Limitations du logiciel
Dans tous les programmes de calcul aux éléments finis, y compris RFEM, chaque barre est représentée par un élément de ligne individuel situé au centre de gravité de la section. C'est ce qu'on appelle la vue de rendu filaire. La barre comprend des informations internes telles que les propriétés du matériau ainsi que les propriétés géométriques, notamment la largeur et la hauteur, à utiliser dans les calculs d'analyse et de vérification. Cependant, lorsque les barres sécantes sont modélisées, le programme ne dispose pas d'informations immédiates telles que l'orientation des barres sécantes les unes par rapport aux autres ou, dans le cas de barres s'appuyant les unes sur les autres, la zone de portance est inconnue. Le programme ne reconnaît que ces éléments de ligne connectés en un seul point nodal.
Lorsque de petites barres sont connectées à de plus grandes barres de poutre par appui vers le bas sur la face supérieure ou lorsque les barres sont soutenues à l'une ou l'autre de leurs extrémités ou sur la longueur par un type d'appui, la contrainte de barre perpendiculaire au fil doit être incluse dans les vérifications. The NDS Sec. 3.10.2 [1] and CSA O86 Clauses 6.5.7 and 7.5.9 [2] design checks for bearing perpendicular to the grain both require the net bearing area to be known. Because of this requirement, design software may forgo important factors such as the bearing area factor, Cb, [1] or the length-of-bearing factor, KB, [2], or the design check is ignored altogether.
With the new RFEM 6 feature "design supports", it is now possible to define such information and carry out the full design checks for compression stress perpendicular to the grain.
Flux de travail NDS 2018
When creating a new design support definition, the Type should be set to "timber". Les données d'entrée correspondantes selon la norme NDS sont alors activées. La case Appui direct indique que ce type de définition sera utilisé pour la vérification de la compression perpendiculaire au fil. La Longueur de l'appui est définie par l'utilisateur et doit spécifier la longueur totale de la zone de portance. The Support Width is automatically set as the width of the relevant member, but can be overwritten. Support from Edge indicates whether the bearing support is located at the upper +z axis of the member, the lower -z axis, or both. The Inner Support checkbox indicates whether the Cb factor should be applied to the member’s compression design value perpendicular to the grain, Fc⟂, based on Sec. 3.10.4 [1]. Si cette option est cochée, un appui d'extrémité ne considérera pas Cb. La Valeur de calcul de la compression de la barre indiquée dans la NDS varie en fonction de la limite de déformation sélectionnée.
Une fois les informations d'entrée des appuis de calcul renseignées, les appuis de calcul peuvent être appliqués aux nœuds et aux barres appropriés sur la structure. Multiple design supports may be needed, as different bearing scenarios may occur at different locations. RFEM permet à l'utilisateur de définir un Nom défini par l'utilisateur pour plusieurs définitions d'appui de calcul en haut de la boîte de dialogue pour des applications plus rapides et plus pratiques.
The section proof will be carried out in the Timber Design add-on considering Sec. 3.10.2 [1]. With a glued-laminated member, for example, the adjusted compression design value perpendicular to the grain, Fc⟂’, is defined in Table 5.3.1 [1] with the following equation.
| fc⟂ | Valeur de calcul de la compression de référence perpendiculaire au fil |
| CM | Facteur de service mouillé |
| Ct | Facteur de température |
| Cb | Facteur de zone de portance |
| KF | Facteur de conversion de format (LRFD uniquement) |
| φ | Facteur de résistance (LRFD uniquement) |
The Cb factor is further defined in Sec. 3.10.4 [1]. However, Cb is only applicable if the Support Length defined under the Design Support definition is less than 6 inches and farther than 3 inches to the end of a member. Additionally, Cb is only applicable for inner supports, which also must be indicated under the definition type as indicated above. Si ces critères sont remplis, le module complémentaire Vérification du bois calcule et applique automatiquement Cb sur la base de l'équation suivante :
Le ratio de vérification de section est déterminé par le rapport entre l'effort de compression demandé perpendiculaire au fil et la valeur de calcul ajustée de la compression perpendiculaire au fil. Toutes les variables NDS, les formules et les références de code sont indiquées directement dans les détails de vérification du module complémentaire Vérification du bois, fournissant des résultats clairs et traçables.
Flux de travail CSA O86:19
When designing according to CSA O86:19, the same workflow above for the NDS can be followed for the design support definition type. There are a few key differences with the CSA standard, however. A new option, Check Critical Bearing, will determine if the compression load is applied within a distance from the center of the support equal to the depth, d, of the member indicated in Fig. 6.2 [2]. If so, the factored compressive resistance perpendicular to the grain is reduced by a factor of 2/3 as shown in Clause 6.5.6.3.1 [2] for sawn lumber and Clause 7.5.9.3.1 [2] for glued-laminated timber. La zone de portance moyenne doit également être utilisée.
La limite des contraintes de flexion élevées pour le facteur Kb est également définie dans le type de définition d'appui. The length of the bearing factor, Kb, can be applied to the compressive resistance if the bearing area does not occur in positions of high bending stresses indicated in Clause 6.5.6.5(b) [2]. L'utilisateur peut définir le rapport entre le moment appliqué et le moment admissible pour qu'il soit considéré comme une zone en flexion élevée.
With a glued-laminated member, for example, the factored compressive resistance perpendicular to the grain, Qr, is defined in Clause 7.5.9.2 [2] with the following equation.
| Φ | = 0,8 |
| Fcp | = fcp (KD KScp KT ), où fcp est la résistance spécifiée en compression perpendiculaire au fil, |
| Ab | Zone de portance |
| KB | Facteur de longueur de portance |
| KZcp | Facteur de taille pour la portance |
Le ratio de vérification de section est déterminé par le rapport entre la force de portance pondérée en fonction de la demande et la résistance pondérée en compression perpendiculaire au fil. Toutes les variables, formules et références de code de la norme CSA O86 sont indiquées directement dans les détails de vérification du module complémentaire Vérification du bois.
Résumé
Bearing stresses perpendicular to the grain are an integral part of member design according to both NDS 2018 and CSA O86:19. The bearing area is typically an unknown variable for this design check when using general analysis and design software, as all members are represented by an internal line element connected at nodal points only. However, the new "design support" feature in RFEM 6 now allows users to specify the length and width of the bearing area, paving the way for compression design checks perpendicular to the grain that previously were not possible.
