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Déversement d'une poutre principale selon l'EN 1993-1-1 avec prise en compte des poutres secondaires
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.
Modèle de bâtiment est l'un des modules complémentaires composant les solutions spéciales du logiciel RFEM 6. Cet outil est utile pour la modélisation car il facilite la création et la manipulation des étages. Le modèle de bâtiment peut être activé à partir du début du processus de modélisation.
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.
Cet article décrit comment la dalle plate d'un bâtiment résidentiel est modélisée dans RFEM 6 puis calculée selon l'Eurocode 2. La dalle fait 24 cm d'épaisseur et est supportée par des poteaux de 45/45/300 cm de long espacés de 6,75 m en direction X et Y (Figure 1). Les poteaux sont modélisés sous forme d'appuis nodaux élastiques en déterminant la rigidité du ressort à partir des conditions aux limites (Figure 2). Le béton C35/45 et l'acier de béton armé B 500 S (A) ont été sélectionnés comme matériaux.
Le calcul de structures complexes à l'aide d'un logiciel aux éléments finis est généralement effectué sur l'ensemble d'un modèle. Cependant, la construction de telles structures se défini comme un processus en plusieurs phases à travers lequel l'état final du bâtiment est atteint en combinant des composants structuraux individuels. Afin d'éviter les erreurs durant le calcul de l'ensemble des modèles, l'influence du processus de construction doit être prise en compte. Une telle démarche est possible dans RFEM 6 grâce au module complémentaire Analyse des phases de construction (CSA).
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.
La vérification de la résistance au poinçonnement selon l'EN 1992-1-1 doit être effectuée pour les dalles avec une charge ou une réaction concentrée. Un nœud de poinçonnement se définit comme un nœud où il y a généralement un défaut de poinçonnement et où la vérification de résistance au poinçonnement est effectuée. La charge concentrée au niveau de ces nœuds peut être introduite par des poteaux, une force concentrée ou des appuis nodaux. La fin de l'introduction de charge linéaire sur les dalles est également considérée comme une charge concentrée et la résistance au cisaillement aux extrémités de voiles, aux coins de voiles et aux extrémités ou aux coins des charges linéiques et des appuis linéiques doit donc être contrôlée.
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 imperfections dans l'ingénierie de la construction sont associées à un écart entre la production des composants structurels et leur forme idéale. Elles sont souvent utilisés dans un calcul pour déterminer l'équilibre des efforts pour les composants structurels sur un système déformé.
Selon l'EN 1992-1-1 [1], une poutre est une barre dont la portée n'est pas inférieure à 3 fois la hauteur totale de la section. Sinon, l'élément structural doit être considéré comme une poutre-voile. Le comportement des poutres-voiles (c'est-à-dire les poutres dont la travée est inférieure à 3 fois la profondeur de section) est différent de celui des poutres normales (c'est-à-dire les poutres dont la travée est 3 fois supérieure à la profondeur de section).
Cependant, le calcul des poutres-voiles est souvent nécessaire lors de l'analyse des composants structuraux des structures en béton armé, car elles sont utilisées pour les linteaux de fenêtres et de portes, les poutres relevées et les retombées de poutre, la connexion entre les dalles à deux niveaux et les systèmes de portiques.
Cependant, le calcul des poutres-voiles est souvent nécessaire lors de l'analyse des composants structuraux des structures en béton armé, car elles sont utilisées pour les linteaux de fenêtres et de portes, les poutres relevées et les retombées de poutre, la connexion entre les dalles à deux niveaux et les systèmes de portiques.
Dans RFEM 6, l'analyse sismique peut être effectuée à l'aide des modules complémentaires Analyse modale et Analyse du spectre de réponse. Une fois l'analyse du spectre effectuée, il est possible d'utiliser le module complémentaire Modèle de bâtiment pour afficher les actions aux étages, les déplacements entre les étages et les forces dans les voiles de cisaillement.
La norme AISC 360-16 propre à l'acier exige la considération de la stabilité d'une structure dans son ensemble ainsi que chacun de ses éléments. Diverses méthodes sont disponibles pour effectuer cette démarche, y compris la considération directe dans l'analyse, la méthode de la longueur effective et la méthode de l'analyse directe. Cet article met en évidence les exigences importantes du chapitre C [1] et sur la méthode d'analyse directe à intégrer dans un modèle de structure en acier avec l'application dans RFEM 6.
Le module complémentaire Vérification de l'aluminium permet de vérifier les barres en aluminium pour l'état limite ultime et pour l'état limite de service selon l'Eurocode 9. De plus, vous avez la possibilité d'effectuer des vérifications selon la norme ADM 2020 (norme américaine).
La vérification des sections selon l'Eurocode 3 est basée sur la classification de la section à vérifier selon les classes déterminées par la norme. La classification des sections est importante car elle détermine les limites de la résistance et de la capacité de rotation dues au flambement local des parties de la section.
Le module complémentaire Assemblages acier de RFEM 6 permet de créer et d'analyser des assemblages en acier à l'aide d'un modèle EF. La modélisation des assemblages peut être contrôlée par une entrée simple et familière des composants. Les composants des assemblages acier peuvent être définis manuellement ou à l'aide des modèles disponibles dans la bibliothèque. La première méthode a été décrite dans un précédent article technique intitulé « Une nouvelle approche relative au calcul des assemblages acier dans RFEM 6 ». Cet article se concentre sur cette dernière méthode, c'est-à-dire qu'il vous montrera comment définir des composants d'assemblage acier à l'aide des modèles-types disponibles dans la bibliothèque du logiciel.
Les assemblages acier dans RFEM 6 sont définis comme un assemblage de composants. Dans le nouveau module complémentaire Assemblages acier, des composants de base universellement applicables (plaques, soudures, plans auxiliaires) sont disponibles pour entrer des situations d'assemblage complexes. Les méthodes de définition des assemblages sont décrites dans deux articles précédents de la Base de connaissance : « Une nouvelle approche relative au calcul des assemblages acier dans RFEM 6 » et « Définition des composants d'assemblages acier à l'aide de la bibliothèque ».
L'avantage du module complémentaire Assemblages acier pour RFEM 6 est que vous pouvez analyser les assemblages acier à l'aide d'un modèle EF pour lequel la modélisation s'exécute de manière entièrement automatique en arrière-plan. L'entrée des composants d'assemblage en acier qui contrôlent la modélisation peut être effectuée en définissant les composants manuellement ou en utilisant les modèles disponibles dans la bibliothèque. Cette dernière méthode est décrite dans un précédent article de la Base de connaissance intitulé « Définir des composants d'assemblages acier à l'aide de la bibliothèque ». La définition des paramètres pour le calcul des assemblages acier est le sujet de l'article de la Base de connaissance « Vérification des assemblages acier dans RFEM 6 ».
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 ».
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 ».
Le module complémentaire Vérification du béton permet de calculer des poteaux en béton selon l'ACI 318-19. L'article suivant confirmera le calcul des armatures du module complémentaire Vérification du béton à l'aide d'équations analytiques détaillées selon la norme ACI 318-19, y compris les armatures longitudinales en acier, l'aire de la section brute et la taille/l'espacement des tirants.
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 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 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.
La parution de la norme ACI 318-19 a redéfini des règles utilisées depuis plusieurs années pour la détermination de la résistance au cisaillement Vc du béton. Dans cette nouvelle méthode, la hauteur de barre, le ratio d'armatures longitudinales et la contrainte normale influencent désormais la résistance au cisaillement Vc. Cet article technique de la base de connaissance Dlubal décrit les modifications apportées à la vérification du cisaillement, illustrées à l'aide d'un exemple.
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 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.
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.
- 001819
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- Eurocode 0
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- Eurocode 5
- Eurocode 9
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- ANSI/AISC 360
Pour l'aptitude au service d'une structure, les déformations ne doivent pas dépasser certaines valeurs limites. Dans un exemple, nous allons vous montrer comment vérifier la flèche des barres à l'aide des modules complémentaires de vérification.
Si, par exemple, un modèle surfacique pur doit être utilisé pour déterminer les efforts internes, mais que la vérification d'un composant a toujours lieu sur le modèle de barre, cela peut être réalisé à l'aide de la barre résultante.
Le processus de calcul automatique des armatures surfaciques détermine une armature surfacique avec laquelle la quantité d'armatures requise est couverte.