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.
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.
Pour la vérification de stabilité des barres à l'aide de la méthode de la barre équivalente, il est nécessaire de définir les longueurs efficaces ou de déversement afin de déterminer une charge critique pour la rupture de stabilité. Cet article présente une fonction spécifique à RFEM 6 qui vous permet d'attribuer une excentricité aux appuis nodaux et d'influencer ainsi la détermination du moment fléchissant critique considéré dans l'analyse de stabilité.
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.
Pour effectuer correctement la vérification de la flèche, il est important d'« informer » le logiciel des conditions d'appui exactes de l'élément considéré. La définition des appuis de calcul dans RFEM 6 est affichée pour un ensemble de barres en béton armé.
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.
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.
Les structures complexes sont souvent constituées d'éléments avec diverses propriétés. Néanmoins, certains éléments peuvent présenter les mêmes propriétés en termes d'appuis, de non-linéarités, de modifications d'extrémité, d'articulations, etc., ainsi que de calcul (longueurs efficaces, appuis de calcul, armatures, classes de service, réductions de section, etc.). Dans RFEM 6, ces éléments peuvent être regroupés en fonction de leurs propriétés communes et peuvent ainsi être considérés ensemble à la fois pour la modélisation et le calcul.
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.
Pour modéliser de manière réaliste un modèle surfacique avec des appuis défaillants, l'option « Rupture si le contact perpendiculaire aux surfaces est en échec » est accessible dans le logiciel RFEM sous « Contact parallèle aux surfaces ».
Les structures temporaires telles que les échafaudages ou les structures d'étaiement sont des charpentes polyvalentes s'adaptant parfaitement à diverses conditions géométriques.
Bei der Modellierung von statischen Tragsystemen, insbesondere von Hallentragwerken, kann es vorkommen, dass einige Konstruktionen im Gründungsbereich, welche für das aufgehende Tragwerk ohne Einfluss sind, in RFEM beziehungsweise RSTAB nicht modelliert werden. Dabei handelt es sich bei Hallentragwerken beispielsweise um Stahlbeton-Bodenplatten, Streifenfundamente oder Zugbänder zwischen den Stützenfundamenten.
Les conditions aux limites d'une barre influencent considérablement le moment critique élastique pour le déversement Mcr. Le programme utilise un modèle de plan avec quatre degrés de liberté pour sa détermination. Les coefficients kz et kw correspondants peuvent être définis séparément pour les sections conformes à la norme. Cela vous permet de décrire les degrés de liberté disponibles aux deux extrémités de barre en fonction des conditions d'appui.
Dans RF-/STEEL EC3, les ensembles de barres sont calculés conjointement selon la Méthode générale (EN 1993-1-1, Cl. 6.3.4) grâce à l'analyse de stabilité. Afin d'effectuer cette opération, il est nécessaire de déterminer les conditions d'appui correctes pour la structure équivalente avec quatre degrés de liberté. Dans la plupart des modèles 3D actuels, vous êtes susceptible de perdre rapidement la trace de l'emplacement d'un ensemble de barres dans le système.
Les appuis agissant seulement sous compression ou sous traction peuvent être définis comme des appuis non-linéaires dans RFEM et RSTAB. Dabei fällt es dem Anwender nicht immer leicht, die richtige Nichtlinearität für "Ausfall bei Zug" oder "Ausfall bei Druck" auszuwählen.
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.
La fonction « Diagramme » des articulations de barre permet de simuler le jeu d'un appui au niveau d'un assemblage de barres. Pour l'utiliser, il faut d'abord définir le degré de liberté correspondant comme articulation. La fonction « Diagramme » devient alors disponible dans la liste déroulante.
Dans le module additionnel RF-GLASS, le rendu 3D est implémenté pour faciliter la définition des conditions d'appui. Cet affichage graphique interactif facilite la saisie et le contrôle des appuis linéiques et nodaux. En revanche, l'affichage schématique peut également être sélectionné si nécessaire.
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.
Pour des charges uniformément réparties selon l'EN 1992-1-1 (Eurocode 2), la section de calcul des armatures d'effort tranchant peut être placée à la distance d du bord avant de l'appui. Ainsi, pour l'armature d'effort tranchant, l'effort tranchant appliqué est réduit à VEd,red. Cependant, l'effort tranchant total est appliqué pour analyser la résistance de calcul maximale au cisaillement VRd,max.
Pour éviter des singularités causées par un appui nodal fixe dans RFEM, vous avez la possibilité d'utiliser l’option d’appui élastique. Il peut être défini directement dans la boîte de dialogue de l’appui nodal comme un poteau en direction Z. Il est nécessaire de considérer la géométrie du poteau ainsi que le matériau et les conditions d’appui. Dans cet article, nous étudions la possibilité de modéliser le poteau comme une fondation de surface.
Souvent, il arrive que les pics de contraintes apparaissent sur un appui nodal qui est attaché à une surface. Il est possible d’éviter de telles singularités en modélisant l’appui nodal comme un poteau.
La raison la plus courante associée à l'instabilité d'un modèle provient de non-linéarités de barre défaillantes, telles que des barres de traction. Pour reprendre l'exemple le plus simple, un portique a des appuis sur le pied du poteau et des articulations de moment sur la tête du poteau. Dieses labile System soll durch einen Kreuzverband aus Zugstäben stabilisiert werden. Dans le cas de combinaisons de charges avec des charges horizontales, le système demeure stable. Cependant, si elle est chargée verticalement, les deux barres de traction sont défaillantes et le système devient instable, provoquant de ce fait une erreur de calcul. Une telle erreur peut être évitée en sélectionnant la gestion exceptionnelle des barres défaillantes sous « Calculer » → « Paramètres de calcul... » → « Paramètres globaux de calcul ».
Les appuis peuvent être copiés et déplacés par glisser-déposer, même si la fonction « Déplacer/Copier » n'est pas disponible dans le menu contextuel. Cette fonction peut être utilisée pour tous les types d'appui : les appuis nodaux, les appuis linéiques et les appuis surfaciques. Ils peuvent être facilement assignés à d'autres nœuds, lignes ou surfaces.
Une vérification standardisée a été introduite pour les analyses de stabilité avec la méthode générale de l'EN 1993-1-1. Elle peut être utilisée pour les systèmes 1D avec des conditions aux limites et d'une hauteur quelconques. Les vérifications peuvent être effectuées pour un chargement et une compression appliqués au même moment dans le plan de l'appui principal. Les cas de stabilité du flambement latéral et du déversement sont analysés à partir de ce plan, c'est-à-dire autour de l'axe faible du composant. Häufig stellt sich daher die Frage, wie in diesem Zusammenhang Biegeknicken in der Haupttragebene nachgewiesen werden kann.
Dans les propriétés d'affichage, il est possible de sélectionner Résultats → Réactions d'appui → Moments nodaux pour spécifier si un moment d'appui doit être affiché sous forme d'arc ou de vecteur.
Lorsque vous utilisez le module additionnel RF-GLASS, vous avez la possibilité de définir uniquement la géométrie dans le programme principal ainsi que la situation de charge du composant structurel à calculer. Les conditions d'appui respectives et toutes les autres définitions appropriées pour le calcul, par exemple la structure des couches et les conditions d'appui, peuvent être précisées dans RF-GLASS.
Si des effets non linéaires (tels que des appuis défaillants, fondations, non-linéarités de barre ou solides de contact) sont utilisés dans le modèle, vous avez la possibilité de les désactiver dans les paramètres globaux de calcul.