Comment utiliser Scage?

Introduction

Scage est un logiciel dédié à l’analyse structurale des écrans de soutènement en béton armé conformément à l’Eurocode 2.

Scage permet de statuer sur l’équilibre interne des écrans de soutènement en béton armé conformément à l’Eurocode 2 (annexes française et belge) et à la norme d’application nationale française de l’Eurocode 7 (NF P 94-282).

Il permet notamment de calculer les sections nécessaires d’aciers longitudinaux à l’ELU et à l’ELS ainsi que les sections d’aciers nécessaires transversaux à l’ELU à partir des résultats du calcul d’équilibre .

Les sollicitations internes dans la paroi sont considérées comme une donnée d’entrée provenant d’un calcul d’interaction sols-structure (calcul ISS, par exemple obtenus à partir de K-Réa) tenant compte du phasage de réalisation de l’ouvrage.

Le calcul se déroule phase par phase en flexion simple ou composée, aussi bien à l’ELU qu’à l’ELS.

Les phases sont regroupées par Enveloppe pour faciliter la manipulation des calculs à réaliser.

Etapes de définition d’un projet

Projet

• Informations générales

Il est possible de définir le nom du projet et de la coupe de calcul. Ces informations seront reprises lors de l’impression du rapport des calculs.

Il est possible de travailler avec le système d’unités métrique et impérial.

• Définition d’un cas de calcul (scénario)

Au sein d’un projet Scage, il est possible de stocker plusieurs calculs indépendants sous forme de Cas ou de Scénario. L’idée étant de pouvoir de définir et comparer plusieurs calculs réalisés, ce qui permet de basculer entre eux rapidement. L’interface propose également un système de cas favoris pour faciliter le repérage visuel.

• Définition de la géométrie

La section est considérée rectangulaire, définie à partir d’une largeur de calcul et d’une épaisseur de paroi. Les sollicitations importées par unité de longueur seront multipliées par la largeur de calcul saisie.

Matériaux

• Définition des matériaux

Le béton est caractérisé en termes de contraintes admissibles pour chaque combinaison (les limitations exigées par la norme NF P94-282 sont également proposées). L’inclinaison de bielles doit être également définie. Le détail de calculs réalisés est fourni sous le bouton Détails, avec les indications quant au chapitre et le paragraphe source de la norme NF P94-282. Les valeurs calculées automatiquement sont également personnalisables si l’utilisateur le souhaite.

L’acier est caractérisé par sa résistance caractéristique, la branche de sa loi de comportement (horizontale ou inclinée), son module d’élasticité ou module de Young et ses déformations limites accessibles depuis Détails.

• Lois de comportement

Les lois de comportement sont représentées à l’échelle pour les états limites ultimes. Les graphiques acceptent le zoom et peuvent être exportées vers le presse-papier.

• Coefficients partiels

Les coefficients partiels sur les résistances du béton et de l’acier sont à définir pour chaque combinaison de calcul. Le coefficient d’équivalence (rapport entre le module d’élasticité de l’acier et du béton) est également paramétrable pour les combinaisons à l’ELS.

Définition des phases et enveloppes de calcul

• Sollicitations internes

Les efforts internes de l’écran doivent provenir d’un calcul d’interaction sol-structure (ISS), par exemple d’un projet K-Réa ou à partir d’un fichier Excel (retrouver le modèle dans le dossier d’installation).

Dans le cas d’un projet double écran de K-Réa, il est possible de définir quel écran (1 ou 2) doit-il importé.

Dans le cas d’un import depuis Excel, il conviendra de fournir les sollicitations à l’ELS et à l’ELU. En effet, elles sont nécessaires au bon déroulement du calcul.

Lors de l’import, toutes les phases sont affichées dans la liste Phases non assignées. L’utilisateur peut ensuite basculer chaque phase dans une enveloppe. Il est possible également de ne pas attribuer une phase à une enveloppe, ce qui permet la liberté de ne pas considérer une phase dans le calcul.

• Enveloppes

Il est possible de créer autant d’enveloppes que souhaité.

Une enveloppe peut contenir une ou plusieurs phases de calcul.

Conformément à l’Eurocode 2, il est nécessaire d’appliquer un décalage sur les diagrammes de moment fléchissant afin de garantir la mise en charge des barres longitudinales sur leur longueur d’ancrage. La valeur du décalage peut être saisie par l’utilisateur ou bien être calculée automatiquement par l’interface.

Si le fichier source est modifié pendant le calcul Scage, il est également possible soit d’importer l’ensemble des phase à nouveau ou bien uniquement les valeurs des sollicitations tout en gardant la même répartition des phases au sein des enveloppes.

• Efforts internes

Les efforts internes sont présentés sous forme de deux onglets: ELU (état limite ultime) ou ELS (état limite de service). Les résultats peuvent être affichées sous forme de graphiques ou de tableaux.

Les graphiques sont tous intitulés et précisent l’unité des valeurs affichées, ainsi que les valeurs minimales et maximales. Ils permettent les zoom, aussi bien sur la région interne que sur les axes, ainsi que l’export vers le presse-papiers.

Dimensionnement des sections d’aciers nécessaires

Cette section permet de fournir les sections longitudinales et transversales nécessaires d’acier pour chaque enveloppe définie précédemment.

• Enveloppes

Le calcul béton armé nécessite la définition de la position du centre de gravité des barres longitudinales par rapport à la fibre de béton correspondante. A ce stade, cette valeur est considérée constante sur toute la hauteur de l’écran.

La valeur du décalage des courbes de moment fléchissant est rappelée est modifiable à nouveau. Il est également possible de recharger les sollicitations internes si jamais le fichier sources a évolué entretemps.

Il est nécessaire de définir la situation à considérer à l’ELU et à l’ELS pour chaque enveloppe, ainsi que la contrainte d’acier admissible à l’ELS pour chaque côté de l’écran et en fonction de la profondeur. Cette contrainte peut être défini en fonction de l’ouverture de fissures limite exigée (le coefficient est réglable dans l’onglet Paramètres).

L’utilisateur est libre de demander soit un calcul en flexion simple ou flexion composée pour chaque phase de calcul, ce qui aura un impact sur les sections d’acier nécessaires et les contraintes engendrées à l’ELS.

• Sections nécessaires d’acier

Les diagrammes de section nécessaire d’acier sont représentés en fonction des choix précédents. Ils sont présentés sous forme de graphique ou de tableaux, tous les deux exportables vers le presse-papiers.

Conformément à l’Eurocode 2, les aciers transversaux sont uniquement à dimensionner à l’ELU.

Calculs détaillées

Cette section permet d’accéder aux détails des calculs à n’importe quel niveau de calcul.

• Dimensionnement des aciers

L’utilisateur peut choisir le diagramme cible ainsi que l’enveloppe et la combinaison. Un simple click sur une courbe permet de repérer et afficher une nouvelle ligne dans le tableau Résultats.

• Résultats

Le tableau Résultats est rempli avec toutes les données disponibles.

Si la combinaison ELS est Quasi-Permanent, il convient de rentrer le diamètre équivalent pour que le calcul d’ouverture de fissures puisse se dérouler (méthode exacte).

Les détails des paramètres intermédiaires de calcul est affiché sous les graphiques de déformations/contraintes et de la section géométrique.

Calculette béton armé

Ce outil de calcul est proposé de manière indépendante au projet réalisé.

L’objectif est de permettre à l’utilisateur la vérification de calculs béton armé pour un ensemble de données d’entrée indépendantes. Les détails du calcul sont fournis dans la partie du manuel dédiée au calcul en flexion composée à l’ELU et à l’ELS ainsi que le calcul des aciers transversaux.

Impression du rapport des calculs

Scage permet l’impression du rapport des calculs réalisés tout en laissant la possibilité de choisir le contenu à inclure. Un aperçu dynamique de l’impression est proposé sur l’interface.

Le rapport peut être également imprimé en PDF, à condition de disposer d’une imprimante dédiée disponible dans le système d’exploitation.

Documentation

Toute la documentation Scage est disponible dans cette catégorie sous forme de fichiers .html qui peuvent être ouverts en parallèle de l’interface via le navigateur par défaut.