Lorsqu'une dalle en béton est posée sur la semelle supérieure, son effet est comparable à un appui latéral (structure mixte), ce qui évite les problèmes de stabilité de type déversement. Si la distribution du moment fléchissant est négative, la semelle inférieure est comprimée et la semelle supérieure est en traction. Si l'appui latéral n'est pas suffisant en raison de la rigidité de l'âme, l'angle entre la semelle inférieure et la ligne de coupe de l'âme est variable, de sorte qu'il existe une possibilité de flambement par distorsion de la semelle inférieure.
Le déversement est un phénomène qui se produit lorsqu'une poutre ou une barre est soumise à la flexion et que la semelle en compression n'est pas suffisamment supportée latéralement. Cela entraîne un déplacement latéral et une torsion combinés. C'est un aspect essentiel dans le calcul des éléments structuraux, en particulier dans les poutres élancées.
Dans cet article technique, nous vous présentons les principes de base associés à l'utilisation du module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 degrés de liberté). Cette solution est entièrement intégrée au logiciel de base, permettant de considérer le gauchissement de la section lors du calcul des éléments de barre. En combinaison avec les modules complémentaires Analyse de stabilité et Vérification de l'acier, il est possible d'effectuer une analyse du déversement avec les efforts internes selon l'analyse du second ordre, en considérant les imperfections.
La poutre à âme pleine est un choix économique pour la construction de longues travées. Les poutre à âme pleine en acier avec section en I ont généralement une âme profonde pour tirer le meilleur parti de leur résistance au cisaillement et de l'espacement entre les semelles, mais l'âme est mince pour réduire le poids propre. En raison de son important rapport hauteur/épaisseur (h/tw), des raidisseurs transversaux peuvent être nécessaires pour rigidifier l'âme élancée.
La vérification d'un cadre à contreventement concentrique ordinaire (OCBF) et d'un cadre à contreventement concentrique spécial (SCBF) peut être effectuée dans le module complémentaire Vérification de l'acier de RFEM 6. Le résultat de la vérification de la sismicité selon l'AISC 341-16 et l'AISC 341-22 est divisé en deux sections : les exigences pour les barres et les exigences pour les assemblages.
La vérification des barres en acier formées à froid selon l'AISI S100-16 est désormais disponible dans RFEM 6. Vous pouvez accéder à la vérification en sélectionnant « AISC 360 » comme norme dans le module complémentaire Vérification de l'acier. « AISI S100 » est alors automatiquement sélectionné pour la vérification formée à froid (Figure 01).
Des sections personnalisées sont souvent requises dans la vérification de l'acier formé à froid. Dans RFEM 6, une section personnalisée peut être créée à l'aide de l'une des sections « À parois minces » disponibles dans la bibliothèque. Pour les autres sections qui ne correspondent à aucune des 14 formes formées à froid disponibles, les sections peuvent être créées et importées à partir du programme autonome RSECTION. Pour obtenir des informations générales sur la vérification de l'acier selon l'AISI dans RFEM 6, reportez-vous à l'article de la base de connaissances disponible à la fin de cette page.
Le module complémentaire Vérification de l'acier de RFEM 6 permet désormais d'effectuer une vérification de la sismicité selon l'AISC 341-16 et l'AISC 341-22. Cinq types de systèmes résistants aux forces sismiques (SFRS) sont actuellement disponibles.
Le module complémentaire Vérification de l'acier vous permet de calculer des composants en acier en cas d'incendie à l'aide des méthodes de calcul simples de l'Eurocode 3. La température du composant au moment de la détection peut être déterminée automatiquement selon les courbes température-temps spécifiées dans la norme. En plus de considérer les revêtements coupe-feu, il est également possible de considérer les propriétés bénéfiques de la galvanisation à chaud.
L'acier présente des propriétés thermiques médiocres en matière de résistance au feu. La dilatation thermique due à l'augmentation de la température est très élevée par rapport à celle d'autres matériaux de construction et peut entraîner des effets jusqu'ici absents dans la vérification à température normale en raison de contraintes dans le composant. Lorsque la température augmente, la ductilité de l'acier augmente en parallèle alors que sa résistance diminue. L'acier perdant 50 % de sa résistance à une température de 600 °C, il est essentiel de protéger les composants contre les effets du feu. Dans le cas de composants en acier protégés, la durée de résistance au feu peut être augmentée en raison du comportement thermique amélioré.
Les vibrations propres et l'analyse du spectre de réponse sont toujours déterminées dans un système linéaire. Si des non-linéarités sont définies dans le système, elles sont linéarisées et ne sont donc pas considérées. Il peut s'agir par exemple de barres de traction, d'appuis non linéaires ou d'articulations non linéaires. Le but de cet article est de montrer comment elles peuvent être traitées dans une analyse dynamique.
L'une des innovations présente dans RFEM 6 se caractérise par une approche liée au calcul des assemblages acier. Contrairement à RFEM 5, où le calcul des assemblages acier est basé sur une solution analytique, le module complémentaire Assemblages acier de RFEM 6 offre une solution aux éléments finis pour les assemblages acier.
Si des structures régulières doivent être calculées, l'entrée n'est souvent pas compliquée, mais elle prend du temps. L'automatisation de la saisie permet alors de gagner un temps précieux. Dans le cas présent, il s'agit de considérer les étages d'une maison comme des étapes individuelles de construction. La saisie doit être effectuée à l'aide d'un programme C# afin que l'utilisateur n'ait pas à entrer manuellement les éléments des différents étages.
Le module complémentaire Recherche de forme de RFEM 6 permet de déterminer les formes d'équilibre des modèles surfaciques soumis à la traction et des barres soumises à des efforts normaux. Ce module complémentaire peut être activé dans les données de base du modèle et peut être utilisé pour trouver la position géométrique où la précontrainte des structures légères est en équilibre avec les conditions aux limites existantes.
Le Steel Joist Institute (SJI) a développé des tableaux de poutrelles virtuelles pour estimer les propriétés de section des poutres en acier à âme ouverte. Ces sections de poutrelles virtuelles sont caractérisées comme des poutres à semelle large équivalentes qui se rapprochent étroitement de l'aire de la membrure de la poutre, du moment d'inertie efficace et du poids. Les poutrelles virtuelles sont également disponibles dans les bases de données de sections RFEM et RSTAB.
Le module complémentaire Analyse géotechnique fournit à RFEM des modèles de matériaux de sol spécifiques supplémentaires qui peuvent représenter de manière appropriée le comportement complexe des matériaux du sol. Cet article technique a pour but de montrer comment déterminer la rigidité dépendante des contraintes des modèles de matériaux de sol.
Vous pouvez modéliser et analyser des structures en maçonnerie dans RFEM 6 grâce au module complémentaire Vérification de la maçonnerie. Ce module utilise la méthode des éléments finis pour la vérification. Il est possible de modéliser des structures en maçonnerie complexes et d'effectuer des analyses statiques et dynamiques car un modèle de matériau non linéaire est implémenté dans le logiciel pour afficher le comportement porteur de la maçonnerie et les différents mécanismes de rupture. Vous pouvez entrer et modéliser des structures de maçonnerie directement dans RFEM 6 et combiner le modèle de matériau de maçonnerie avec tous les modules complémentaires habituels de RFEM. En d'autres termes, vous pouvez calculer des modèles de bâtiment complets en lien avec la maçonnerie.
Cet article présente des concepts de base en analyse dynamique des structures et leur rôle dans le calcul sismique. Il est très important d'expliquer les aspects techniques de manière compréhensible afin de fournir un aperçu du sujet accessible même aux personnes ne disposant pas de connaissances techniques approfondies.
L'analyse dynamique dans RFEM 6 et RSTAB 9 est répartie en plusieurs modules complémentaires. Le module complémentaire Analyse modale est un prérequis pour tous les autres modules complémentaires dynamiques, car il effectue l'analyse des vibrations naturelles pour les modèles de barre, de surface et de solide.
Cet article traite des options disponibles pour déterminer la résistance nominale en flexion, Mnlb pour l'état limite de flambement local lors de la vérification selon le 2020 Aluminium Design Manual.
Le facteur de pertinence modale est le résultat de l'analyse de stabilité linéaire et décrit qualitativement le degré de participation des barres individuelles à un mode propre spécifique.
Cet exemple est décrit dans la littérature technique [1] comme l'exemple 9.5 et dans [2] comme l'exemple 8.5. Pour une poutre principale, une analyse du déversement doit être effectuée. Cette poutre est une barre uniforme. L'analyse de stabilité peut donc être effectuée selon la partie 6.3.2 de la norme DIN EN 1993-1-1. En raison de la flexion uniaxiale, il est également possible d'effectuer le calcul selon la méthode générale conformément à la partie 6.3.4. De plus, la détermination du facteur de charge critique doit être validée avec un modèle de barre idéalisé en accord avec la méthode mentionnée ci-dessus, à l'aide d'un modèle aux éléments finis.
Le coefficient de sensibilité du déplacement entre étages θ est fourni dans l’EN 1998-1, 2.2.2 et 4.4.2.2 afin d’évaluer s'il est également nécessaire de considérer l'analyse du second ordre dans une analyse dynamique. Il peut être calculé et analysé avec RFEM 6 et RSTAB 9.
Les vérifications de stabilité pour la vérification de barre équivalente selon l'EN 1993-1-1, l'AISC 360, la CSA S16 et d'autres normes internationales nécessitent de prendre en compte la longueur de calcul (c'est-à-dire la longueur efficace des barres). Dans RFEM 6, il est possible de déterminer manuellement la longueur efficace en lui attribuant des appuis nodaux et des facteurs de longueur efficace ou alors par importation à partir de l'analyse de stabilité. Ces deux options sont illustrées dans cet article par la détermination de la longueur efficace du poteau à ossature sur la Figure 1.
Dans cet article, nous vous présentons comment déterminer des facteurs de charge critiques et des modes propres correspondants dans RFEM 6 via un exemple concret.
Le module complémentaire Analyse des phases de construction (CSA) permet de calculer des structures de barre, de surface et de solide dans RFEM 6 en considérant les phases de construction spécifiques associées au processus de construction. Cette fonctionnalité est importante car les bâtiments ne sont pas construits en une seule fois mais en combinant progressivement des parties structurelles individuelles. Les étapes individuelles au cours desquelles les éléments structurels et les charges sont ajoutés au bâtiment sont appelées phases de construction, tandis que le processus lui-même est appelé processus de construction.
Ainsi, l'état final de la structure est disponible une fois le processus de construction achevé, c'est-à-dire toutes les phases de construction. Pour certaines structures, l'influence du processus de construction (c'est-à-dire de toutes les phases de construction) peut être importante et doit être considérée afin d'éviter les erreurs de calcul. Un aperçu général du module complémentaire CSA est donné dans l'article de la base de connaissance « Considération des phases de construction dans RFEM 6 ».
La qualité du calcul de structures des bâtiments est considérablement améliorée lorsque les conditions du sol sont considérées de la manière la plus réaliste possible. Dans RFEM 6, vous pouvez déterminer de manière réaliste la composition de sol à analyser à l'aide du module complémentaire Analyse géotechnique. Ce module complémentaire peut être activé dans les Données de base du modèle, comme le montre la Figure 01.
La norme ASCE 7-22 [1], 12.9.1.6 spécifie à quel moment les effets P-delta doivent être considérés lors de l'analyse du spectre de réponse modal pour l'analyse de sismicité. Le CNB 2020 [2], 4.1.8.3.8.c indique uniquement une brève exigence sur la considération des défaut initial global d'aplomb dus à l’interaction entre les charges de gravité et la structure déformée. Il peut donc être nécessaire de considérer les effets du second ordre, également appelés P-delta, lors d'une analyse sismique.
Dans cet article, nous vous expliquons 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.