Introduction
Les situations d'urgence peuvent créer des conditions de travail difficiles pour les travailleurs de recherche et de sauvetage urbain (USaR). L'objectif important est de réussir une réduction significative du temps en rapport avec la phase USaR en fournissant des résolutions de perception de la situation à grande échelle pour améliorer la détection et la localisation des victimes piégées, aidées par des outils de simulation pour prédire les défaillances structurelles, ainsi qu'un mécanisme de soutien à la décision holistique qui intègre les procédures opérationnelles et les ressources des acteurs concernés.
En utilisant l'approche Extreme Loading for Structures (ELS), les ingénieurs en structure peuvent correctement simuler, analyser et visualiser l'effondrement progressif causé par des situations de charge extrême telles que les charges sismiques, les vents violents, les charges d'explosion, les charges dynamiques et les charges d'impact. Les ingénieurs peuvent également estimer la vulnérabilité d'une structure à l'effondrement progressif en simulant la défaillance de divers composants et en déterminant si l'effondrement qui en résulte sera partiel ou total. Le renforcement du modèle, les sections en acier et les détails de précontrainte, qui sont généralement supposés ou ignorés, peuvent être facilement ajoutés au modèle ELS, améliorant ainsi considérablement le modèle et ses résultats. Les effets de la corrosion au fil du temps peuvent être mis en œuvre en utilisant des considérations de fissuration automatique, de charnières plastiques et de mécanismes de défaillance.
Les charges qui peuvent être appliquées sont essentiellement illimitées et peuvent être séquencées dans une approche multi-risque avec une charge échelonnée pour simuler des événements répétés ou une chaîne d'événements tels que les tremblements de terre, le feu, les explosions, les impacts, les tsunamis, les vents violents et l'effondrement progressif. L'ELS peut fournir une simulation et une analyse précises des plans de démolition proposés utilisant des explosifs, une boule de démolition, une force de poussée ou de traction, ou une déconstruction manuelle.
Une nouvelle méthode d'analyse appelée Applied Element Method (AEM) combine des éléments de la méthode des éléments discrets avec la méthode des éléments finis (DEM). En termes simples, l'AEM est capable de modéliser automatiquement la séparation des éléments jusqu'à l'effondrement et la prédiction des débris. En revanche, le FEM peut être précis jusqu'à la séparation des éléments, et le DEM peut être utilisé tandis que les éléments sont séparés. Au cours de plus de deux décennies de recherche et de développement continus, l'AEM s'est avéré être la seule méthodologie capable de suivre le comportement de l'effondrement structurel à travers toutes les étapes de chargement, y compris élastique, initiation et propagation des fissures dans les matériaux faibles en traction, fluage de l'armature, séparation des éléments, collision des éléments (contact), et collision avec le sol et les structures voisines [1].
L'objectif de l'utilisation de RFEM 6 et Blender avec l'add-on Bullet Constraints Builder est d'obtenir une représentation graphique de l'effondrement d'un modèle basé sur des données réelles de propriétés physiques. RFEM 6 sert de source de géométrie et de données pour la simulation. C'est un autre exemple de pourquoi il est important de maintenir nos programmes comme étant BIM Open, afin de parvenir à une collaboration entre les domaines logiciels.
Implementation
Step 1: RFEM Modeling
Ici, un modèle RFEM 6 disponible (un Structure 3D du silo en acier ) est considéré comme l'étude de cas pour la simulation d'effondrement. Dans la section actuelle, nous devons définir la géométrie structurelle, les propriétés des matériaux et les conditions aux limites (supports structurels), qui sont montrées dans l'Image 1.
Pour l'étape suivante, le format IFC doit être exporté de RFEM et importé dans Blender (Image 2).
Step 2: BCB Blender Modeling
- Télécharger et installer Version 3.5 du logiciel Blender et Version 2.79 du logiciel Blender .
- Télécharger et installer Bullet Constraints Builder pour la version 2.79 de Blender (Image 3).
- Télécharger et installer le Module complémentaire BlenderBIM pour activer l'importation du format .IFC dans Blender v. 3.5 (Image 3). L'option pour importer le format de modèle IFC n'est disponible qu'après avoir activé l'add-on BIM dans les paramètres de Blender (Image 4).
- Exporter le modèle au format .OBJ de Blender v. 3.5 et importer dans Blender v. 2.79 (Image 6).
- Classification des éléments des modèles en "groupes" et division par type – poutres, plaques, fondations, etc. Pour ces groupes, vous pouvez ajouter des propriétés dans le tableau et la liste des groupes d'éléments (Image 7). Afin de définir les paramètres pour les groupes individuels, vous pouvez également utiliser des valeurs préréglées pour les types de matériaux de base dans le tableau, comme pour les structures en béton armé et en acier (Image 8).
- Pour configurer les groupes, il est important que les groupes dans le tableau soient nommés de la même manière que les groupes créés dans le modèle Blender (Image 9).
- Voici les informations pour les poutres configurées dans l'Image 10.
- Les informations sur la surface sont illustrées dans l'Image 11.
- Les conditions aux limites présumées (support) et les informations sur les fondations sont présentées dans l'Image 12.
- Ici, les informations sur la partie circulaire sont montrées dans l'Image 13.
- Également, les informations sur les paramètres généraux sont illustrées dans l'Image 14.
- Télécharger Modèle de l'historique des tremblements de terre et introduire dans BCB Blender 2.79 comme montré dans l'Image 15.
- La valeur de la taille limite minimale est définie à 1,50 dans la section discrète (Image 16).
- Pour s'assurer que les outils de prétraitement sont inclus en mode automatique, assurez-vous que la case marquée "Run On Automatic Mode" dans l'en-tête des outils de prétraitement est cochée. Cela rendra les outils de prétraitement partie intégrante du mode automatique (Image 17).
- Il est recommandé d'enregistrer la configuration des éléments avant de passer à l'étape suivante, comme indiqué dans l'Image 8. Chaque fois que le fichier Blend est ouvert, il sera maintenant possible de recharger les paramètres (Image 18).
- La progression de la simulation peut être surveillée via la fenêtre de la console système (Image 19), qui devrait être maintenue ouverte en tout temps. Le moniteur système peut également être utilisé pour recueillir des données utiles lors de la résolution des problèmes, puis appuyer sur la touche "A" de votre clavier pour sélectionner le modèle complet.
- Ensuite, vous devez appuyer sur Build (Image 20), ce qui exécutera automatiquement les outils de prétraitement avant d'exécuter la simulation.
- Et enfin, le modèle effondré est montré dans l'Image 21. Pour le rendu final, vous pouvez utiliser à nouveau la dernière version de Blender. Sous cet article, vous trouverez une démonstration de notre fichier final avec l'effondrement dans Blender 2.79 et le fichier avec les paramètres pour le rendu de l'animation finale dans Blender 3.5.
Conclusion
Dans l'article de la base de connaissances actuelle, nous avons décrit l'objectif d'utiliser RFEM 6 et Blender avec l'add-on Bullet Constraints Builder pour obtenir une représentation graphique de l'effondrement d'un modèle basé sur des données réelles de propriétés physiques. RFEM 6 sert de source de géométrie et de données pour la simulation. C'est un autre exemple de pourquoi il est important de maintenir nos programmes comme BIM Open, afin de parvenir à une collaboration entre les domaines logiciels.