Généralité
- L’analyse structurale permet :
- de déterminer la distribution, soit des sollicitations, soit des contraintes, déformations et déplacements imposés à l’ensemble ou à une partie de la structure ;
- d’identifier les sollicitations aux divers états limites dans les éléments ou les sections de la structure.
- La géométrie est habituellement modélisée en considérant que la structure est constituée d’éléments linéaires, d’éléments plans et, occasionnellement, de coques.
- Le calcul doit prendre en considération la géométrie, les propriétés de la structure et son comportement à chaque stade de sa construction.
- Les éléments d’une structure sont classés, selon leur nature et leur fonction, en poutres, poteaux, dalles, voiles, semelles, plaques, arcs, coques, etc…
Les modèles de comportement couramment utilisés pour l’analyse structurale permettant la détermination des sollicitations et des déformations ou l’analyse des vérifications sont :
- Comportement élastique linéaire : l’analyse linéaire basée sur la théorie de l’élasticité est utilisable pour les états limites ultimes et les états limites de service en supposant des sections non fissurées, un diagramme contrainte-déformation linéaire et des valeurs moyennes des modules d’élasticité (sollicitations proportionnelles aux actions) ;
- Comportement élastique linéaire avec redistribution limitée des moments : afin de retraduire les effets de liaisons réelles de l’élément de la structure avec son environnement, des actions forfaitaires et linéaires sont imposées afin de déterminer les sollicitations ;
- Comportement plastique : les zones les plus sollicitées de la structure sont apparentées à des rotules plastiques. La distribution des déplacements de la structure est ainsi affectée de façon à retraduire des effets de concentration des déformations généralement associés à la fissuration du béton armé. Une modélisation de la structure reposant sur une décomposition de la structure en éléments simples purement comprimés ou tendus (modélisation par bielles et tirants) constitue une alternative au comportement plastique.
- Comportement non linéaire : pour retraduire le comportement du béton armé, un diagramme contrainte-déformation non linéaire est utilisé afin de mieux retraduire les phénomènes de mise en plasticité des matériaux associés à des effets de fissuration ou à des déplacements importants qui génèrent des sollicitations non linéaires par rapport aux actions.
NOTA : Une analyse locale complémentaire peut être nécessaire lorsque l’hypothèse de distribution linéaire des déformations ne s’applique plus, par exemple : à proximité des appuis, au droit des charges concentrées, aux nœuds entre poteaux et poutres, dans les zones d’ancrage.
L’objectif de l’analyse structurale est de déterminer la distribution des sollicitations : effort normal, effort tranchant, moment fléchissant, moment de torsion. Ces sollicitations serviront soit à vérifier des conditions de déformation, de contrainte ou de limitation du risque de corrosion aux états limites de service, soit à vérifier la résistance des sections transversales et des éléments aux états limites ultimes.
A proximité des appuis, au droit des charges concentrées, aux nœuds poutres-poteaux, dans les zones d’ancrage ou aux changements de sections transversales, la distribution des déformations n’est plus linéaire, une analyse locale est alors nécessaire.