fonctionnement de la vérification de poinçonnement

Vérification des contraintes tangentielles

Lors du calcul de l’ouvrage, CYPECAD réalise la vérification des contraintes tangentielles ponctuelles dans les dalles pleines, les planchers réticulés et les radiers. Si nécessaire, CYPECAD dimensionne l’armature transversale de renfort (barres verticales séparées de 0,75 fois la hauteur utile). L’espacement des barres verticales peut être édité manuellement mais les changements réalisés ne sont pas vérifiés par le logiciel. La table d’armatures à partir de laquelle est obtenu le renfort est commune aux dalles pleines et aux planchers réticulés et il en existe une autre pour les radiers.

Cette vérification et le dimensionnement de l’armature transversale sont réalisés automatiquement par CYPECAD. Pour cela, il n’est pas nécessaire que la licence d’utilisation dispose d’un permis spécifique. Il suffit qu’elle dispose des permis permettant de calculer le type de plancher pour lequel doit être réalisée la vérification de poinçonnement (dalles pleines, planchers réticulés ou radier).

Plus d’informations sur cette vérification sont disponibles dans la section Vérification des contraintes tangentielles de cette même page. Il est également possible de consulter de plus amples informations dans le manuel « Mémoire de calcul de CYPECAD » (paragraphes 1.12.8 « Dalles pleines », 1.12.9 « Planchers réticules » et 2.9.2 « Radiers »), accessible depuis le menu principal des logiciels CYPE.

Vérification selon les critères normatifs

Cette vérification est la même que celle réalisée par le logiciel « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles » qui fonctionne de manière indépendante à CYPECAD. Pour que les logiciels CYPECAD ou « Poinçonnement de dalles » réalisent cette vérification, la licence d’utilisation doit disposer du permis correspondant dans la licence d’utilisation.

Après le calcul, il est possible de réaliser la vérification de poinçonnement et, le cas échéant, de mettre en place des armatures transversales de poinçonnement (armatures inclinées à 45º, ou ferraillage de type poutre) qui remplacent celles calculées avec la vérification des contraintes tangentielles situées dans le périmètre critique de poinçonnement du poteau vérifié.

Pour réaliser la vérification de poinçonnement et mettre en place le renfort nécessaire, CYPECAD dispose d’une série d’options qui se trouvent dans la boîte de dialogue ‘Poinçonnement’ (onglet Résultats > menu Dalles/Planchers réticulés > option Poinçonnement):

Vues
Permet de sélectionner les armatures de dalles et de planchers réticulés à visualiser à l’écran.
Vérifications
Permet de visualiser à l’écran, imprimer ou exporter (Texte, HTML, PDF, RTF, DOCX) toutes les vérifications de l’état limite d’épuisement par rapport au poinçonnement réalisées par le logiciel à l’élément porteur sélectionné par la suite.
Union de périmètres critiques se superposant
Permet de réaliser l’union des périmètres critiques des éléments porteurs se croisant.
Sélectionner et unir des périmètres critiques
Permet de sélectionner 2 ou plusieurs périmètres critiques pour les unir.
Séparer des périmètres critiques unis
Permet de séparer des périmètres critiques préalablement unis.
Régénérer les périmètres
Le logiciel récupère les périmètres chaque fois qu’est calculé l’ouvrage et lorsqu’il y a des changements significatifs des données pouvant affecter leur composition. Cela n’arrive pas pour d’autres types de changement, comme la modification de la largeur d’une poutre. L’utilisateur peut utiliser cette option, s’il le considère nécessaire, après avoir réalisé un changement de ce type. Cette option supprime les modifications apportées aux périmètres de poinçonnement.
Éditer
Après avoir sélectionné un élément porteur, une fenêtre s’ouvre avec les données obtenues automatiquement par CYPECAD, de façon à ce qu’elles puissent être modifiées par l’utilisateur (épaisseur utile de la dalle, épaisseur disponible pour l’armature de poinçonnement, pourcentage géométrique d’armature longitudinale de traction de la dalle).

Permet aussi d’ajouter une aire « Asw » (cm²/m) d’armature de poinçonnement et un effort normal du béton (kp/cm²) supplémentaires. Par exemple, la section de l’armature transversale d’une poutre (cm²/m) qui reste dans la zone délimitée par le périmètre critique de poinçonnement, n’est pas prise en compte automatiquement par le logiciel (quand la vérification de poinçonnement est effectuée). Cependant, en la consultant avec l’éditeur avancé de poutres de CYPECAD (onglet Résultats> menu Poutres/Murs > option Éditer poutres), elle peut être incluse dans le champ ‘Aire d’armatures de poinçonnement (Asw/s)’ dans la fenêtre d’édition de l’élément porteur sélectionné.

Toutes les données définies ici sont utilisées pour générer le périmètre critique et réaliser les vérifications de poinçonnement.

Éliminer les armatures de contraintes tangentielles
L’armature de renfort calculée par le logiciel en fonction des contraintes tangentielles ponctuelles peut servir de référence pour introduire les renforts de poinçonnement (armatures inclinées à 45° ou armatures de poutre) et, par la suite, réaliser une vérification de poinçonnement selon des critères normatifs. Dans ce cas, les renforts pour les contraintes tangentielles situées dans le périmètre critique de poinçonnement doivent être supprimés. Grâce à cette option, il est possible de supprimer ces renforts afin d'éviter qu’ils ne soient en double dans les plans et dans les métrés.

Éliminer planchers
Permet de supprimer les planchers pour lesquels l’utilisateur ne souhaite pas réaliser les vérifications de poinçonnement.
Générer renforts
Permet d’introduire deux renforts orthogonaux dans l’élément porteur souhaité.
Ajouter renfort
Permet d’introduire un renfort dans la direction et dans l’élément porteur souhaité.

Éditer renfort
Permet de modifier le renfort de poinçonnement introduit dans le support.
Assigner renfort
Permet d’introduire un renfort égal à un renfort déjà mis en place.
Supprimer renfort
Permet de supprimer le renfort sélectionné.
Compléter périmètre
Permet de dessiner le périmètre de poinçonnement sur des zones qui ont été découpées par calcul ou manuellement.
Recouper périmètre
Permet de recouper le périmètre de poinçonnement d’un poteau.

Afin d’éviter de réaliser la vérification de poinçonnement sur un élément porteur avec des poutres en retombée adjacentes dont le rapport de hauteur avec la dalle est important, le logiciel dispose de l’option ‘Poteaux supportant des poutres en retombée’ (menu Ouvrage > Données générales > bouton Par position > Options des dalles > Poinçonnement). Cette option empêche d’effectuer la vérification de poinçonnement dans un élément porteur si le rapport entre la hauteur des poutres adjacentes aux éléments porteurs et l’épaisseur de la dalle est supérieur à la valeur définie. La valeur par défaut de ce rapport est de 1,20.

Métrés et plans de l’armature de renfort de poinçonnement

Le métré de l’armature de renfort au cisaillement et au poinçonnement dans les planchers réticulés, les dalles pleines et les radiers, dimensionnée selon les deux méthodes commentées dans cette page (selon les contraintes tangentielles ou selon des critères normatifs) est comptabilisé dans le récapitulatif des ratios d’ouvrage (menu Fichier > Imprimer > Récapitulatifs de l’ouvrage > Ratios de l’ouvrage).

En ce qui concerne sa représentation dans les plans (y compris le tableau de détail des armatures et le résumé des métrés), le renfort au poinçonnement est représenté dans des plans différents :

Armature de renfort dimensionnée via la vérification des contraintes tangentielles
Elle est incluse par défaut dans le plan de coffrage de chaque étage (menu Fichier > Imprimer > Plans de l’ouvrage > ajouter un plan > sélectionner dans type de plan ‘Plans de niveau’ > sélectionner ‘Plan de coffrage’). Bien qu’elle ne soit par défaut pas incluse dans les autres plans de niveaux, il est possible de les configurer de manière à ce qu’elle apparaisse.

Armature de renfort mise en place selon les critères normatifs
Il existe un plan spécifique pour représenter l’armature de renfort au poinçonnement mise en place par l’utilisateur. Il s’agit du plan ‘Renfort de poinçonnement ‘ (menu Fichier > Imprimer > Plans de l’ouvrage > ajouter un plan > sélectionner dans type de plan Renfort de poinçonnement). Dans ce plan, la vue en plan des renforts de poinçonnement mis en place par l’utilisateur, ses détails, la table de métré et un résumé des métrés sont représentés.

Normes implémentées pour renfort de poinçonnement

La vérification de poinçonnement par des contraintes tangentielles et le dimensionnement de l’armature nécessaire est disponible pour toutes les normes béton pouvant être sélectionnées dans CYPECAD.

La vérification de poinçonnement selon les critères normatifs, et donc la possibilité d’inclure des armatures de renfort à 45º ou des armatures de renfort de type poutre, est disponible pour la majorité des normes béton actuelles implémentées dans CYPECAD. Ce sont les mêmes normes que celles que l’utilisateur peut sélectionner dans le logiciel « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles ». Elles sont disponibles dans le paragraphe Norme implémentée de la page correspondante de ce logiciel.

Permis nécessaires dans la licence d’utilisation

Pour que CYPECAD réalise la vérification des contraintes tangentielles ponctuelles dans les dalles pleines, les planchers réticulés et les radiers et qu’il dimensionne l’armature transversale de renfort correspondante (barres verticales), aucun permis spécifique n’est nécessaire. Il suffit que la licence d’utilisation dispose des permis permettant de calculer le type de plancher pour lequel la vérification de poinçonnement doit être effectuée (dalles pleines, planchers réticulés ou radiers).

Pour que les logiciels CYPECAD et « Vérification et analyse du poinçonnement dans les dalles » puissent réaliser la vérification de poinçonnement selon les critères normatifs, la licence d’utilisation doit disposer du permis pour utiliser le logiciel « Poinçonnement de dalles ». Dans CYPECAD, en plus de ce permis, il est nécessaire que la licence d’utilisation inclut au moins les permis lui permettant de calculer le type de plancher pour lequel la vérification de poinçonnement doit être réalisée (dalles pleines, planchers réticulés ou radiers).

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.