Introduction
Il est possible que des situations d'urgence créent des conditions de travail difficiles pour les secouristes Urban Search and Rescue (sauvetage-déblaiement). L'objectif principal est de réduire considérablement le temps nécessaire à la phase du sauvetage-déblaiement (U.S.A.R) 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.
L'approche ELS (Extreme Loading for Structures) permet aux ingénieurs structure de simuler, d'analyser et de visualiser correctement l'effondrement progressif causé par des situations de charge extrêmes telles que les charges sismiques, les vents forts, 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'ELS (Extreme Loading for Structures) 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 le module 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 géométrie et de données pour la simulation. Ceci est un autre exemple de l'importance de maintenir nos programmes en tant qu'Open BIM, afin de parvenir à une collaboration entre les domaines logiciels.
Implémentation
Étape 1 : Modélisation dans RFEM
Ici, un modèle RFEM 6 disponible (une Structure de silo en acier 3D ) est considéré comme le cas d'étude pour la simulation de l'effondrement. Dans la présente section, nous devons définir la géométrie de la structure, les propriétés des matériaux et les conditions aux limites (appuis structuraux) qui sont illustrées dans la Figure 1.
Pour l'étape suivante, le format IFC doit être exporté depuis RFEM et importé dans Blender (Figure 2).
Étape 2 : Modélisation de BCB Blender
1) Téléchargez et installez Version 3.5 du logiciel Blender et Version 2.79 du logiciel Blender .
2) Téléchargez et installez Bullet Constraints Builder pour la version 2.79 de Blender (Figure 3).
3) Téléchargez et installez le Module complémentaire BlenderBIM pour activer l'importation au format .IFC dans Blender v. 3.5 (Figure 3). L'option pour importer le format de modèle IFC n'est disponible qu'après avoir activé le module complémentaire BIM dans les paramètres de Blender (Figure 4).
4) Exportez le modèle au format .OBJ depuis Blender v. 3.5 et importer dans Blender v. 2.79 (Figure 6).
5) 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). Les valeurs prédéfinies pour les types de matériaux de base dans le tableau peuvent également être utilisées dans le tableau, par exemple pour les structures en béton armé et en acier (Figure 8).
6) Pour configurer les groupes, il est important que les groupes du tableau portent le même nom que les groupes créés dans le modèle de Blender (Figure 9).
7) Voici les informations pour les poutres configurées dans la Figure 10.
8) Les informations sur la surface sont présentées dans la Figure 11.
9) Les conditions aux limites supposées (appui) et les informations sur les fondations sont présentées dans la Figure 12.
10) Ici, les informations sur la pièce circulaire sont montrées dans la Figure 13.
11) Les informations sur les paramètres généraux sont également illustrées à la Figure 14.
12) Téléchargez Modèle de l'historique des tremblements de terre et introduisez BCB Blender 2.79 comme le montre la Figure 15.
13) La valeur de la taille limite minimale est définie sur 1,50 dans la section discrète (Figure 16).
14) Pour vous assurer que les outils de prétraitement sont inclus dans le mode automatique, assurez-vous que la case « Exécuter en mode automatique » dans l'en-tête des outils de prétraitement est cochée. Les outils de prétraitement seront alors intégrés au mode automatique (Figure 17).
15) Il est recommandé d'enregistrer la configuration de l'élément avant de passer à cette étape, comme le montre la Figure 8. Il sera désormais possible de recharger les paramètres à chaque ouverture du fichier Blend (Figure 18).
16) La progression de la simulation peut être surveillée via la fenêtre de la console système (Figure 19), qui doit rester ouverte en permanence. Le moniteur système peut également être utilisé pour collecter des données utiles lors du dépannage, puis appuyez sur la touche « A » de votre clavier pour sélectionner le modèle complet.
17) Après cela, vous devez appuyer sur « Build » (Figure 20), qui exécutera automatiquement les outils de pré-traitement avant de lancer la simulation.
18) Enfin, le modèle réduit est illustré à la Figure 21. Pour le rendu final, vous pouvez à nouveau utiliser la dernière version de Blender. Vous trouverez sous cet article une présentation de notre fichier final avec l'effondrement dans Blender 2.79 et du fichier avec les paramètres pour le rendu final de l'animation dans Blender 3.5.
Résumé
Dans cet article de la base de connaissances, nous avons décrit l'objectif de l'utilisation de RFEM 6 et de Blender avec le module Bullet Constraints Builder pour obtenir une représentation graphique de l'effondrement d'un modèle à partir de données réelles de propriétés physiques. RFEM 6 sert de source de géométrie et de données pour la simulation. Ceci est un autre exemple de l'importance de maintenir nos programmes en tant qu'Open BIM, afin de parvenir à une collaboration entre les domaines logiciels.
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