Comme le décrit le chapitre Processus de recherche de forme, la rigidité de la construction globale a une influence sur la recherche de forme.
RFEM 6 permet d’utiliser des états temporaires ou des phases de construction dans le cadre de la recherche de forme. Cela peut être très utile pour représenter des processus d’assemblage ou de construction réels.
Deux variantes sont possibles pour modéliser les états temporaires :
- Définir des modifications de structure
- Considérer le processus de construction avec le module complémentaire Analyse des phases de construction
Pour comparer les deux variantes, nous prenons comme exemple de modèle une membrane supportée par des arcs. La structure est composée de trois panneaux de membrane et de quatre arcs en acier. Les membranes sont reliées latéralement aux poutres et ancrées au bord inférieur, tandis que les arcs en acier sont encastrés dans la fondation.
Dans le modèle d’origine, les arcs en acier ne sont pas maintenus par des appuis de construction. Les arcs en acier sont aussi sujets au processus de recherche de forme, ils ont des conditions aux limites flexibles pour les surfaces en membrane. Les membranes sont paramétrées avec une précontrainte définie à laquelle les poutres doivent résister. Ainsi, le résultat de la recherche de forme n’est pas qu’une forme précontrainte de la membrane, mais également l’affichage d’une forme déformée des éléments rigides de la structure et de leurs efforts internes. Le poids des membranes provoque la déformation des arcs selon leurs rigidité.
Pour l’exemple, des précontraintes différentes sont définies pour chaque membrane. Une précontrainte isotrope de nx = ny = 1 kN/m est spécifiée pour le premier panneau, une précontrainte orthotrope pour le deuxième et le troisième. La précontrainte dans le deuxième panneau est de nx = 1 kN/m et ny = 2 kN/m, tandis qu’une précontrainte de nx = 2 kN/m et une de ny = 1 kN/m sont définies pour le troisième panneau.
Pour le modèle d’origine, le cas de charge de précontrainte donne des déformations et des efforts de coupe pour les arcs en acier :
Afin d’afficher l’état de l’assemblage, le modèle modifié reçoit des appuis de construction sous les arcs en acier. Ils sont représentés sous une forme simplifiée comme des appuis linéiques.
Définir les modifications de la structure
Comme décrit précédemment, le modèle modifié contient des appuis linéiques qui supportent les arcs en acier et ne sont efficaces que dans le cas de charge d’une précontrainte. Ces appuis linéiques sont désactivés via une modification de structure pour les combinaisons de charges. Cela peut facilement être ajouté à l’assistant de combinaison pour générer des combinaisons de charges.
Les appuis linéiques ne sont alors actifs que pendant la recherche de forme, ils ne sont pas prises en compte pour les autres combinaisons de charges (semblable à la suppression des appuis de construction). Toutes les charges portées par les appuis pour la recherche de forme sont ensuite absorbées par les arcs en acier.
Pour le modèle modifié, il n’y a pas de déformations ou d’efforts tranchants pour les arcs en acier dans le cas de charge de précontrainte :
Dans la combinaison de charges 1, les appuis de construction sont supprimés. De plus, le poids propre a un effet sur la structure faisant l’objet d’une recherche de forme. Les appuis temporaires étant désactivés à cette étape, les poutres supportent toutes les charges et se déforment. La déformation des poutres affecte également la précontrainte dans les membranes.
Utilisation des phases de construction (module complémentaire Analyse des phases de construction (CSA))
Ici aussi, le modèle modifié contient des appuis linéiques qui soutiennent les arcs en acier et ne sont efficaces que dans le cas d’une précontrainte. Ces appuis linéiques sont désactivés lors de la phase de construction 2.
Les appuis linéiques ne sont alors actifs que pendant la recherche de forme (phase de construction 1), ils ne sont pas pris en compte pour les autres phases de construction (comme pour la suppression des appuis de construction). Toutes les charges supportées par les appuis pour la recherche de forme sont ensuite absorbées par les arcs en acier.
Pour le modèle modifié, il n’y a pas de déformations ou d’efforts tranchants pour les arcs en acier dans le cas de charge de précontrainte :
Lors de la phase de construction 2, les supports de construction sont retirés. De plus, le poids propre a un effet sur la structure faisant l’objet d’une recherche de forme. Les appuis temporaires étant désactivés à cette étape, les poutres supportent toutes les charges et se déforment. La déformation des poutres affecte également la précontrainte dans les membranes.
Résumé
Si aucun appui de construction n’est utilisé pour les arcs encastrés lors de la construction, ils sont déformées lorsqu’ils sont soumis à la traction. Cette occurrence correspond au processus de recherche de forme réalisé sans appuis temporaires. La précontrainte obtenue après la mise en traction de la structure correspond à la précontrainte résultante de la recherche de forme.
Si, par contre, les poutres sont supportées par des appuis de construction pendant la mise en traction de la membrane, cela peut être simulé par des états temporaires. Des réactions d’appui ont lieu dans les appuis de construction suite à la mise en traction de la membrane. Suite au retrait des appuis de construction, les arcs en acier sont soumis à ces forces. Ils sont donc déformés et les efforts internes de la membrane sont modifiés. Cela correspond au processus de recherche de forme qui a lieu sur la structure supportée par des appuis temporaires après le démarrage d’un cas de charge vide. Les appuis temporaires étant désactivés à cette étape, les poutres supportent toutes les charges et se déforment. La déformation des poutres affecte également la précontrainte dans les membranes. Ce changement d'état, provoqué dans RFEM par la désactivation des appuis temporaires, correspond au processus de suppression des appuis de construction.
Le module complémentaire Analyse des phases de construction offre plus de flexibilité lorsque vous travaillez avec des modifications de structure.
