Le logiciel de calcul de structure RFEM 6 constitue la base d'une famille de logiciels modulaires. Le logiciel de base RFEM 6 permet de définir la structure, les matériaux et les sollicitations de structures planes et spatiales composées de barres, plaques, voiles et coques. Vous pouvez aussi travailler sur des structures combinées constituées de solides et d'éléments de contact.
Grâce à RSTAB, l'ingénieur structure a accès à un logiciel de structures filaires 3D qui répond aux exigences du calcul de structure moderne et reflète l'état actuel des techniques de construction.
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RFEM et RSTAB utilisent une variante de la méthode du module de réaction du sol. La relation avec le module de rigidité ES n'est pas possible.
Un modèle de fondation multiparamétrique a été implémenté dans RFEM. Cela permet d'effectuer un calcul de tassement très réaliste.
Le problème consiste cependant à trouver des valeurs précises pour les paramètres Cu,z , Cv,xz et Cv,yz. À cette fin, le module complémentaire Analyse géotechnique (pour RFEM 6) ou le module additionnel RF-SOILIN (pour RFEM 5) sont utiles : les paramètres du sol de fondation sont calculés à partir des charges et des données du rapport géotechnique (module de rigidité ou module d'élasticité et rapport de Poisson's, poids spécifiques, épaisseurs de couche) pour chaque élément fini individuel à l'aide d'une méthode non linéaire. Ces paramètres dépendent de la charge et influencent le comportement de la structure. Les résultats de ce processus itératif sont des tassements et des efforts internes réalistes dans la structure.
Pour afficher les modes propres de votre analyse dynamique, il est nécessaire de créer un cas de charge de type « Analyse modale » et d'y définir vos paramètres pour l'analyse modale.
Une fois le calcul effectué, vous avez la possibilité d'évaluer vos résultats dans le navigateur de résultats. Le tableau contient également des informations supplémentaires.
Pour réaliser une analyse sismique, il est d'abord nécessaire d'effectuer une analyse modale, puis de définir un cas de charge de type « Analyse du spectre de réponse » .
Une fois votre analyse modale effectuée, créez un nouveau cas de charge. Vous trouverez ici les paramètres habituels de la version précédente du programme.
Dans l'onglet « Spectre de réponse », vous avez la possibilité de définir votre spectre de réponse de manière habituelle. Si vous souhaitez utiliser un spectre de réponse selon la norme, assurez-vous que la norme souhaitée est bien sélectionnée dans les données de base de l'onglet Normes II.
Dans l'onglet « Sélection des modes », vous avez la possibilité de sélectionner les modes et de les filtrer si nécessaire.
Une fois le cas de charge calculé, les résultats sont obtenus.
Dans les paramètres de l'analyse modale, une déformation normale minimum pour les câbles et les membranes peut être défini afin d'appliquer une précontrainte initiale aux objets améliorant ainsi la convergence du calcul. Cette précontrainte initiale est appliquée aux objets selon une approche simplifiée.
Si vous comparez ce paramètre avec une charge surfacique dont la longueur est modifiée, il est important de noter que les deux approches diffèrent. Avec la charge surfacique, un calcul est nécessaire afin que la précontrainte réelle puisse différer de la précontrainte spécifiée. D'autres conditions aux limites, telles que le coefficient de Poisson du matériau, sont également prises en compte lors du calcul.
Ces conditions peuvent être facilement contrôlées si vous faites varier le coefficient de Poisson du matériau. Un coefficient de Poisson différent de 0 signifie que la déformation dans les directions x et y de la surface interagit, ce qui ne conduit plus à une contrainte/déformation constante sur toute la surface.
Si le coefficient de Poisson est égal à 0, on obtient les mêmes résultats.
Les masses peuvent être négligées dans les paramètres de l'analyse modale.
Vous avez la possibilité de négliger les masses de tous les appuis nodaux et linéiques fixes ou de créer une sélection d'objets individuels.
Vous avez la possibilité d'ajuster l'affichage de la normalisation des modes propres directement dans le navigateur de résultats. Si le paramétrage a été modifié, aucun recalibrage n'est nécessaire.
En fonction du paramétrage, la déformation ou le déplacement le plus important représente la valeur de référence 1, à partir duquel les autres résultats sont évalués.
Vous pouvez également définir des modifications de structures dans un cas de charge de type Analyse modale. Vous pouvez ainsi accéder aux modifications de rigidité des objets individuels et désactiver les objets sélectionnés, si nécessaire.
Les systèmes de structures peuvent présenter des instabilités pour de nombreuses raisons. Le meilleur moyen de déterminer la cause de ce message est d'utiliser le module complémentaire Stabilité de la structure.
Module complémentaire Stabilité de la structure
Ce module complémentaire vous permet de calculer votre structure sans chargement, et donc d'effectuer une analyse d'instabilité à l'aide du mode propre.
Vous pouvez ainsi afficher la forme instable de votre structure.
Comme vous pouvez le constater dans notre exemple, les poutres en acier supérieures sont soumises à la déformation latérale.
En examinant de plus près notre modélisation, on peut constater que nous avons inconsciemment généré une chaîne d'articulations à partir de couplages de type articulation fixe. Si on supprime cette chaîne d'articulations, il devient alors possible de calculer le cas de charge.
Une interruption de calcul due à un système instable peut avoir différentes causes. D'une part, cela peut indiquer une instabilité « réelle » due à une surcharge du système, mais d'autre part, les imprécisions de modélisation peuvent également être à l'origine de ce message d'erreur. Vous trouverez ci-dessous une procédure pour déterminer la cause de l'instabilité.
1. Vérification de la modélisation
2. Vérification des raidisseurs
3 Problèmes numériques
4 Détecter les causes d'instabilité
Le gauchissement d'une section peut être affiché en « mode complet ». Pour ce faire, il est judicieux d'augmenter le facteur d'affichage pour le gauchissement par torsion dans le panneau de configuration (voir la Figure 1).
De plus, la valeur de la déformation locale ω [1/m] peut être sélectionnée dans le navigateur - Résultats (voir la Figure 2).
La rigidité de gauchissement peut être désactivée pour chaque section dans la boîte de dialogue « Modifier la section » (voir la figure ci-dessous).
Les forces d'appui et les charges sont supposées pour le calcul avec torsion de gauchissement dans le centre de gravité. Par conséquent, une section asymétrique reçoit automatiquement une torsion (voir la figure ci-contre).
Après avoir activé le module complémentaire Flambement par flexion-torsion dans les Données de base, vous pouvez définir les ressorts de gauchissement et les maintiens de gauchissement. Pour ce faire, activez les raidisseurs transversaux dans la boîte de dialogue « Modifier la barre » (voir la Figure 1).
Dans l'onglet « Raidisseurs transversaux », vous pouvez créer plusieurs raidisseurs transversaux de barre et définir les paramètres nécessaires à l'aide du bouton « Nouveau raidisseur transversal de barre ». Pour le type de raidisseur « Platine d'about », le ressort de gauchissement résultant est déterminé automatiquement (voir la Figure 2).
En compléments d'autres variantes, vous pouvez définir un maintien de gauchissement rigide ou une rigidité de ressort de gauchissement personnalisée sous le type de rigidité « Maintien de gauchissement ».
Vous pouvez également créer des raidisseurs transversaux de barre à l'aide du navigateur Données ou de la barre de menu « Insérer », « Types pour les barres », « Raidisseurs transversaux de barre ». Dans ce cas, vous pouvez utiliser la fonction de sélection de la boîte de dialogue « Nouveau raidisseur transversal de barre » pour les assigner aux barres correspondantes.
Pour l'utilisation de méthodes numériques, telles que les éléments finis, en géotechnique, il peut être utile de définir la cohésion différente à zéro. Une faible cohésion entre 0,5 et 1,0 kN/m² peut donc être appliquée même pour les sols non-cohérents.
La géométrie des solides de sol d'un massif de sol peut être modifiée manuellement si le type « Ensemble de solides de sol » est défini dans la boîte de dialogue de saisie.
Étape 1 (facultative) - Massif de sol à partir d'échantillons de sol
Le massif peut d'abord être généré à partir d'échantillons de sol afin d'utiliser l'avantage des solides de sol générés avec les matériaux de sol et les interfaces de couches. Ces derniers résultent des données d'investigation géotechnique contenues dans les échantillons de sol.Cette opération peut être effectuée dans un premier temps, comme le montre la Figure 1.
Étape 2 - Définir le type d'ensemble de solides de sol
Dans cette deuxième étape, le type de massif de sol peut être modifié depuis (1) Généré à partir d'échantillons de sol à (2) Ensemble de solides de sol. Après avoir validé cette étape, les coordonnées calculées du massif de sol s'affichent. La Figure 2 montre cette étape dans la boîte de dialogue Massif de sol.
Remarque : Veuillez noter que l'état « généré » est annulé avec cette étape. Cette action engendre, entre autres, la division de la connexion aux échantillons de sol afin de permettre la modification des solides de sol.
Étape 3 - Modification de la géométrie des solides de sol
Les solides du sol peuvent maintenant être modifiés et la géométrie souhaitée de la surface du terrain peut être générée à l'aide de tous les moyens disponibles et connus dans RFEM 6. Cette étape est visible sur la Figure 3.
La figure suivante montre un exemple de la géométrie d'un massif de sol créé selon les étapes 1 à 3.
Veuillez noter que dans le premier onglet « Général » des Données de base, les types de modèle « 3D » et « Solides » doivent être activés comme objets principaux à activer. Ce n'est que lorsque ces paramètres ont été définis, comme le montre l'image ci-dessous, que le module complémentaire peut être activé et utilisé.
Les articulations pour le gauchissement sont par défaut à chaque extrémité de barre. Le fractionnement des barres entraîne une articulation de gauchissement.
Si vous ne souhaitez pas y avoir d'articulation de gauchissement, mais plutôt un gauchissement continu, vous devez définir un ensemble de barres. Si vous activez le module complémentaire « Flambement par flexion-torsion », le gauchissement est transféré automatiquement. Si cela n'est pas souhaité pour l'ensemble de barres, sélectionnez l'option « Gauchissement par torsion discontinu » (voir l'image ci-contre).
Tout d'abord, les conditions aux limites pour la vérification devraient à nouveau être vérifiées. Cela inclut, entre autres, l'introduction de charge sélectionnée, la vérification des raidisseurs transversaux et les transitions entre les barres. Il est également utile de vérifier la méthode d'analyse sans l'analyse du second ordre en raison des grandes rotations.
Cependant, il est également particulièrement important que RFEM requiert une distribution du maillage EF pour le flambement par flexion-torsion.Pour ce faire, vérifiez les paramètres de maillage EF et l'affichage graphique du maillage EF de barre.
Si aucun angle ne peut être défini dans la colonne « Rotation », un modèle de matériau isotrope est sélectionné pour le matériau, dans lequel les rigidités sont identiques dans toutes les directions. Il n'est pas nécessaire de définir un angle.
Si vous utilisez des matériaux avec un comportement anisotrope (par exemple le bois), assurez-vous que le modèle de matériau « Orthotrope | Linéaire élastique (surfaces) » est sélectionné.
Remarque : Le modèle de matériau « Orthotrope | Bois | Linéaire élastique (surfaces) » ne peut actuellement pas être utilisé avec le type d'épaisseur « Couches ».
Après avoir basculé vers le modèle de matériau orthotrope, les différentes couches peuvent être pivotées en conséquence.