Vous pouvez activer le module complémentaire Vérification de l'aluminium dans l'onglet Modules de la boite de dialogue « Données de base », tandis que vous pouvez définir la norme correspondante dans l’onglet Norme I, comme le montrent les figures 1 et 2.
Vous pouvez modéliser des structures en aluminium en utilisant les matériaux pertinents de la bibliothèque de matériaux de RFEM 6. Vous pouvez également définir des matériaux et les ajouter à la bibliothèque. Les données spécifiées en termes de matériaux, ainsi qu'en termes de combinaisons de charges et de résultats, doivent cependant être conformes au concept de calcul de la norme. Lors du calcul selon les normes européennes, vous devez prendre en compte les documents suivants :
- Bases de calcul des structures (Eurocode 0), pour obtenir les facteurs partiels de sécurité des charges et les règles de leur combinaison
- Actions sur les structures (Eurocode 1), pour prendre en compte les charges pertinentes pour les structures et les bâtiments à calculer
- Design of Aluminum Structures (Eurocode 9), pour appliquer les règles de calcul des structures en aluminium
Vous pouvez créer des combinaisons de charges et de résultats dans RFEM automatiquement, conformément à la norme, ou manuellement. Dans les deux cas, vous pouvez appliquer les charges en utilisant la procédure courante d’application des charges dans RFEM.
Propriétés de calcul
Une fois que vous avez modélisé la structure, appliqué les charges et créé les combinaisons de charges et de résultats, activez les propriétés de calcul de la barre ou de l’ensemble de barres à calculer (fig. 3). Cela vous permettra de définir les types de vérification pour la vérification de l’aluminium, les configurations de calcul et les appuis de calcul nécessaires à la procédure de calcul. Il en va de même pour les barres ou ensembles de barres calculés par l’intermédiaire de représentants.
Types de vérification
Les types de vérification de l'aluminium incluent la définition des longueurs efficaces, des réductions locales de section (prises en compte uniquement dans le calcul en traction) et des soudures transversales (fig. 4). La définition des longueurs de flambement est requise pour déterminer la charge critique en cas de rupture par instabilité. Après avoir assigné une longueur de flambement à l’objet concerné, les paramètres et longueurs efficaces sont pris en compte dans l’analyse de stabilité. Ensuite, dans le calcul, vous pouvez prendre en compte les affaiblissements locaux de section (par exemple, des trous de vis) liés à l’objet par attribution d’une réduction locale de section de barre dans la fenêtre correspondante.
De plus, il est possible de prendre en compte la réduction localisée de résistance dans la zone affectée thermiquement (HAZ) due aux soudures transversales.
Configurations de calcul
Vous pouvez accéder aux configurations de calcul soit par la boite de dialogue Modifier la barre, soit par les Données d'entrée du tableau Vérification de l’aluminium. Les spécifications d'une configuration de calcul s’appliquent à tous les objets auxquels la configuration est assignée. Si aucune configuration de calcul n’est assignée à un objet à calculer, aucune vérification à l’état limite ultime ou à l’état limite de service n’est effectuée pour cet objet.
Les Eurocodes prévoient des calculs pour deux états limites : l’état limite ultime et l’état limite de service. Le premier se réfère à une situation où la sécurité de la structure est vérifiée afin d’en éviter l'effondrement, tandis que le second se réfère à certaines exigences relatives à l’utilisation normale des structures. Pour les structures en aluminium, cela inclut des exigences sur la flèche et, dans certaines circonstances, sur les vibrations. En raison du faible module d’élasticité de l'aluminium, cet état limite est, en général, la situation de projet critique pour les structures en aluminium.
Configuration pour l’état limite ultime
Vous pouvez créer une configuration pour l’état limite ultime en définissant divers paramètres qui affectent la vérification de l’aluminium (fig. 5). Par exemple, vous pouvez définir si les analyses de stabilité sont effectuées en plus des vérifications des propriétés de section, ainsi qu’ajuster d’autres paramètres s’y rapportant. Ensuite, l’option Valeurs limites pour les cas particuliers est disponible pour vous permettre de négliger certains efforts internes dans le calcul qui ne sont pas importants pour l’ELU. Si vous n’utilisez pas cette option, des vérifications spécifiques risquent d’être empêchées ou l’utilisation de formules d’interaction plus défavorables pourrait être impliquée.
Selon la norme de vérification sélectionnée, d’autres options telles que l’activation d’une vérification élastique des sections, des valeurs alternatives pour les facteurs de forme et les exposants dans les formules d’interaction, ou d’autres paramètres détaillés pour le calcul du flambement local ou du voilement par cisaillement sont disponibles dans la configuration pour l'état limite ultime. Pour la norme de calcul EN 1999, vous pouvez trouver les coefficients pertinents selon l’annexe nationale sélectionnée dans les Paramètres standard de la fenêtre, mais vous pouvez également les ajuster avec une valeur définie par l’utilisateur.
Configuration de calcul à l’état limite de service
Vous pouvez créer des configurations pour l’ELS pour les limites de flèche à vérifier dans le calcul (fig. 6). Ces limites sont liées à la longueur de référence de la barre, qui est déterminée sur la base des appuis de calcul définis dans l’onglet Flèche et appuis de calcul. En d’autres termes, l’onglet Flèche et appuis de calcul illustrée dans la fig. 7 permet de définir les conditions aux limites pour la vérification de l’aluminium à l’état limite de service.
Paramètres globaux
Vous pouvez accéder aux paramètres globaux pour la vérification de l'aluminium en cliquant sur l'icône Paramètres globaux du module complémentaire indiquée dans la fig. 8. Ceux-ci sont indépendants de la norme de calcul, mais les valeurs standard peuvent différer. Cliquer sur Rétablir les valeurs par défaut restaure les paramètres par défaut de la boîte de dialogue selon la norme de calcul sélectionnée.
Options supplémentaires pour la vérification de l’aluminium
RFEM 6 comporte d’autres options qui influencent la vérification de l'aluminium. Par exemple, vous pouvez assigner d’autres types aux barres (tels que des excentrements de barre ou des articulations de barre), comme le montre la fig. 9. Vous pouvez également prendre en compte des raidisseurs transversaux de barre pour raidir les zones de barres sujettes au flambement. Ceux-ci sont utilisés, par exemple, pour les poutres hautes ou les points d’application de charges concentrées importantes.
Vous pouvez également définir des maintiens en torsion de barre pour prendre en compte le maintien en torsion autour de l’axe longitudinal d’une barre ou d’un ensemble de barres fourni par des composants tels que des tôles trapézoïdales ou des pannes. Les panneaux de cisaillement de barre peuvent être utilisés pour prendre en compte le maintien latéral fourni par un contreventement ou des tôles trapézoïdales. Les deux sont pris en compte par le solveur aux valeurs propres interne lors de la détermination du moment critique élastique ou du facteur de charge critique pour le déversement.
Calcul
Avant de démarrer le calcul, il est important de vérifier les Données d’entrée du module complémentaire Vérification de l’aluminium. Par exemple, les paramètres par défaut impliquent la prise en compte de toutes les situations de projet dans le calcul. Vous pouvez cependant désactiver une situation de projet pour la vérification de l’aluminium en décochant la case « À calculer ». Aucune vérification ne sera alors effectuée pour cette situation de projet.
Cette sélection est synchronisée avec la sélection du module complémentaire Vérification de l’aluminium dans les paramètres de la situation de projet, comme le montre la fig. 10. Important : vous ne pouvez pas calculer des cas de charge, des combinaisons de charges ou des combinaisons de résultats individuels. À la place, vous devez assigner ces combinaisons à une situation de projet.
De la même manière, tous les types d'objets présents dans le modèle sont répertoriés dans le tableau Vérification de l’aluminium (fig. 11). Si vous cochez la case « Tout calculer », tous les objets disponibles seront sélectionnés pour le calcul. Vous pouvez également spécifier manuellement les objets à calculer/retirer du calcul en décochant la case « Tout calculer » et en saisissant les numéros d’objets, ou en sélectionnant graphiquement les objets concernés.
Les barres avec un matériau différent (par exemple, béton ou bois) ou une section inadaptée à la vérification de l’aluminium (par exemple, une section massive) sont automatiquement reconnues et exclues du calcul. De plus, les surfaces en aluminium ne seront pas prises en compte pour le calcul par le module complémentaire Vérification de l’aluminium ; vous pouvez les évaluer en utilisant le module complémentaire Analyse contraintes-déformations à la place.
Vous pouvez exécuter le module complémentaire Vérification de l’aluminium en sélectionnant l’option Afficher les résultats dans le tableau de saisie (fig. 11) ou en sélectionnant Vérification de l’aluminium dans la boîte de dialogue « À calculer ». Après avoir démarré le calcul, l’avancement des calculs est affiché, ainsi que les étapes de calcul et le déroulement actuel du calcul.
Résultats
Une fois le calcul terminé, les résultats déterminants et les ratios de vérification des barres ou ensembles de barres sont disponibles dans le tableau de résultats. Vous pouvez également afficher les résultats du module complémentaire Vérification de l’aluminium graphiquement via l’onglet Résultats du navigateur. Si des avertissements ou des erreurs surviennent lors des vérifications, ou si un critère de vérification n'est pas satisfait, l’aperçu du tableau l’indique.
En plus de ces résultats, les vérifications de l’élancement peuvent être affichées pour les barres ou ensembles de barres. Elles sont basées sur la comparaison de l’élancement au flambement par flexion calculé à partir du rapport de la longueur de flambement au rayon d’inertie d'une part, et des valeurs limites des Paramètres globaux d’autre part.
Étant donné que la résistance au flambement est calculée par l’analyse de stabilité, la vérification de l’élancement ne représente pas véritablement un calcul et elle n’est pas incluse dans le tableau de résultats par défaut. Par conséquent, pour afficher ces vérifications, activez les tableaux de résultats d’élancement dans le Gestionnaire des tableaux de résultats, accessible via l'icône indiquée dans la fig. 12.
Vous pouvez afficher les détails de vérification pour chaque type de vérification en double-cliquant dessus ou à l’aide de l’icône Détails de vérification. En plus des formules, les résultats détaillés contiennent des références aux normes, afin de vous permettre de retracer précisément les vérifications et comprendre en détail les vérifications effectuées.
Remarques finales
Le module complémentaire Vérification de l’aluminium pour RFEM 6 vous permet de calculer des barres en aluminium aux états limites ultime et de service selon les normes EN 1999-1-1:2013-12 (Eurocode 9) de l’Union européenne et ADM 2020 des États-Unis. Les données définies en termes de matériaux, de chargement et de combinaisons de charges et de résultats doivent être conformes au concept de calcul de la norme souhaitée.
Vous pouvez appliquer les charges pertinentes conformément à la procédure courante d’application des charges de RFEM, tandis que vous pouvez définir les données requises au calcul en activant les propriétés de calcul de la barre ou de l’ensemble de barres concerné. Une fois les propriétés de calcul définies, le calcul peut être effectué et les résultats deviennent disponibles sous forme tabulaire et graphique.
