Régions B, régions D, limites de l'analogie des fermes
La conception et l'évaluation des éléments en béton sont normalement effectuées au niveau de la section (élément 1D) ou du point (élément 2D). Cette procédure est décrite dans toutes les normes de conception structurale, par exemple EN 1992-1-1, et elle est utilisée dans le travail quotidien des ingénieurs en structure.
Cependant, de temps en temps on ne respecte ou sait pas que la procédure n'est acceptable que dans les zones où l'hypothèse de Navier-Bernoulli de la distribution des déformations au plan s'applique (ce qu'on appelle les régions B). Les zones où cette hypothèse ne s'applique pas sont appelés régions de discontinuité (régions D). Il s'agit, par exemple, des surfaces portantes, des parties où s'appliquent des charges concentrées, des endroits où se produit un changement brusque de la section transversale, des ouvertures, etc. Lors de la conception des structures en béton, nous rencontrons beaucoup d'autres régions D telles que voiles, diaphragmes de ponts, consoles, etc.
Malgré l'évolution des outils de calcul au cours des dernières décennies, la méthode de l'analogie des fermes est toujours souvent utilisée dans les calculs manuels. Son application à des structures réelles prend beaucoup de temps car plusieurs itérations sont nécessaires et plusieurs cas de charge doivent être pris en compte. En outre, cette méthode n'est pas adaptée à la vérification des critères de service (déformations, ouverture des fissures, etc.).
L'intérêt des ingénieurs en structure pour un outil fiable et rapide de conception des régions D a mené à la décision de développer une toute nouvelle méthode permettant la conception et évaluation automatiques des éléments structuraux en béton soumis à des charges au plan. Tout cela dans une application conviviale.
En étroite collaboration avec l'université ETH Zurich, nous avons créé et testé de manière approfondie une méthode appelée Méthode des champs de contrainte compatibles (CSFM) pour la conception des régions de discontinuité et nous l'avons mise en œuvre dans l'application IDEA StatiCa Concrete. La méthode est basée sur l'analyse d'éléments finis et n'utilise que les paramètres de base de matériaux employés dans la conception standard en béton. CSFM surmonte les limites des outils de conception classiques tout en conservant les avantages des champs de contrainte et analogies des fermes.
