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.
La poutre à âme pleine est un choix économique pour la construction avec 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 des contraintes dans le composant.Comme la température augmente, la ductilité de l'acier augmente, tandis 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.
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.
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.
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.
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 ».
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 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.
La possibilité d'assembler des barres plus petites au moyen d'un appui sur une barre de poutre plus grande est un scénario standard dans la construction de barres en bois. De plus, les conditions de fin de barre peuvent inclure une situation similaire dans laquelle la poutre est en appui sur un type d'appui. Dans les deux cas, la poutre doit être calculée en tenant compte de la capacité portante perpendiculaire au fil selon la NDS 2018, section 3.10.2 et les clauses 6.5.6 et 7.5.9 de la CSA O86:19. Dans les logiciels de calcul de structure généraux, il n'est généralement pas possible d'effectuer cette vérification complète, car la zone de portance est inconnue. Cependant, dans la nouvelle génération de RFEM 6 et du module complémentaire Vérification du bois, la fonctionnalité ajoutée « appuis de calcul » permet désormais aux utilisateurs de se conformer aux vérifications des appuis avec les normes NDS et CSA perpendiculaires au fil.
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.
La nouvelle génération de logiciel de calcul de structure RFEM vous permet d'effectuer des analyses de stabilité pour les barres en bois à inertie variable selon la méthode de barre équivalente. Selon cette méthode, la vérification peut être effectuée si les spécifications de la section E8.4.2 de la norme DIN 1052 pour les sections variables sont respectées. Dans divers ouvrages techniques, cette méthode est également adoptée pour l'Eurocode 5. Cet article décrit l'application de la méthode de barre équivalente pour une poutre de toiture à inertie variable (voir la Figure 1).