Une articulation de barre limite les efforts internes transférés d’une barre vers d’autres barres. Les articulations ne peuvent être placées qu’aux extrémités des barres, pas le long de la barre.
Certains types de barres sont déjà équipés d’articulations : par exemple, une barre en treillis ne transmet pas de moments, un câble ne transmet ni moments ni effort tranchant. Vous ne pouvez pas assigner d’articulations à ces types de barres. L’entrée est verrouillée.
Général
L’onglet Général gère les paramètres élémentaires de l’articulation.
Système de coordonnées
Une articulation de la barre peut être référencée à l’un des systèmes d’axe suivants :
- Système d’axe de la barre locale x,y,z
- Système de coordonnées global X,Y,Z (optionnel comme articulation ciseaux)
- Système d’axe défini par l’utilisateur U,V,W
En règle générale, les articulations sont référencées par rapport au système d’axe local de la barre. Les articulations ciseaux (voir l’image croisement de barres) ne sont toutefois possibles que dans un système d’axe global ou défini par l’utilisateur.
Conditions de l’articulation
Les conditions de l'articulation sont divisées en degrés de liberté en « translation » et en « rotation ». Les premiers décrivent les déplacements dans la direction des axes locaux ou globaux, les seconds décrivent les rotations autour de ces axes.
Pour définir une articulation, cochez la case pour l’axe concerné. La coche symbolise que le déplacement ou la rotation de la barre dans ou autour de la direction correspondante est possible. La constante du ressort de translation ou de rotation est alors réglée à zéro. Vous pouvez ajuster la « Constante de ressort » à tout moment pour modéliser une articulation élastique. Entrez les rigidités de ressort en tant que valeurs de calcul.
Dans la colonne « Non-linéarité », vous pouvez contrôler précisément le transfert des efforts internes pour chaque composant. Selon le degré de liberté, des entrées adéquates sont disponibles dans la liste des non-linéarités.
Fixe, si l’effort interne est négatif ou positif
Cela vous permet de contrôler simplement si seules des efforts ou des moments positifs ou négatifs sont transférés à l’extrémité de la barre. Par exemple, une articulation ux avec la non-linéarité « Fixe, si N positif » signifie que des efforts de traction (positifs) mais pas de compression (négatifs) sont transférés à l’extrémité de la barre. En cas d’efforts normaux négatifs, une articulation est donc efficace.
Avec un système de coordonnées local, les efforts internes se rapportent au système d’axe de la barre locale xyz.
Si vous sélectionnez une autre non-linéarité, vous pouvez définir les paramètres dans les onglets Activité partielle, Diagramme, Friction ou Diagramme d'échafaudage.
Options
L’option « Articulation ciseaux » est disponible dans le système de coordonnées global ou défini par l’utilisateur. Elle vous permet de modéliser le croisement de barres continues.
Exemple
Quatre barres se rejoignent à un nœud. Les barres transmettent des moments dans leur « direction de passage », mais pas à l’autre paire de barres. Seules les efforts normaux et tranchants sont transmis au nœud.
Assignez l’articulation soit aux barres 3 et 4 soit aux barres 1 et 2. L’autre paire de barres croisées ne reçoit pas d’articulation.
Activité partielle
L’activité partielle d’un composant d’articulation est disponible en tant que propriété non-linéaire de l’articulation de la barre (voir l’image Sélectionner la non-linéarité de l’articulation).
Définissez l’activité de l’articulation pour la « Zone négative » ainsi que pour la « Zone positive ». Différents critères pour l'efficacité de l'articulation sont disponibles dans la liste « Type », .
- Complet : le déplacement ou la rotation est possible dans toute l’étendue grâce à l’articulation.
- Fixe à partir du déplacement/libération de rotation : l’articulation n'est efficace que jusqu'à un certain déplacement ou rotation. En cas de dépassement, une connexion rigide ou une fixation est efficace.
- Rupture à partir de la force/libération de moment : L'articulation n'est effective que jusqu'à une certaine force ou un certain moment. En cas de dépassement, l'articulation cède et ne transmet plus l'effort interne.
- Fluage à partir de la force/libération de moment : L'articulation n'est efficace que jusqu'à une certaine force ou un certain moment. En cas de dépassement, les déformations augmentent, mais pas l'effort interne.
- Défaillance du ressort : Avec une articulation à rigidité de ressort, le composant de l'articulation n'est pas efficace.
La plupart des types d'articulation sont combinables avec un « jeu », ce qui rend l'articulation efficace uniquement après un certain déplacement ou rotation.
Diagramme
Le diagramme d’un composant d'articulation est disponible en tant que propriété non-linéaire de l'articulation (voir image Sélectionner la non-linéarité de l’articulation).
Dans la colonne « Déplacement » ou « Rotation », définissez le nombre de points de définition du diagramme de travail avec les valeurs correspondantes. Dans la colonne « Force » ou « Moment », vous pouvez alors attribuer les valeurs d’abscisse des déplacements ou rotations avec les forces ou moments de l’articulation.
Si l'ordre des points de définition n'est pas correct, vous pouvez trier les entrées par ordre croissant avec le bouton
.
Les critères suivants sont disponibles pour le « Début du diagramme » et la « Fin du diagramme » :
- Rupture : l'articulation est efficace seulement jusqu'à la valeur maximale de la force ou du moment. En cas de dépassement, l'effet de l'articulation est complet. Aucun effort interne n'est plus transmis.
- Fluage : l'articulation n'est efficace que jusqu'à la valeur maximale de la force ou du moment. En cas de dépassement, les déformations augmentent mais plus les efforts internes.
- Continu : au-delà du domaine de définition, la constante du ressort du dernier pas est appliquée.
- Arrêt : la déformation admissible est limitée à la valeur maximale du déplacement ou de la rotation. En cas de dépassement, l’activité de l’articulation est annulée, et une liaison rigide ou une fixation est efficace.
Friction
Dans la liste « Non-linéarité », quatre options sont disponibles pour définir la friction d’une articulation translationnelle en fonction d’un autre composant d’articulation (voir l’image Sélectionner la non-linéarité de l’articulation).
Les forces de l’articulation transférées sont reliées aux efforts normaux ou tranchant agissant dans une autre direction. Selon le choix dans l'onglet « Général », la friction dépend d’un ou de deux efforts internes. La relation suivante existe entre la force de friction de l’articulation et l’effort normal ou tranchant :
Plastique
Les propriétés des articulations plastiques sont importantes pour les analyses pushover. Dans l'option Plastique d'un composant d'articulation non-linéaire, quatre options sont disponibles (voir l'image Sélectionner la non-linéarité de l'articulation) :
- Bilinéaire
- Diagramme
- FEMA 356 | Rigide
- FEMA 356 | Élastique
Dans les colonnes « Effort interne » / « Effort interne fluage » et « δ / δfluage » ou « φ / φfluage », définissez les valeurs caractéristiques des zones plastiques. Par exemple, pour une valeur de My / My,fluage de 1,27, la section commence à fluer lorsque le moment plastique est dépassé. Si 127 % de la capacité plastique sont dépassés, la barre cède.
Les efforts internes limites plastiques sont automatiquement déterminés à partir des propriétés de la section de la barre.
La longueur de la barre influence le calcul de la rigidité de l'articulation plastique. Elle est reconnue automatiquement à partir des longueurs des barres auxquelles l'articulation est assignée. Si nécessaire, vous pouvez spécifier une « Longueur de barre définie par l'utilisateur » pour l'articulation.
Critères d’acceptation
Dans la section inférieure, vous pouvez définir les valeurs limites des critères d'écoulement qui doivent être respectés pour la sécurité de la structure. Ceux-ci sont, par exemple, réglementés pour les éléments en acier dans le tableau 5-5 de la norme ASCE FEMA 356 [1]. Par exemple, pour une valeur de φ / φfluage de 6,000, la valeur critique pour la 'Sécurité de la vie' est atteinte lorsque les déformations plastiques deviennent six fois plus grandes que celles suscitées lors de l'atteinte des limites d'écoulement.
Les plages des critères d’acceptation sont également illustrées dans le diagramme.
Pour l’une des deux options plastiques FEMA, les critères d’acceptation sont prédéfinis selon les directives de la norme américaine. Vous pouvez les ajuster si nécessaire en cochant la case 'Défini par l'utilisateur'.
Dans la liste, sélectionnez le « Type de composant ». Les critères d’acceptation pour les composants primaires et secondaires sont réglementés selon le [1] tableau 5-5.
L’article technique Articulations plastiques dans RFEM 6 décrit comment utiliser une articulation plastique pour une analyse Pushover.
Diagramme d'échafaudage
Le Diagramme d'échafaudage d’un composant d’articulation est disponible en tant que propriété non-linéaire de l’articulation (voir l’image Sélectionner la non-linéarité de l’articulation). Cela vous permet de représenter l'effet mécanique d'une connexion de tubes emboîtés avec un cheville de tube intérieur entre deux barres. Le modèle de substitution transmet - selon l'état de pression à l'extrémité de la barre - le moment de flexion via le tube extérieur sous pression et par fermeture de forme également via le cheville de tube intérieur.
Vous pouvez décrire les propriétés de l'articulation de manière distincte dans les onglets « Diagramme d’échafaudage | Tube intérieur » et « Diagramme d’échafaudage | Tube extérieur ».
Pour la définition des paramètres, les possibilités présentées dans la section Diagramme sont disponibles.
