Dans la réalité, les singularités, ou les concentrations de contraintes qui en résultent, ne se produisent pas dans la même mesure que dans le modèle. En principe, une évaluation des résultats dans la zone de points singuliers n’est pas pertinente. L’étude et la remise en question des points singuliers sont néanmoins tout à fait judicieuses, car les points singuliers peuvent indiquer des problèmes dans le modèle réel. Un exemple pratique en vérification du béton serait, par exemple, de remettre en question un risque de poinçonnement dans la zone de points singuliers.
En vérification du béton dans RFEM, les singularités entraînent souvent des incalculabilités.
Où les singularités peuvent-elles apparaître ?
- Appuis ponctuels ou application ponctuelle de charges
- Anges rentrants ou angles des ouvertures
- Sauts de rigidité (par exemple saut dans l’épaisseur de la dalle)
- Début et fin de nervures
- Début et fin d’appuis linéaires ou de voiles
Identifier les singularités
Dans la MEF, les points singuliers peuvent être identifiés en affinant le maillage à l’emplacement concerné du modèle au moyen d’un raffinement du maillage EF. Si la valeur de résultat dépendant des contraintes augmente dans la zone étudiée, tandis que la zone dans laquelle elle agit diminue, il s’agit très probablement d’un point singulier.
Limiter les singularités
Dans RFEM 6, il existe différentes façons de limiter les singularités et les incalculabilités qui en découlent.
Ajustements des résultats de surfaces
RFEM 6 permet des ajustements des résultats de surfaces, à l’aide desquels les pics de résultats peuvent être lissés. Les résultats dans la zone définie sont affichés sous forme de valeurs moyennes au lieu du tracé réel. Les « ajustements des résultats de surfaces » peuvent être appelés dans le navigateur sous « Objets spéciaux ». Dans le cas d’un ajustement des résultats de surfaces, la zone de référence doit être définie par l’ingénieur.
Surface intégrée
En alternative aux ajustements des résultats de surfaces avec les cotations de la section de poteau, des surfaces peuvent être modélisées et intégrées à la surface existante. Ces surfaces doivent alors être exclues lors de la vérification.
Application de charge distribuée
Afin d’éviter les effets de singularité, des charges ponctuelles ou linéaires peuvent être converties en charges surfaciques. Une procédure possible au moyen de « Charges rectangulaires libres » est présentée ci-dessous. Dans le menu « Modifier les paramètres globaux », t représente l’épaisseur de la dalle en béton, F est la charge nodale et phi l’angle de distribution de la charge
Les deux méthodes mentionnées (ajustements des résultats de surfaces et surface intégrée) sont applicables aussi bien aux poteaux qu’aux angles rentrants. En général, les ajustements des résultats de surfaces suffisent. Pour le calcul non linéaire, cependant, les ajustements des résultats de surfaces n’ont pas l’effet souhaité, car des efforts internes se redistribuent pendant le calcul et de nouveaux effets de singularité peuvent apparaître.
Méthode de vérification pour les voiles
Lors d’une vérification de voile, des singularités peuvent apparaître en raison de forts efforts normaux, par exemple à la suite d’un appui ponctuel. De plus, la méthode de vérification peut avoir un effet aggravant sur les effets de singularité ou les incalculabilités. Pour les voiles, il est donc recommandé de désactiver l’optimisation des efforts internes de calcul (dans le navigateur) sous : « Vérification du béton », « Configurations pour l’ELU », « Surfaces ».
Éviter les charges nodales et les charges linéiques
Afin d’éviter les effets de singularité, il est recommandé d’utiliser des charges surfaciques au lieu de charges nodales ou linéaires.
Arrondir les angles rentrants
Si nécessaire, il est possible, aussi bien pour les angles rentrants que pour les angles aux ouvertures, d’arrondir ou de chanfreiner un angle à l’aide de la fonction « Arrondir ou chanfreiner un coin ». Les deux fonctions sont accessibles via « Outils » « Modifier les lignes » dans la barre de menus. En général, de nombreux effets de singularité peuvent toutefois être suffisamment limités par des zones de lissage.
Appuis
L’évitement des singularités aux appuis nodaux et linéiques est expliqué dans cet article technique :