Considération du gauchissement de la section dans l'analyse de stabilité des structures de barres

Le gauchissement est un comportement des poutres pour résister à la torsion résultant de la déformation dans le plan de la section. Il est particulièrement caractéristique pour les éléments de section à parois minces (par exemple, les profilés en I et en H). Pour considérer le gauchissement de section comme un degré de liberté supplémentaire lors du calcul de barres dans RFEM 6 et RSTAB 9, vous pouvez utiliser le module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 degrés de liberté). Ce module complémentaire est entièrement intégré dans les programmes. Vous pouvez l'utiliser en combinaison avec une analyse de structure selon l'analyse statique linéaire, du second ordre et des grandes déformations, ainsi qu'en combinaison avec le module complémentaire Stabilité de la structure pour déterminer les facteurs de charge critiques et les modes propres pour les problèmes de stabilité tels que le déversement et le flambement latéral.

Dans cet article, nous vous présentons comment effectuer une analyse du déversement de la halle en acier de la Figure 1 grâce à un exemple concret. Cet article est également la suite de celui intitulé « Détermination des facteurs de charge critiques à l'aide du module complémentaire Stabilité de la structure dans RFEM 6 et RSTAB 9 ». Dans ce dernier, nous vous expliquions comment utiliser le module complémentaire Stabilité de la structure pour déterminer les facteurs de charge critiques et les modes de stabilité correspondants pour ce modèle 3D.

Néanmoins, nous avons observé que la prise en compte du gauchissement dans l'analyse de stabilité de la structure est nécessaire en raison des résultats de l'analyse statique (c'est-à-dire que les charges appliquées donnent comme résultats des moments fléchissants M_y, donc un problème de déversement de la poutre principale est également attendue). Par conséquent, nous expliquerons dans le texte suivant comment utiliser le module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 degrés de liberté) en combinaison avec le module complémentaire Stabilité de la structure pour considérer le gauchissement de la section comme un degré de liberté supplémentaire lors de l'analyse de stabilité. Il est important de savoir que le calcul porte sur l'ensemble du modèle, de sorte que la rigidité des barres adjacentes ou les conditions d'appui définies sont automatiquement considérées.

Les modules complémentaires Flambement par flexion-torsion et Stabilité de la structure sont disponibles dans les Données de base, comme le montre la Figure 2. Vous devez savoir que dans RFEM 6 et le module complémentaire Flambement par flexion-torsion, le gauchissement n'est associé qu'aux barres et qu'aucune condition d'appui globale ne doit donc lui être définie. De plus, le gauchissement aux extrémités de la barre est supposé non obstrué par défaut. Par conséquent, vous devez utiliser les raidisseurs transversaux de barre pour définir les ressorts de gauchissement aux extrémités de la barre et considérer la rigidité de gauchissement ou la contrainte de gauchissement. Pour en savoir plus à ce sujet, consultez l'article de la Base de connaissance « Vérification du déversement à l'aide du module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 degrés de liberté) pour RFEM 6/RSTAB 9 ».

Le gauchissement étant supposé libre à l'extrémité de la barre, il n'y a pas de transfert de mouvement entre les barres adjacentes. En d'autres termes, toutes les barres sont considérées individuellement pour le calcul du gauchissement (c'est-à-dire que les barres individuelles peuvent se déformer librement à leurs extrémités). Pour transférer le gauchissement entre des barres individuelles connectées, vous pouvez définir un ensemble de barres. À cet égard, les poutres principales de la halle en acier en question sont définies comme des ensembles de barres distincts, comme le montre la Figure 3.

À ce stade, un parallèle peut être établi entre le point d'application de la charge lors du calcul des barres à 6 degrés de liberté et le calcul des barres à 7 degrés de liberté. Ainsi, si d'autres objets sont connectés à une barre à calculer avec 6 degrés de liberté, les efforts tranchants provenant d'autres composants sont introduits au centre de cisaillement. Cependant, lors du calcul de barres à 7 degrés de liberté, le point d'assemblage est considéré comme étant au centre de gravité (c'est-à-dire le centre de gravité de la section) et les charges de barre définies y sont également appliquées. Pour résoudre ce problème dans l'analyse, vous pouvez définir les excentrements de barre ou utiliser des barres rigides pour définir ces assemblages. À cet égard, le point d'application de la charge dans cet exemple sera défini avec l'excentrement indiqué dans les Figures 4 et 5.

Les paramètres de l'analyse de stabilité peuvent ensuite être définis comme expliqué dans l'article de la Base de connaissances « Détermination des facteurs de charge critique à l'aide du module complémentaire Stabilité de la structure dans RFEM 6 et RSTAB 9 ». Sachez que vous pouvez sélectionner la méthode d'analyse et considérer les autres options présentées dans la Figure 6.

Comme indiqué dans l'article susmentionné, l'analyse de stabilité peut être considérée en termes de cas de charge, de combinaisons de charges et de situations de projet. Dans cet exemple, l'analyse de stabilité est considérée en termes de situation de projet à l'ELU, comme le montrent les Figures 7 et 8. Vous pouvez donc calculer cette situation de projet et obtenir des résultats de la même manière que dans l'article susmentionné.

Vous pouvez enfin effectuer le calcul et obtenir les résultats de l'analyse de stabilité en tenant compte du gauchissement par torsion de la section. Dans l'aperçu du tableau de l'analyse statique, vous pouvez voir le facteur de charge le plus critique de toutes les combinaisons de charge (Figure 9), ainsi que la combinaison de charge déterminante avec laquelle le facteur de charge critique est associé. De cette façon, vous pouvez ouvrir les résultats de l'analyse de stabilité pour la combinaison de charges spécifique et afficher la déformée modale associée.

Modèle 3D

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Modèle | Halle en acier