Évaluation du comportement structurel de la maçonnerie dans RFEM

Article technique

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La considération du comportement structurel réaliste de maçonnerie dans RFEM requiert de commencer par sélectionner un matériau ou modèle de matériaux. Étant donné que la maçonnerie ne réagit à la traction que par fissuration, il est nécessaire de préciser un modèle de matériau non linéaire, ce que RF-MAT NL permet de faire.

Matériau et modèle de matériau

Contrairement aux matériaux tels que le béton ou l'acier, il n'existe pas de matériaux prédéfinis pour la maçonnerie en raison des nombreuses combinaisons d'options de brique et de coulis. Une fois ce matériau créé, il peut être stocké dans RFEM pour les futurs modèles. Il est également possible de modifier les combinaisons de matériaux créées ultérieurement si nécessaire.

Figure 01 - Matériau

En plus de la définition du matériau et de ses propriétés, il est également nécessaire d'assigner le modèle de matériau correspondant à ce matériau. Par exemple, le modèle de matériau inclus dans RF-MAT NL est défini sur «Maçonnerie isotrope 2D» afin de considérer correctement la rupture en traction et la formation de fissures correspondante. Vous pouvez définir les contraintes de traction limites pour la rupture en traction séparément comme parallèles ou perpendiculaires à l'articulation selon les normes. Si vous définissez la contrainte de traction sur zéro, une valeur de 1 ∙ 10 -11 N/mm² sera appliquée pour des raisons de stabilité. Par conséquent, des contraintes de traction minimales peuvent survenir indépendamment de la spécification de la contrainte de traction limite à zéro.

Figure 02 - Modèle de matériau

Modélisation et évaluation

Une surface de paroi renforcée compacte est par exemple modélisée et évaluée selon [1] :
La charge verticale est répartie sur toute la longueur du mur. La même procédure est appliquée à la charge horizontale, sinon une singularité se produirait au point d'application de la charge en raison de l'introduction de la charge concentrée. Le modèle peut être défaillant car les contraintes de traction admissibles seraient dépassées au niveau de ce nœud et fissuraient complètement.

Figure 03 - Chargement et déformation

L'analyse des déformations peut déjà indiquer la répartition des efforts internes et des contraintes.
L'analyse des contraintes du mur après le calcul non linéaire montre que les contraintes de traction et de compression admissibles sont respectées.

Figure 04 - Contraintes maximales dans les directions x et y

Figure 05 - Contraintes minimales dans les directions x et y

En cas de dépassement des contraintes limites dans le mur ou de rupture du mur de maçonnerie, aucune convergence n'est atteinte et il est donc nécessaire d'ajuster le matériau ou les dimensions. Par exemple, si vous augmentez l'épaisseur de la paroi, la contrainte de traction résultante peut être répartie sur une zone plus grande, ce qui augmente la résistance à la charge.

La modélisation de la maçonnerie décrite dans cet article et l'analyse des contraintes dans les surfaces ne peuvent pas être effectuées à partir de la conception du mur en maçonnerie. Il est cependant possible de déterminer les matériaux et les dimensions requis pour une analyse plus approfondie.

Littérature

[1]  Graubner, C.-A. Rast, R.: Mauerwerksbau aktuell 2016. Berlin : Beuth, 2015. page C.45

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