Le saviez-vous ? Afin de pouvoir calculer la maçonnerie, un modèle de matériau non linéaire a été implémenté dans RFEM. Celui-ci a été sélectionné selon l'approche de Lourenço, une surface composite élastique selon Rankine et Hill. Ce modèle permet de décrire et de représenter le comportement structurel de la maçonnerie ainsi que les différents mécanismes de rupture.
Les paramètres limites ont été sélectionnés de sorte que les courbes de calcul utilisées correspondent à une courbe de calcul normative.
RFEM permet de cartographier les propriétés particulières de la jonction entre le plancher en béton armé et le mur en maçonnerie à l'aide d'une articulation linéique spéciale. Cela limite les efforts transférables de l'assemblage en fonction de la géométrie donnée. Vous l'avez probablement déjà deviné : Cela signifie que le matériau ne peut pas être surchargé.
Le programme développe pour vous des diagrammes d'interaction qui sont appliqués automatiquement. Ceux-ci permettent de cartographier les différentes situations géométriques et de déterminer la rigidité appropriée.
La maçonnerie est calculée selon la loi des matériaux non-linéaires plastiques. Si la charge en un point est supérieure à la charge possible à laquelle résister, une redistribution a lieu dans le système. Cela sert simplement à rétablir l'équilibre des forces. Une fois le calcul achevé avec succès, l'analyse de stabilité est fournie.
Connaissez-vous déjà le modèle de matériau de Tsai-Wu ? Il combine des propriétés plastiques et orthotropes, ce qui permet la modélisation spéciale de matériaux présentant des caractéristiques anisotropes, tels que le plastique renforcé de fibres ou le bois.
Lorsque le matériau devient plastique, les contraintes restent constantes. Une redistribution est réalisée selon les rigidités disponibles dans les directions individuelles. La zone élastique correspond au modèle Orthotrope | Modèle de matériau Linéaire élastique (solides). Pour la zone plastique, le fluage selon Tsai-Wu est appliqué :
Toutes les forces sont définies positivement. Vous pouvez imaginer le critère de contrainte sous la forme d'une surface elliptique dans la zone de contraintes à six dimensions. Si l'une des trois composantes de contrainte est appliquée comme une valeur constante, la surface peut être projetée sur un espace de contraintes tridimensionnel.
Si la valeur de fy(σ), selon l'équation de Tsai-Wu, condition de contrainte plane, est inférieure à 1, les contraintes se trouvent dans la zone élastique. Le domaine plastique est atteint dès que fy (σ) = 1. Les valeurs supérieures à 1 ne sont pas admises. Le modèle est idéal plastique, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de raidissement.
Le saviez-vous ? Contrairement à d'autres modèles de matériau, le diagramme contrainte-déformation de ce modèle de matériau n'est pas antimétrique par rapport à l'origine. Ce modèle de matériau permet de simuler le comportement d'un béton fibré, par exemple. Pour plus d'informations sur la modélisation du béton fibré, consultez l'article technique Propriétés de matériau du béton fibré.
Dans ce modèle de matériau, la rigidité isotrope est réduite à l'aide d'un paramètre d'endommagement scalaire. Ce paramètre d'endommagement est déterminé à partir de la courbe de contrainte définie dans le diagramme. La direction des contraintes principales n'est pas prise en compte. L'endommagement se produit plutôt dans la direction de la déformation équivalente, qui couvre également la troisième direction perpendiculaire au plan. L'aire de traction et de compression du tenseur des contraintes est traitée séparément. Des paramètres d'endommagement différents s'appliquent dans ce cas.
La « Taille de référence de l'élément » contrôle la manière dont la déformation dans la zone de la fissure est adaptée à la longueur de l'élément. Avec la valeur par défaut zéro, aucune mise à l'échelle n'est effectuée. Le comportement du béton fibré est ainsi modélisé de manière réaliste.
Détermination des contraintes à l'aide d'un modèle de matériau élastique-plastique
Calcul de structures à disques de maçonnerie pour la compression et le cisaillement sur le modèle de bâtiment ou sur un modèle unique
Détermination automatique de la rigidité de l'articulation dalle-voile
Vaste base de données de matériaux pour presque toutes les combinaisons de pierre et de mortier disponibles sur le marché autrichien (la gamme de produits est continuellement élargie, y compris pour d'autres pays)
Détermination automatique des valeurs de matériau selon l'Eurocode 6 (ÖN EN 1996-X)
La structure est saisie et modélisée directement dans RFEM. Vous pouvez combiner le modèle de matériau maçonnerie avec tous les modules complémentaires de RFEM. Cela vous permet de calculer des modèles de bâtiment complets avec la maçonnerie.
À partir des données de matériau entrées, le programme détermine automatiquement tous les paramètres dont vous avez besoin pour le calcul. À partir de là, il génère finalement les courbes contrainte-déformation pour chaque élément EF.
Votre calcul est-il réussi ? Vous pouvez respirer. Ici aussi, vous bénéficiez des nombreuses fonctionnalités de RFEM. Le programme vous donne les contraintes maximales des surfaces de maçonnerie, ce qui vous permet d'afficher les résultats en détail pour chaque point de maillage EF.
Vous pouvez également insérer des sections afin d'effectuer une analyse détaillée de zones individuelles. Vous pouvez utiliser la représentation des zones plastifiées pour estimer les fissures dans la maçonnerie.
Le saviez-vous ? Lors du déchargement d'un composant avec un modèle de matériau plastique, contrairement au modèle de matériau Isotrope | Élastique non linéaire, une déformation persiste même après déchargement total.
Vous pouvez sélectionner trois types de définition différents :
Basique (définition d'une contrainte équivalente à laquelle le matériau plastifie)
Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
Diagramme contrainte-déformation : Définition des diagrammes contrainte-déformation polygonaux
Si vous relâchez à nouveau un composant avec un matériau élastique non linéaire, la déformation revient sur la même trajectoire. Contrairement au modèle de matériau Isotrope | plastique, il n'y a plus de déformation lorsqu'il est complètement déchargé.
Vous pouvez sélectionner trois types de définition différents :
Basique (définition d'une contrainte équivalente à laquelle le matériau plastifie)
Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
Diagramme contrainte-déformation :
Définition d'un diagramme contrainte-déformation polygonal
Si vous travaillez avec des non-linéarités, cette fonction est la mieux adaptée pour vous aider. Par exemple, vous pouvez spécifier le fluage, la friction, la fissuration et le glissement pour les appuis et les articulations d'extrémité de barre. De plus, des boîtes de dialogue spéciales sont disponibles pour déterminer la rigidité de ressort des poteaux et des voiles à partir des spécifications géométriques.
Grâce à l’intégration de RF-/DYNAM Pro dans RFEM ou RSTAB, vous avez la possibilité d’intégrer les résultats numériques et graphiques de RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History dans le rapport d’impression global. De plus, toutes les options de RFEM et RSTAB sont disponibles pour une visualisation graphique. Les résultats de l'analyse de l'historique de temps sont affichés dans un diagramme de l'historique de temps.
Les résultats sont affichés en fonction du temps et les valeurs numériques peuvent être exportées vers MS Excel. Les combinaisons de résultats peuvent être exportées, que cela résulte d'un seul pas de temps ou que les résultats les plus défavorables de tous les pas de temps soient filtrés.
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 non linéaire peut être activé en choisissant la méthode de calcul pour les vérifications de l'Etat Limite de Service. Vous pouvez sélectionner individuellement différentes analyses à effectuer tout comme différents diagrammes contrainte-déformation pour le béton et pour l'acier. Le processus d'itération peut être influencé par les paramètres de contrôle suivants : précision de convergence, nombre maximal d'itérations, disposition des couches sur la profondeur de section et facteur d'amortissement.
Les valeurs limites dans l'état limite de service à respecter peuvent être définies pour chaque surface individuellement ou pour chaque groupe de surfaces. La déformation maximale, les contraintes maximales et les largeurs maximales des fissures sont définies comme étant les valeurs limites admissibles. En définissant la déformation maximale, vous devez indiquer si, pour la vérification, vous voulez spécifier un système non déformé ou déformé.
RF-CONCRETE Members
Le calcul non-linéaire peut être activé pour l'analyse à l'ELU et à l'ELS. En outre, vous pouvez calculer individuellement comment sont appliqués la force de traction du béton ou la rigidité du béton tendu entre les fissures. Le processus d'itération peut être influencé par les paramètres de contrôle suivants : précision de convergence, nombre maximal d'itérations et facteur d'amortissement.
Les modèles de matériau suivants sont disponibles dans RF-MAT NL :
Isotrope plastique 1D/2D/3D et Isotrope élastique non linéaire 1D/2D/3D.
Trois types de définition peuvent être sélectionnés :
Basique (définition d'une contrainte équivalente sous laquelle le matériau se plastifie)
Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
Diagramme :
Définition d'un diagramme contrainte-déformation polygonal
Possibilité d'enregistrer/d'importer le diagramme
Interface avec MS Excel
Orthotrope plastique 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)
Ce modèle de matériau permet de définir les propriétés du matériau (module d'élasticité, module de cisaillement, coefficient de Poisson) et ses valeurs limites (traction, compression, cisaillement) sur deux ou trois axes.
Maçonnerie isotrope 2D
Il est possible de spécifier les contraintes de traction limites σx,limit et σy,limit ainsi que le facteur d'écrouissage CH.
Maçonnerie orthotrope 2D
Le modèle de matériau maçonnerie orthotrope 2D est un modèle élasto-plastique qui permet notamment de considérer le ramollissement du matériau, qui peut être différent dans les directions locales x et y d'une même surface. Ce modèle de matériau est adapté aux murs en maçonnerie (non armés) avec des charges s'exerçant dans le plan.
Endommagement isotrope 2D/3D
Vous pouvez définir ici des diagrammes de contrainte-déformation antimétriques. Le module d'élasticité est calculé à chaque étape du diagramme contrainte-déformation, avec Ei = (σi -σi-1 )/(εi -εi-1 ).
Vous pouvez définir des non-linéarités telles que le fluage, la friction, la rupture, le glissement, etc. pour les articulations de barre et les appuis. Des boîtes de dialogue spécifiques sont disponibles pour la détermination des rigidités de ressort des poteaux et des voiles en fonction des propriétés géométriques.
L'analyse des déformations non linéaires est effectuée par un processus itératif considérant la rigidité dans les sections fissurées et non fissurées. La modélisation non linéaire du béton armé nécessite la définition de propriétés de matériau variables sur l'épaisseur de surface. Un élément fini est donc divisé en un certain nombre de couches d'acier et de béton afin de déterminer la hauteur de section.
Les résistances moyennes d'acier utilisées dans le calcul sont basées sur le 'code du modèle de probabilité' publié par le comité technique JCSS. Il appartient à l'utilisateur d'appliquer la résistance de l'acier jusqu'à la résistance en traction ultime (branche croissante dans le domaine plastique). Concernant les propriétés du matériau, il est possible de contrôler le diagramme contrainte-déformation de la résistance en compression et en traction. Pour la résistance du béton en compression, vous pouvez sélectionner un diagramme contrainte-déformation parabolique ou parabolique-rectangulaire. Du côté de la traction du béton, il est possible de désactiver la résistance en traction et d'appliquer un diagramme d'élasticité linéaire, un diagramme selon le code de modèle CEB-FIB 90:1993 et une résistance en traction résiduelle du béton en considérant le raidissement en traction entre les fissures.
De plus, vous pouvez spécifier les valeurs de résultat à afficher après le calcul non linéaire à l'ELS :
Déformations (globales, locales basées sur un système non/déformé)
Largeurs de fissures, profondeurs et espacement des faces supérieures et inférieures dans les directions principales I et II
Contraintes du béton (contrainte et déformation dans les directions principales I et II) et des armatures (déformation, aire, profilé, enrobage et direction dans chaque direction d'armatures)
RF-CONCRETE Members
L'analyse des déformations non linéaires des structures en poutres est effectuée par itération en considérant les rigidités dans les sections fissurées et non fissurées. Les propriétés de matériau du béton et de l'acier d'armature utilisées dans le calcul non-linéaire sont sélectionnées selon un état limite. L'interaction de la résistance en traction du béton entre les fissures (raidissement en traction) peut être appliquée soit à l'aide d'un diagramme contrainte-déformation modifié de l'acier de béton armé, soit par l'application d'une résistance résiduelle du béton en traction.
Calcul itératif non linéaire des déformations pour les structures à poutres et plaques en béton armé en déterminant la rigidité des éléments respectifs soumis aux charges définies
Analyses de déformations de surfaces en béton armé fissurée (état II)
Analyse de stabilité non linéaire générale des barres comprimées en béton armé; par exemple, selon l'EN 1992-1-1, 5.8.6
Raidissement en traction du béton appliqué entre les fissures
De nombreuses annexes nationales disponibles pour la vérification selon l'Eurocode 2 (EN 1992-1-1:2004 + A1:2014, voir l'EC2 pour RFEM)
Considération facultative des influences à long terme telles que le fluage ou le retrait
Calcul non linéaire des contraintes dans l'acier d'armature et le béton
Calcul non linéaire de l'ouverture de fissures
Une flexibilité grâce aux options de paramétrage détaillées pour les principes de base et le champ d'action du calcul
Affichage graphique des résultats intégrés dans RFEM par exemple, déformation ou flèche d'une dalle plate en béton armé
Affichage numérique clair des résultats dans des fenêtres et possibilité de les faire apparaître sur la structure
Intégration complète des résultats dans le rapport d'impression de RFEM
Une fois le calcul terminé, le module affiche des tableaux clairement arrangés listant les résultats du calcul non linéaire. Toutes les valeurs intermédiaires y sont incluses de manière explicite. La représentation graphique des rapports de calcul, des déformations, des contraintes du béton et des armatures, des largeurs de fissure, des profondeurs de fissure et des espacements des fissures dans RFEM facilite un aperçu rapide des zones critiques ou fissurées.
Les messages d'erreur ou les remarques sur le calcul vous aident à trouver des problèmes de vérification. Étant donné que les résultats de la vérification sont affichés par surface ou par point incluant tous les résultats intermédiaires, vous pouvez retracer tous les détails du calcul.
Grâce à l'exportation facultative des tableaux d'entrée ou de résultats vers MS Excel, les données restent disponibles pour une utilisation ultérieure dans d'autres programmes. L'intégration complète des résultats dans le rapport d'impression de RFEM garantit un calcul vérifiable de la structure.