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La création d'un exemple de validation pour une simulation de mécanique des fluides numérique (CFD) est une étape critique pour assurer l'exactitude et la fiabilité des résultats de la simulation. Ce processus implique de comparer les résultats des simulations CFD avec les données expérimentales ou analytiques de scénarios de conditions réelles. L'objectif est d'établir que le modèle CFD peut reproduire de manière fiable les phénomènes physiques qu'il est destiné à simuler. Ce guide décrit les étapes essentielles du développement d'un exemple de validation pour la simulation CFD, de la sélection d'un scénario physique approprié à l'analyse et à la comparaison des résultats. En suivant minutieusement ces étapes, les ingénieurs et les chercheurs peuvent renforcer la crédibilité de leurs modèles CFD, ce qui ouvre la voie à leur application efficace dans divers domaines tels que l'aérodynamique, l'aérospatiale et les études environnementales.
La direction du vent joue un rôle crucial dans les résultats des simulations de mécanique des fluides numérique (CFD) et dans le calcul des structures des bâtiments et des infrastructures. C'est un facteur déterminant pour évaluer comment les forces de vent interagissent avec les structures, influencent la distribution des pressions de vent et, par conséquent, les réponses des structures. Connaître l'impact de la direction du vent est essentiel pour développer des calculs qui peuvent supporter des forces de vent variables, garantissant ainsi la sécurité et la durabilité des structures. Simplifiée, la direction du vent aide à affiner de la simulation CFD et à orienter les principes de calcul des structures afin d'obtenir des performances optimales et une résistance aux effets induits par le vent.
La conformité aux codes du bâtiment, tels que les Eurocodes, est essentielle pour garantir la sécurité, l'intégrité structurelle et la durabilité des bâtiments et des structures. La dynamique des fluides numérique (CFD) joue un rôle essentiel dans ce processus en simulant le comportement des fluides, en optimisant les calculs et en aidant les architectes et les ingénieurs à répondre aux exigences de l'Eurocode relatives à l'analyse des charges de vent, à la ventilation naturelle, à la sécurité incendie et à l'efficacité énergétique. En intégrant la CFD dans le processus de conception, les professionnels peuvent créer des bâtiments plus sûrs, plus efficaces et plus conformes aux normes de construction et de conception les plus exigeantes d'Europe.
Le processus de calcul automatique des armatures surfaciques détermine une armature surfacique avec laquelle la quantité d'armatures requise est couverte.
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- Vérification
- Vérification de l'aluminium pour RFEM 6
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- Calcul de l'aluminium pour RSTAB 9
- Vérification du béton pour RFEM 6
- Vérification du béton pour RSTAB 9
- Vérification de l'acier pour RFEM 6
- Vérification de l'acier pour RSTAB 9
- Vérification du bois pour RFEM 6
- Vérification du bois pour RSTAB 9
- Structures en béton
- Structures en acier
- Structures bois
- Conception et calcul de structure
- Eurocode 0
- Eurocode 2
- Eurocode 3
- Eurocode 5
- Eurocode 9
- ADM
- 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.
Afin d'évaluer l'influence des phénomènes de stabilité locale des composants élancés, RFEM 6 et RSTAB 9 vous offrent la possibilité d'effectuer une analyse de charges critiques linéaires des sections. L'article suivant est consacré aux bases du calcul et à l'interprétation des résultats.
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.
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.
La taille du domaine de calcul (taille de la soufflerie) est un aspect important de la simulation des flux de vent qui a un impact significatif sur la précision ainsi que sur le coût des simulations CFD.
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).
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.
Le scénario optimal dans lequel la vérification du poinçonnement selon l'ACI 318-19 [1] ou la CSA A23.3:19 [2] doit être utilisée est lorsqu'une dalle est soumise à une concentration élevée de charges ou d'efforts de réaction se produisant au niveau d'un seul nœud. Dans RFEM 6, le nœud dans lequel le poinçonnement est problématique est appelé nœud de poinçonnement. Les causes de ces concentrations élevées d'efforts peuvent être causées par un poteau, des forces concentrées ou un appui nodal. Les murs de connexion peuvent également générer ces charges concentrées aux extrémités de mur, aux coins et aux extrémités des charges linéiques et des appuis.
Les effets engendrés par la charge de neige sont décrits dans la norme américaine ASCE/SEI 7-16 et dans parties 1 à 3 de l'Eurocode 1. Ces normes sont implémentées dans le nouveau logiciel RFEM 6 et dans l'assistant de charge de neige, ce qui facilite l'application des charges de neige. De plus, la dernière version du logiciel permet de définir le chantier sur une carte numérique et d'importer automatiquement la zone de charge de neige. Ces données sont ensuite utilisées par l'assistant de charge pour simuler les effets engendrés par la charge de neige.
Conformément à la clause 6.6.3.1.1 et la clause 10.14.1.2 des normes ACI 318-19 et CSA A23.3:19, respectivement, RFEM considère la réduction de la rigidité des barres et des surfaces en béton pour différents types d'éléments. Les types de sélection disponibles incluent les voiles fissurés et non fissurés, les plaques planes et les dalles, les poutres et les poteaux. Les facteurs multiplicateurs disponibles dans le programme sont tirés directement du tableau 6.6.3.1.1 (a) et du tableau 10.14.1.2.
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).
Outre la géométrie et la forme d'une toiture-terrasse, vous pouvez également prendre en compte l'acrotère lors de la génération du chargement.
Dans les modules additionnels RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC et RF-/TIMBER CSA, il est possible de considérer la déformation résultante d'une barre ou d'un ensemble de barres. En complément aux directions locales y et z, vous avez aussi l’option « R ». Ceci vous permet de comparer la flèche totale d’une poutre avec les valeurs limites données dans les normes.
Vous avez la possibilité de créer différents paramètres afin d'obtenir un affichage précis des valeurs de résultat. Par exemple, l'arrière-plan blanc dans les bulles textuelles est susceptible de ne pas convenir à certains clients. Vous pouvez ajuster l’arrière-plan dans « Propriétés d’affichage » en utilisant l’option « Transparente » et « Couleur de l'arrière-plan ».
Neben dem genormten Gamma-Verfahren lassen sich nachgiebig verbundene Träger auch als Stabwerksmodell abbilden.
La création automatique de combinaisons dans RFEM et RSTAB et l'option « EN 1990 + EN 1991-3 ; Grues » vous permet de calculer des poutres de chemin de roulement et les charges aux appuis sur le reste de la structure.
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- Modules additionnels
- RF-FRAME-JOINT Pro 5
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- Pied de poteau 8
- JOINTS Steel (version anglaise) | DSTV 8
- Articulé 8
- ASSEMBLAGES Acier | Rigide 8
- JOINTS Steel (version anglaise) | SIKLA 8
- Tour 8
- Acier sur bois 8
- JOINTS Bois | Bois sur le bois 8
- RF-JOINTS Steel | SIKLA 5
- RF-JOINTS Steel | Pied de poteau 5
- RF-JOINTS Steel | DSTV 5
- RF-JOINTS Steel | Fixe 5
- RF-JOINTS Steel | Rigide 5
- RF-JOINTS Steel | Tour 5
- RF-JOINTS Timber | Steel to Timber 5
- RF-JOINTS Timber | Timber to Timber 5
- FRAME-JOINT Pro 8
- Structures en acier
- Structures bois
- Assemblages acier
- Eurocode 3
- Eurocode 5
En plus des tableaux de résultats, il est possible de créer des graphiques 3D dans RF-/FRAME-JOINT Pro et RF-/JOINTS. C’est un rendu réaliste de l’assemblage à l’échelle.
Dans RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber, l'assemblage de type I « Seulement la barre principale » peut également être appliqué à plusieurs barres connectées.
Lorsqu'un assemblage bois est conçu comme le montre la Figure 01 de cet article technique, la rigidité résultante du ressort (raideur du ressort de rotation) de l'assemblage peut être considérée. Elle peut être déterminée à l'aide du module de glissement de l'assemblage et du moment d'inertie polaire de l'assemblage en négligeant l'aire de l'assemblage.
Grâce au module LIMITS, vous avez la possibilité de comparer l'état limite ultime de barres, de fins de barre, de nœuds, d'appuis nodaux et de surfaces (RFEM uniquement) à partir d'un état limite ultime défini. De plus, les déplacements nodaux ainsi que les dimensions de section peuvent être vérifiés. Dans cet exemple, les pieds de poteaux d'un abri-auto doivent être comparés aux efforts maximaux admissibles définis par le fabricant.
Le module additionnel RF-/TIMBER Pro permet d'effectuer les analyses des vibrations de la DIN 1052 selon l'EN 1995-1-1. La norme indique que la flèche de la poutre idéale ne doit pas dépasser une valeur limite (selon la DIN 1052 : 6 mm) en cas d'action permanente et quasi-permanente. Si l'on considère la relation entre la fréquence propre et la flèche représentée sur le graphique dans le cas d'une poutre articulée à travée simple à laquelle une charge linéique constante est appliquée, cette valeur limite de 6 mm produit une fréquence propre minimale d'environ 7,2 Hz.
Pour la vérification des surfaces en béton, le composant de nervure des efforts internes peut être négligé pour le calcul de l’ELU et pour la méthode analytique du calcul de l’ELS, car ce composant est déjà considéré dans la vérification de la barre. Pour ce faire, cochez la case correspondante dans la boîte de dialogue « Détails ». Si aucune nervure n’est définie, cette fonction n’est pas disponible.
Der Ansatz für Schneeverwehungen wird in RFEM und RSTAB nach 5.3.4(3) der DIN EN 1991-1-3 für Scheddächer geführt.
Dans le calcul de structures en bois, les poutres sont souvent constituées de plusieurs éléments. Ces différents éléments peuvent être connectés entre eux par de la colle, des clous, des boulons ou des broches. Un assemblage par colle doit être considéré comme rigide. Dans le cas d'organes d'assemblage de type tige, le joint est défini comme conforme (joint avec glissement) et les propriétés de section des éléments assemblés ne sont pas pleinement appliquées.
Pour des surfaces relativement grandes ou relativement petites, il peut arriver que les résultats automatiquement créés ne soient pas bien repartis sur le modèle. Die Ergebnisse werden bei großen Flächen entweder zu häufig erzeugt oder bei kleinen Flächen zu wenig.
Les mêmes structures sont souvent utilisées dans plusieurs projets, comme cette panne avec poteaux et contreventements. Vous pouvez modifier les dimensions directement dans RFEM ou RSTAB par déplacer les nœuds.