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.
Le paragraphe 4.1.8.7 du Code national du bâtiment (CNB) 2020 du Canada fournit une procédure claire pour effectuer des analyses sismiques. La méthode la plus avancée est la méthode d'analyse dynamique du paragraphe 4.1.8.12. Elle doit normalement être utilisée pour tous les types de structure, sauf celles qui répondent aux critères du paragraphe 4.1.8.7. La méthode la plus simple est la méthode de la force statique équivalente (ESFP) du paragraphe 4.1.8.11, qui est adéquate pour toutes les autres structures.
L'analyse du spectre de réponse est l'une des méthodes de calcul les plus utilisées en cas de séisme. Cette méthode présente de nombreux avantages, dont le principal est la simplification : elle simplifie en effet les phénomènes complexes que sont les séismes et permet d'effectuer des vérifications sans poser de difficultés particulières. De nombreuses informations sont malheureusement perdues à cause de la simplification qui caractérise cette méthode. Un moyen de limiter ce problème consiste à utiliser la combinaison équivalente linéaire lors de la combinaison des réponses modales. Cet article technique présente cette solution de manière détaillée à l'aide d'un exemple.
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.
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.
Dans cet article, nous vous présentons le module complémentaire Modèle de bâtiment qui a été amélioré avec un atout important : le calcul du centre de gravité et du centre de rigidité.
Le module complémentaire « Analyse modale » de RFEM 6 permet d'effectuer une analyse modale de systèmes structuraux et, ainsi, de déterminer les valeurs de vibration propres telles que les fréquences propres, les modes propres, les masses modales et les facteurs de masse modale effective. Ces résultats peuvent être utilisés pour l'analyse vibratoire, ainsi que pour d'autres analyses dynamiques (par exemple, chargement par un spectre de réponse).
L'analyse modale est le point de départ de l'analyse dynamique des systèmes structuraux. Vous pouvez l'utiliser pour déterminer les valeurs de vibration propre telles que les fréquences propres, les modes propres, les masses modales et les facteurs de masse modale effective. Ce résultat peut être utilisé pour la vérification des vibrations et peut être utilisé pour d'autres analyses dynamiques (par exemple, chargement par un spectre de réponse).
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 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).
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.
La méthode de barre équivalente selon les sections 6.3.1 à 6.3.3 de l'EN 1993-1-1 peut être utilisée pour l'analyse de stabilité des barres et des ensembles de barres avec une section uniforme. Cette méthode ne peut cependant pas être utilisée dans le cas d'une section à inertie variable ou seulement dans une mesure limitée. Le module additionnel RF-/STEEL EC3 peut détecter automatiquement de tels cas et basculer sur la méthode générale.
Les structures réagissent différemment à l'action du vent selon leur rigidité, leur masse et les effets d'amortissement. Une distinction fondamentale est faite entre les bâtiments sujets aux vibrations et ceux qui ne le sont pas.
Mit RF-/DYNAM Pro Ersatzlasten ist es möglich, eine Ersatzlastberechnung anhand des multimodalen Antwortspektren-Verfahrens zu durchzuführen. Im dargestellten Beispiel wurde dies für einen Mehrmassenschwinger durchgeführt.
Le paragraphe 4.1.8.7 du Code national du bâtiment (NBC) 2015 du Canada fournit une procédure pour effectuer des analyses sismiques. La méthode la plus avancée est la méthode d'analyse dynamique du paragraphe 4.1.8.12. Elle doit normalement être utilisée pour tous les types de structure, sauf celles qui répondent aux critères du paragraphe 4.1.8.7. La méthode la plus simple est la méthode de la force statique équivalente (ESFP) du paragraphe 4.1.8.11, qui est adéquate pour toutes les autres structures.
L'analyse du spectre de réponse est l'une des méthodes de calcul les plus utilisées en cas de séisme. Cette méthode présente de nombreux avantages, dont le principal est la simplification : elle simplifie en effet les phénomènes complexes que sont les séismes et permet d'effectuer des vérifications sans poser de difficultés particulières. De nombreuses informations sont malheureusement perdues à cause de la simplification qui caractérise cette méthode. Un moyen de limiter ce problème consiste à utiliser la combinaison équivalente linéaire lors de la combinaison des réponses modales. Cet article technique présente cette solution de manière détaillée à l'aide d'un exemple.
Afin de considérer les imprécisions concernant la position des masses dans une analyse du spectre de réponse, les normes d'analyse de sismicité spécifient les règles qui doivent être appliquées dans les analyses simplifiées et multimodales du spectre de réponse. La procédure générale est la suivante : la masse de l'étage doit être déplacée dans chaque direction, par rapport à sa position nominale, selon une certaine excentricité, ce qui entraîne un moment de torsion.
Les charges de vent sur des composants rectangulaires à angles arrondis constituent un sujet complexe. Les forces équivalentes issues des charges de vent dépendent de la force de la charge de vent qui s'écoule et de la géométrie des composants.
In einem multimodalen Antwortspektrenverfahren ist es wichtig, eine ausreichende Anzahl von Eigenwerten der Struktur zu ermitteln und deren dynamische Antworten zu berücksichtigen. Vorschriften wie die EN 1998-1 [1] und andere internationale Standards schreiben vor, 90 % der Strukturmasse zu aktivieren. Cela signifie que : so viele Eigenwerte zu bestimmen, dass die Summe der effektiven Modalmassenfaktoren größer 0.9 ist.
En modélisation, un gaz parfait est constitué de particules de masse flottant librement et sans expansion dans un espace représenté par un solide. Chaque particule se déplace à une certaine vitesse dans une direction. Les impacts des particules les unes avec les autres ou les limites du solide entraînent une déviation et un changement de vitesse des particules impliquées.
Pour que le calcul de composants structurels précontraints soit efficace, des opérations supplémentaires, autres que le calcul, doivent être réalisées. Ces étapes vont de la modélisation des torons, jusqu’au calcul des charges équivalentes, en passant par la vérification de la résistance des sections. Ainsi, il est important que le logiciel utilisé pour le calcul du béton précontraint soit bien structuré et qu’il permette une navigation fluide. RFEM et ses modules RF-TENDON et RF-TENDON Design permettent aux ingénieurs de réaliser le calcul complet de poutres, portiques, plaques, bâtiment et ponts précontraints selon EN 1992-1-1 et ses Annexes Nationales.
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.
Selon EN 1993-1-1 [1], il est nécessaire d’utiliser les imperfections géométriques équivalentes avec des valeurs qui reflètent les effets possibles de tous les types d’imperfection. EN 1993-1-1, Clause 5.3 précise les imperfections de base pour l’analyse globale des charpentes, ainsi que les imperfections de barre.
Selon EN 1993-1-1 [1], il convient d’utiliser les imperfections géométriques équivalentes avec valeurs qui reflètent les effets possibles de tous les types d’imperfection. EN 1993-1-1, Section 5.3 précise les imperfections de base pour l’analyse globale des charpentes, ainsi que les imperfections de barre.
Plutôt que de recourir à la méthode de barre équivalente, cet article explique comment déterminer les efforts internes du voile susceptible au flambement selon l'analyse du second ordre en tenant compte des imperfections, puis comment effectuer la vérification de la section pour la flexion et la compression.
Cet article décrit une vérification selon la méthode de barre équivalente selon la Section 6.3.2 de [1] à partir d'un exemple de voile en lamellé croisé sensible au flambement décrit dans la Partie 1 de cette série d'articles. L'analyse du flambement sera réalisée comme une analyse des contraintes de compression avec une résistance en compression réduite. Pour ce faire, le facteur d'instabilité kc est déterminé, qui dépend principalement de l'élancement du composant et du type d'appui.
L’analyse pushover est un calcul non linéaire réalisé dans le cadre de l’analyse sismique des structures. La distribution de charge est déduite à partir du calcul dynamique des charges équivalentes. Les charges sont progressivement augmentées jusqu'à la rupture de la structure. Le comportement non linéaire d’un bâtiment est en général représenté avec des articulations plastiques.
Soll der Stabilitätsnachweis von Stäben nach dem Ersatzstabverfahren unter Berücksichtigung der Schnittgrößen nach Theorie I. Ordnung geführt werden, ist die Bestimmung der maßgebenden Ersatzstablänge von großer Bedeutung.
Depuis la version 5.06.1103, les masses des nœuds, des lignes, des barres et des surfaces peuvent être négligées dans RF-DYNAM Pro. Diese Einstellung kann in den Detaileinstellungen vorgenommen werden und gilt global für alle definierten Massenfälle.
Dans le module additionnel DYNAM Pro de RSTAB, vous pouvez désormais négliger les masses qui peuvent avoir un effet négatif sur le facteur de masse équivalente lors du calcul des valeurs propres. Dazu können unter [Details] die Massen deaktiviert werden. Hierzu zählen in erster Linie Massepunkte, die sich im Auflager der Strukturen befinden.