Introduction
Les situations d'urgence peuvent créer des conditions de travail difficiles pour le sauvetage en milieu urbain. L'objectif principal est de réduire considérablement le temps nécessaire à la phase du sauvetage en fournissant des résolutions de situation étendues pour une détection et une localisation améliorées des victimes piégées, à l'aide d'outils de simulation pour prédire les défaillances structurelles, ainsi qu'un mécanisme global d’aide à la décision qui intègre les procédures opérationnelles et les ressources des acteurs concernés.
En utilisant l’approche Extreme Loading for Structures (ELS), les ingénieurs 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 résultant sera partiel ou total. Les détails des armatures, des sections en acier et de la précontrainte du modèle, qui sont généralement supposés ou ignorés, peuvent être facilement ajoutés au modèle ELS, ce qui améliore considérablement le modèle et ses résultats. Les effets de la corrosion au fil du temps peuvent être mis en œuvre en tenant compte de la fissuration automatique, des articulations plastiques et du mécanisme de rupture.
Les charges pouvant être appliquées sont pratiquement illimitées et peuvent être séquencées dans une approche multi-aléa avec des charges échelonnées pour simuler des événements répétés ou en chaîne tels que des tremblements de terre, un incendie, une explosion, un impact, un tsunami, un vent fort et un effondrement progressif. L’approche ELS peut fournir une simulation et une analyse précises des plans de démolition proposés à l’aide d’explosifs, d’un boulet de démolition, d’une force de poussée ou de traction, ou d’une déconstruction manuelle.
Une nouvelle méthode d'analyse appelée méthode des éléments appliqués (MEA) combine des éléments de la méthode des éléments discrets (MED) et de la méthode des éléments finis. En termes simples, la MEA est capable de modéliser automatiquement la séparation des éléments, l'effondrement et la prédiction des débris. En revanche, la méthode MEF peut être précise jusqu'à la séparation des éléments et la MED peut être utilisé pendant la séparation des éléments. Au cours de plus de deux décennies de recherche et de développement continus, la MEA s'est avérée être la seule méthodologie capable de suivre le comportement à l'effondrement d'une structure à toutes les étapes de la charge, y compris l'élasticité, l'amorçage et la propagation des fissures dans les matériaux faibles en traction, la plastification des armatures, la séparation des éléments, la collision d'éléments (contact) et la collision avec le sol et les structures voisines [1].
L'objectif de l'utilisation de RFEM 6 et de Blender avec Bullet Constraints Builder est d'obtenir une représentation graphique de l'effondrement d'un modèle à partir de données réelles de propriétés physiques. RFEM 6 sert de source de données géométriques et de simulation. C'est un autre exemple démontrant l’importance de maintenir nos programmes comme étant compatible avec le BIM, afin de parvenir à une collaboration entre les domaines logiciels.
Implémentation
Étape 1 : Modélisation RFEM
Ici, un modèle RFEM 6 disponible (un
Structure 3D du silo en acier
) est considéré comme 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 (appuis structurels), montrées dans la figure 1.
Pour l’étape suivante, le format IFC doit être exporté depuis RFEM et importé dans Blender (figure 2).
Étape 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 (figure 3).
- Télécharger et installer le Module complémentaire BlenderBIM pour activer l’importation du format .IFC dans Blender v. 3.5 (figure 3). L’option d’importation du format de modèle IFC n’est disponible qu'après avoir activé le module BIM dans les paramètres de Blender (figure 4).
- Exporter le modèle au format .OBJ de Blender v. 3.5 et importer dans Blender v. 2.79 (figure 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 (figure 7). Afin de définir les paramètres pour les groupes individuels, vous pouvez également utiliser des valeurs prédéfinies pour les types de matériaux de base dans le tableau, comme pour les structures en béton armé et en acier (figure 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 (figure 9).
- Voici les informations pour les poutres configurées dans la figure 10.
- Les informations sur la surface sont illustrées dans la figure 11.
- Les conditions aux limites présumées (appui) et les informations sur les fondations sont présentées dans l'Image 12.
- Ici, les informations sur la partie circulaire sont montrées dans la figure 13.
- Également, les informations sur les paramètres généraux sont illustrées dans la figure 14.
- Télécharger Modèle de l'historique des tremblements de terre et introduire dans BCB Blender 2.79 comme le montre la figure 15.
- La valeur de la taille limite minimale est définie à 1,50 dans la section discrète (figure 16).
- Pour assurer l’inclusion des outils de prétraitement en mode automatique, vérifiez que la case marquée « Run On Automatic Mode » dans l’en-tête des outils de prétraitement est cochée. Cela inclura entièrement les outils de prétraitement au mode automatique (figure 17).
- Il est recommandé d’enregistrer la configuration des éléments avant de passer à l’étape suivante, comme le montre la figure 8. Chaque fois que le fichier Blend est ouvert, il sera maintenant possible de recharger les paramètres (figure 18).
- La progression de la simulation peut être surveillée via la fenêtre de la console système (figure 19), qui doit être maintenue ouverte en permanence. Le moniteur système permet également de recueillir des données utiles lors de la résolution des problèmes. Appuyez ensuite sur la touche A de votre clavier pour sélectionner le modèle complet.
- Ensuite, cliquez sur Build (figure 20) pour exécuter automatiquement les outils de prétraitement avant d’exécuter la simulation.
- Enfin, le modèle effondré est montré dans la figure 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 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 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 une autre preuve de l’important de maintenir la compatibilité BIM de nos logiciels, afin de parvenir à une collaboration entre les différents domaines.