SHAPE-THIN détermine les propriétés et les contraintes pour des sections ouvertes, fermées, connectées ou des sections discontinues.
- Propriétés des sections
- Aire de la section A
- Aires de cisaillement Ay, Az, Au et Av
- Position du centre de gravité yS, zS
- moments de l'aire 2 degrés Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip, IpM
- Rayons de giration iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ipM
- Inclinaison des axes principaux a
- Poids de la section G
- Périmètre de la section U
- inerties de torsion degrés IT, IT,St.Venant, IT,Bredt, IT,s
- Position du centre de cisaillement yM, zM
- Inerties de gauchissement Iω,S, Iω,M ou Iω,D pour le maintien latéral
- Modules de section max/min Sy, Sz, Su, Sv, Sω,M avec locations
- Paramètres de stabilité ru, rv, rM,u, rM,v selon DIN 4114
- Facteur de réductionlM
- Propriétés plastiques de la section
- Effort normal Npl,d
- Efforts tranchants Vpl,y,d, Vpl,z,d, Vpl,u,d, Vpl,v,d
- Moments fléchissant Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
- Modules de section Zy, Zz, Zu, Zv
- Aires de cisaillement Apl,y, Apl,z, Apl,u, Apl,v
- Position des axes de l'aire fu, fv,
- Affichage de l'ellipse d'inertie
- Moments statiques de l'aire Qu, Qv, Qy, Qz avec les positions des valeurs maximales et la spécification du flux de cisaillement
- Coordonnée de gauchissement wM
- moments de surface (aires de gauchissement) Sω,M
- Aires de cellule Am
- Contraintes normales σx dues à l'effort normal, aux moments fléchissant et aux bimoments de gauchissement
- Contraintes de cisaillement τ provenant des efforts tranchants ainsi que des moments de torsion primaire et secondaire
- Contraintes équivalentes σv avec le facteur pour les contraintes de cisaillement défini par l'utilisateur
- Rapports de contraintes rapportés aux contraintes limites
- Contraintes aux bords ou aux centres des éléments
- Contraintes résiduelles de soudage dans les soudures d'angles
- Propriétés de section des sections discontinues (cœurs des gratte-ciels, sections composites)
- Efforts tranchants des parois de cisaillement dus à la flexion et torsion
- Vérification de la capacité plastique avec la détermination du facteur d'élargissement apl
- Vérification des rapports c/t selon les méthodes de calcul el-el, el-pl ou pl-pl selon DIN 18800
Le module complémentaire Assemblages acier permet de calculer des assemblages de barres avec des sections composées. De plus, vous pouvez effectuer des vérifications d'assemblage pour presque toutes les sections à parois minces dans la bibliothèque de RFEM.
Accéder à la vidéo explicativeTous les résultats peuvent être évalués et affichés sous forme numérique et graphique. Les outils de sélection de SHAPE-THIN permettent de les examiner en détail.
Le rapport d’impression est d'aussi bonne qualité que les rapports de {%}#/fr/produits/rfem-calcul-par-elements-finis/rfem/qu-est-ce-que-rfem RFEM]] et {%}#/fr/produits/rstab-structures-filaires rstab/rstab-structures-filaires/qu-est-ce-que-rstab RSTAB]]. Les modifications sont immédiatement prises en compte et appliquées.
Comme vous le savez, les résultats d'un cas de charge de l'analyse modale sont affichés dans le programme après un calcul réussi. Vous pouvez ainsi voir immédiatement le premier mode propre graphiquement ou sous forme d'animation. Vous pouvez également ajuster facilement la représentation de la normalisation du mode propre. Faites-le directement dans le navigateur Résultats, où vous avez l'une des quatre options pour la visualisation des modes propres disponibles pour la sélection :
- Échelonnage de la valeur du vecteur de mode propre uj à 1 (considère uniquement les composants en translation)
- Sélection du composant maximal en translation du vecteur propre, le définissant à 1
- Considération du vecteur propre entier (avec les composants en rotation), sélection du maximum, le définissant à 1
- Définition de la masse modale mi pour chaque mode propre à 1 kg
Vous trouverez une explication détaillée de la normalisation des modes propres dans le manuel en ligne Manuel en ligne.
SHAPE-THIN calcule toutes les propriétés de section utiles, y compris les efforts internes plastiques limites. Les zones qui dépassent sont conçues de manière réaliste. Si une section est composée de différents matériaux, SHAPE-THIN détermine les propriétés idéales de la section par rapport à un matériau de référence.
Il est possible d'effectuer une analyse élastique-élastique des contraintes et une vérification plastique avec interaction des efforts internes pour toutes les formes de section. Cette vérification d’interaction plastique est effectuée selon la méthode Simplex. L'utilisateur a le choix entre les hypothèses selon Tresca et selon von Mises.
SHAPE-THIN effectue une classification des sections selon l'EN 1993-1-1 et l'EN 1999-1-1. Pour les sections en acier de classe 4, le programme détermine les largeurs efficaces pour les plaques avec ou sans raidisseurs longitudinaux selon l'EN 1993-1-1 et l'EN 1993-1-5. Le programme calcule les épaisseurs efficaces selon l'EN 1999-1-1 pour les sections en aluminium de classe 4.
Les valeurs limites (c/t) peuvent être contrôlées dans le programme selon les méthodes el-el, el-pl ou pl-pl selon la DIN 18800. Les zones c/t des éléments connectés dans la même direction sont automatiquement reconnues.
Le calcul est-il terminé ? Les résultats de l'analyse modale sont ensuite disponibles graphiquement et sous forme de tableau. Affichez les tableaux de résultats pour le ou les cas de charge de l'analyse modale. Les valeurs propres, les fréquences angulaires, les fréquences propres et les périodes propres de la structure sont ainsi visibles d'un seul coup d'œil. Les masses modales effectives, les facteurs de masse modale et les facteurs de participation sont également clairement affichés.
La vérification des barres en acier formées à froid selon l'AISI S100-16/la CSA S136-16 est disponible dans RFEM 6. Vous pouvez accéder à la vérification en sélectionnant « AISC 360 » ou « CSA S16 » comme norme dans le module complémentaire Vérification de l'acier. « AISI S100 » ou « CSA S136 » est alors automatiquement sélectionné pour la vérification formée à froid.
RFEM applique la méthode de résistance directe (MSD) pour calculer la charge de flambement élastique de la barre. La méthode de résistance directe offre deux types de solutions, numériques (méthode de la bande finie) et analytiques (spécification). La courbe de signature FSM et les formes de flambement peuvent être visualisées sous Sections.
La rigidité initiale Sj,ini est un paramètre déterminant pour évaluer si un assemblage peut être caractérisé comme rigide, non rigide ou articulé.
Dans le module complémentaire « Assemblages acier », vous pouvez calculer les rigidités initiales Sj,ini selon l'Eurocode (EN 1993-1-8 Section 5.2.2) et l'AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) relative aux efforts internes N, My et/ou Mz.
Le transfert automatique automatique des rigidités initiales permet un transfert direct des rigidités d'articulation d'extrémité de barre dans RFEM. La structure entière est ensuite recalculée et les efforts internes résultants sont automatiquement adoptés comme charges dans le calcul et la vérification des modèles d'assemblage.
Ce processus d'itération automatisé supprime le besoin d'exportation et d'importation manuelles de données, ce qui réduit le temps de travail et minimise les sources d'erreur potentielles.
Vidéo explicative : Calcul de la rigidité initiale Sj,iniSi vous effectuez le calcul du flambement par flexion-torsion sur l'ensemble du système, tenez compte du 7e degré de liberté supplémentaire pour le calcul de barre. Les rigidités des éléments de structure connectés sont alors automatiquement prises en compte. Cela signifie que vous n'avez pas besoin de définir des rigidités équivalentes de ressort ou des conditions d'appui pour un système séparé.
Vous pouvez ensuite utiliser les efforts internes du calcul avec flambement par flexion-torsion dans les modules complémentaires. Considérez le moment de gauchissement et le moment de torsion secondaire en fonction du matériau et de la norme sélectionnée. L'un des cas d'application classiques consiste à effectuer une analyse de stabilité selon la théorie du second ordre avec des imperfections pour les structures en acier.
Le saviez-vous ? L'application n'est pas limitée aux sections en acier à parois minces. Cela permet, par exemple, de calculer le moment de renversement idéal des poutres avec des sections en bois massif.
- Spectres de réponse selon de nombreuses normes
- Les normes suivantes sont disponibles :
-
EN 1998-1:2010 + A1:2013 (Union Européenne)
-
DIN 4149:1981-04 (Allemagne)
-
DIN 4149:2005-04 (Allemagne)
-
IBC 2000 (États-Unis)
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IBC 2009-ASCE/SEI 7-05 (USA)
-
IBC 2012/15 - ASCE/SEI 7-10 (USA)
-
IBC 2018 - ASCE / SEI 7-16 (USA)
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ÖNORM B 4015:2007-02 (Autriche)
-
NTC 2018 (Italie)
-
NCSE-02 (Espagne)
-
SIA 261/1:2003 (Suisse)
-
SIA 261/1:2014 (Suisse)
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SIA 261/1:2020 (Suisse)
-
O.G. 23089 + O.G. 23390 (Turquie)
-
SANS 10160‑4 2010 (Afrique du Sud)
-
SBC 301:2007 (Arabie saoudite)
-
GB 50011 - 2001 (Chine)
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GB 50011 - 2010 (Chine)
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NBC 2015 (Canada)
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DTR B C 2-48 (Algérie)
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DTR RPA99 (Algérie)
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CFE Sismo 08 (Mexique)
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CIRSOC 103 (Argentine)
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NSR - 10 (Colombie)
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IS 1893:2002 (Inde)
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AS1170.4 (Australie)
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NCh 433 1996 (Chili)
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- Les Annexes Nationales suivantes selon l'EN 1998-1 sont disponibles :
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DIN EN 1998-1/NA:2011-01 (Allemagne)
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ÖNORM EN 1991-1-1:2011-09 (Autriche)
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NBN - ENV 1998-1-1: 2002 NAD-E/N/F (Belgique)
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ČSN EN 1998-1/NA:2007 (République tchèque)
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NF EN 1998-1-1/NA:2014-09 (France)
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UNI-EN 1991-1-1/NA:2007 (Italie)
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NP EN 1998-1/NA:2009 (Portugal)
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SR EN 1998-1/NA:2004 (Roumanie)
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STN EN 1998-1/NA:2008 (Slovaquie)
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SIST EN 1998-1:2005/A101:2006 (Slovénie)
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CYS EN 1998-1/NA:2004 (Chypre)
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NA to BS EN 1998-1:2004:2008 (Royaume-Uni)
- NS-EN 1998-1:2004+A1:2013/NA:2014 (Norvège)
-
- Spectres de réponse définis par l'utilisateur
- Application du spectre de réponse en fonction de la direction
- Sélection manuelle ou automatique des modes propres appropriés pour les spectres de réponse (règle des 5% de l'EC 8 applicable)
- Les charges statiques équivalentes générées sont exportées dans des cas de charge de manière individuelle pour chaque mode et pour chaque direction
- Combinaisons de résultats par superposition modale (règle SRSS et CQC) et superposition directionnelle (règle SRSS ou des 100 %/30 %)
- Les résultats avec un signe basés sur le mode propre dominant peuvent être affichés
Grâce à l'extension de module intégrée RF-/STEEL Warping Torsion dans RF-/STEEL AISC, la vérification peut être effectuée selon les principes de dimensionnement 9 (Design Guide 9).
Le calcul est effectué avec 7 degrés de liberté selon la théorie de la torsion de gauchissement et permet une vérification réaliste de la stabilité, y compris la torsion.
Le module complémentaire Assemblages acier permet de calculer des assemblages selon la norme américaine ANSI/AISC 360-16. Les procédures de vérification suivantes sont intégrées :
- Calcul des facteurs de charge et de résistance (LRFD)
- Vérification de la contrainte admissible (ASD)
Votre objectif est-il de déterminer le nombre de modes propres ? Le programme vous propose deux méthodes pour cela. D'une part, vous pouvez définir manuellement le nombre de plus petites formes de mode à calculer. Dans ce cas, le nombre de modes propres disponibles dépend des degrés de liberté (c'est-à-dire le nombre de points de masse libres multiplié par le nombre de directions dans lesquelles les masses agissent). Cependant, cette valeur est limitée à 9999. D'autre part, vous pouvez définir la fréquence propre maximale afin que le programme détermine automatiquement les formes propres jusqu'à ce que la fréquence propre définie soit atteinte.
- Considération de 7 directions de déformation locales (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) ou de 8 efforts internes (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) lors du calcul des éléments de barre
- Utilisable en combinaison avec un calcul de structure selon l'analyse géométriquement linéaire, du second ordre et des grandes déformations (les imperfections peuvent également être prises en compte)
- Permet, en combinaison avec le module complémentaire Analyse de stabilité, de déterminer les facteurs de charge critiques et les modes propres des problèmes de stabilité tels que flambement par torsion et le déversement
- Considération des platines d'about et des raidisseurs transversaux comme des ressorts de gauchissement lors du calcul des sections en I avec détermination automatique et affichage graphique de la rigidité du ressort de gauchissement
- Représentation graphique du gauchissement de section pour les barres dans l'état de déformation
- Intégration complète dans l'environnement RFEM et RSTAB
- Spectres de réponse de nombreuses normes (ASCE 7-16, NBC 2015, etc.)
- Spectres de réponse définis par l'utilisateur ou générés à partir des accélérogrammes
- Application du spectre de réponse en fonction de la direction
- Sélection manuelle ou automatique des modes propres appropriés pour les spectres de réponse (règle des 5 % de l'EC 8 applicable)
- Combinaisons de résultats par superposition modale (règle SRSS et CQC) et superposition directionnelle (règle SRSS ou 100 %/30 %)
SHAPE-THIN comprend une vaste bibliothèque de sections laminées et paramétriques. Ces sections peuvent être combinées ou complétées par de nouveaux éléments. Il est possible de modéliser des sections composées de différents matériaux.
Les outils et fonctions graphiques permettent de modéliser des formes de section complexes en appliquant les méthodes habituelles de CAO. L'entrée graphique permet de définir des éléments ponctuels, des soudures d'angle, des arcs, des sections rectangulaires et circulaires paramétriques, des ellipses, des arcs elliptiques, des paraboles, des hyperboles, des splines et NURBS. Il est également possible d'importer un fichier DXF comme base pour une modélisation ultérieure. Les lignes directrices peuvent elles aussi être utilisées pour la modélisation.
Une entrée paramétrique permet en outre de saisir des données de modèle et de charge qui dépendent de certaines variables.
Des éléments peuvent être divisés ou connectés graphiquement à d'autres objets. SHAPE-THIN divise automatiquement les éléments et utilise des éléments nuls pour garantir que le flux de cisaillement n'est pas interrompu. Une épaisseur spécifique peut être définie pour les éléments nuls afin de contrôler le transfert de cisaillement.
Le module complémentaire Assemblages acier permet de classer les rigidités des assemblages.
Outre la rigidité initiale, le tableau affiche également les valeurs limites pour les assemblages articulés et rigides pour les efforts internes sélectionnés N, My et/ou Mz. La classification résultante est alors affichée dans le tableau comme « rigide », « semi-rigide » et « articulée ».
Accéder à la vidéo explicativeLes résultats de l'analyse de la torsion de gauchissement sont affichés de la manière habituelle dans RF-/STEEL AISC et RF-/STEEL EC3. Dans les fenêtres de résultats correspondantes, vous pouvez voir, entre autres, les valeurs critiques de gauchissement et de torsion, les efforts internes et le résumé du calcul.
L'affichage graphique des modes propres (gauchissement inclus) permet d'évaluer de manière réaliste le comportement de flambement.
Le moment de déversement critique est déterminé dans RF-/STEEL AISC par un solveur de valeurs propres, ce qui permet une détermination plus précise de la charge critique.
Le solveur de valeurs propres est complété par une fenêtre d'affichage des graphiques de valeurs propres permettant de vérifier les conditions aux limites.
Dans le module complémentaire « Assemblages acier », vous pouvez considérer la précontrainte des boulons dans le calcul pour tous les composants. La précontrainte peut être facilement activée à l'aide d'une case à cocher dans les paramètres des boulons. Cela a des effets à la fois sur l'analyse contrainte-déformation et sur l'analyse de rigidité.
- Module complémentaire « Assemblages acier »
- Vidéo explicative : Boulons précontraints pour les assemblages acier
Les boulons précontraints sont des boulons spéciaux utilisés dans les structures en acier pour générer une force de serrage élevée entre les composants structuraux connectés. Cette force de serrage provoque un frottement entre les composants structurels, ce qui permet le transfert des forces.
Fonctionnalité
Les boulons précontraints sont vissés avec un certain moment de rotation, générant ainsi une force de traction. Cette force de traction est transférée aux composants connectés et se traduit par une force de serrage élevée. La force de serrage empêche l’assemblage de se desserrer et assure une transmission fiable des forces.
Avantages
- Capacité portante élevée : les boulons précontraints peuvent transférer des forces élevées.
- Déformation faible : elles minimisent la déformation de l'assemblage.
- Résistance à la fatigue : Ils sont résistants à la fatigue.
- Simplicité d'assemblage : ils sont relativement faciles à assembler et à démonter.
Calcul et vérification
Le calcul des boulons précontraints est effectué dans RFEM à l'aide du modèle d'analyse EF généré par le module complémentaire « Assemblages acier ». Il prend en compte la force de serrage, la friction entre les composants structuraux, la résistance au cisaillement des boulons et la capacité portante des composants structuraux. La vérification est effectuée selon la norme DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) ou selon la norme américaine ANSI/AISC 360-16. Le modèle d'analyse créé, y compris les résultats, peut être enregistré et utilisé comme un modèle RFEM indépendant.
Dans le module complémentaire Assemblages acier, vous avez la possibilité d'assembler des sections creuses circulaires à l'aide de cordons de soudures.
Les sections circulaires peuvent être assemblées entre elles ou à des composants structuraux plats. Les arrondis des sections standardisées et à parois minces peuvent également être assemblés à l'aide d'un cordon de soudure.
Accéder à la vidéo explicativeDans RF-/STEEL AISC, il est possible de considérer des appuis latéraux intermédiaires en tout point. Il est possible par exemple, de ne stabiliser que la semelle supérieure.
En outre, des appuis latéraux intermédiaires définis par l'utilisateur peuvent être assignés, par ex. des ressorts de translation ou de rotation en tout point de la section.
Une fois le calcul achevé, le module affiche une liste de valeurs propres, de fréquences propres et de périodes propres. Ces fenêtres de résultats sont intégrées dans le logiciel de base de RFEM/RSTAB. Les modes propres de la structure sont inclus dans des tableaux et peuvent également être affichés graphiquement ou sous forme d'animation.
Tous les tableaux des résultats et graphiques sont intégrés au rapport d'impression de RFEM/RSTAB. De cette manière, une documentation explicite et clairement présentée est garantie. En outre, vous avez la possibilité d'exporter les tableaux vers MS Excel.
- Modélisation de la section via les éléments, sections, arcs et éléments ponctuels
- Bibliothèque extensible des propriétés de matériau, des limites d'élasticité et des contraintes limites
- Propriétés des sections ouvertes, fermées ou discontinues
- Propriétés de section efficace pour les sections composées de plusieurs matériaux
- Détermination des contraintes dans les cordons de soudure
- Analyse de contrainte avec vérification de la torsion primaire et secondaire
- Vérification des rapports c/t
- Sections efficaces selon :
- EN 1993-1-5 (y compris les plaques avec raidisseurs selon la Section 4.5)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- Classification selon :
-
EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- Interface avec MS Excel pour l'importation et l'exportation de tableaux
- rapport d'impression
Les fenêtres d'entrée requièrent toutes les données nécessaires à la détermination des fréquences propres, telles que les formes de masse et les solveurs de valeurs propres.
Le module additionnel RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations détermine les valeurs propres les plus basses de la structure. Vous pouvez ajuster le nombre de valeurs propres. Les masses sont importées directement à partir de cas de charge ou de combinaisons de charges (avec considération facultative des masses totales ou d'un composant de charge en direction de la gravité).
Des masses supplémentaires peuvent être définies manuellement au niveau des nœuds, des lignes, des barres ou des surfaces. De plus, vous pouvez influencer la matrice de rigidité en important les efforts normaux ou les modifications de rigidité d'un cas de charge ou d'une combinaison de charges.
- Vous pouvez activer ou désactiver l'utilisation du module de vérification Flambement par flexion-torsion (7 DDL) dans l'onglet « Modules complémentaires » des Données de base du modèle.
- Une fois le module complémentaire activé, l'interface utilisateur de RFEM est complétée par de nouvelles entrées dans le navigateur, les tableaux et les boîtes de dialogue.
- Combinaison des diagrammes définis par l'utilisateur avec les cas de charge ou les combinaisons de charges (les charges nodales, de barre et de surface, ainsi que les charges libres et générées, peuvent être combinées avec les fonctions variables de temps)
- Possibilité de combiner plusieurs fonctions d'excitation indépendantes
- Vaste bibliothèque d'enregistrements sismiques (accélérogrammes)
- Analyse linéaire implicite de Newmark ou analyse modale de l'historique de temps
- Possibilité d'amortissement structurel à l'aide des coefficients d'amortissement de Rayleigh ou d'amortissement de Lehr's
- Possibilité d'import direct des déformations initiales d'un cas de charge ou d'une combinaison de charge
- Affichage des résultats graphiques dans un diagramme de l'historique de temps
- Export des résultats dans des pas de temps définis par l'utilisateur ou comme une enveloppe
Calcul dans RFEM
L'analyse non linéaire de l'historique de temps est effectuée par l'analyse implicite Newmark ou par l'analyse explicite. Il s'agit de deux méthodes d'intégration directe du temps. L'analyse implicite nécessite des pas de temps courts pour fournir des résultats précis. L'analyse explicite détermine automatiquement le pas de temps requis pour assurer la stabilité de la solution. L'analyse explicite est appropriée pour l'analyse des excitations courtes, telles qu'une excitation d'impulsion ou une explosion.
Le calcul dans RSTAB
L'analyse non linéaire de l'historique de temps est effectuée à l'aide de l'analyse explicite. Il s'agit d'une méthode d'intégration directe dans le temps qui détermine automatiquement le pas de temps requis pour assurer la stabilité de la solution.
Le calcul de l'analyse de charge équivalente génère des cas de charge et des combinaisons de résultats. Les cas de charge incluent les charges équivalentes générées, qui sont ensuite superposées dans les combinaisons de résultats. Les réponses modales sont tout d'abord superposées avec les règles de combinaison modale SRSS ou CQC. Des résultats avec signe à l'aide du mode propre déterminant sont envisageables.
Les composants directionnels des actions sismiques sont ensuite combinés soit avec la règle SRSS soit avec la règle 100%/30%.
Avez-vous déjà découvert la sortie tabulaire et graphique des masses dans les points de maillage ? Il s'agit également d'un des résultats de l'analyse modale dans RFEM 6. Vous pouvez ainsi vérifier les masses importées, qui dépendent de divers paramètres de l'analyse modale. Celles-ci peuvent être affichées dans les résultats dans l'onglet Masses dans les points de maillage. Le tableau donne un aperçu des résultats suivants : Masse - direction de translation (mX, mY, mZ), masse - direction de rotation (mφX, mφY, mφZ) et somme des masses. Est-il préférable que vous disposiez d'une évaluation graphique le plus rapidement possible ? Vous pouvez également afficher graphiquement les masses dans les points de maillage.