L’onglet Général permet de gérer les paramètres de base de la barre. Lorsque vous cochez une case dans les « Options », un autre onglet est généralement ajouté. Vous pouvez y définir les détails.
Type de barre
Avec le type de barre, définissez comment les efforts internes et les moments peuvent être absorbés ou quelles propriétés sont attendues de la barre. Différents types de barre sont disponibles dans la liste.
Poutre
Une poutre est une barre rigide résistante à la flexion qui peut transférer tous les efforts internes et moments. Une poutre ne possède pas d’articulations à ses extrémités. Ce type de barre peut être soumis à tous types de charges.
Barres rigides
Une barre rigide couple les déplacements de deux nœuds à l’aide d’un assemblage rigide. Cette barre correspond donc en principe à un couplage. Cela vous permet de définir des barres avec une rigidité très élevée en considérant les articulations, qui peuvent également avoir des raideurs du ressort de l’appui et des non-linéarités. Les problèmes numériques sont rares; les rigidités étant adaptées au système.
Les efforts internes des barres rigides sont affichés si vous activez les résultats pour les couplages dans la catégorie « Barres », en bas du Navigateur - Résultats.
Les rigidités suivantes sont appliquées aux barres rigides :
| Rigidité longitudinale E · A | 1013 · ℓ [unité SI] avec ℓ = longueur de la barre |
| Rigidité de torsion G · IT | 1013 · ℓ [unité SI] |
| Rigidité en flexion E · I | 1013 · ℓ3 [unité SI] |
| Rigidité de cisaillement GAy / GAz (si activé) | 1016 · ℓ3 [unité SI] |
Nervure
Les nervures peuvent être utilisées pour modéliser des poutres en T (retombées de poutre). Les excentrements et les largeurs efficaces de poutre sont pris en compte dans le modèle aux éléments finis pour ce type de barre.
Les nervures sont principalement adaptées aux barres en béton armé, car les efforts internes et les moments des nervures ainsi que les sections des nervures sont pris en compte dans la vérification du béton. Une plaque en acier avec une « nervure » soudée doit être modélisée comme une surface avec une barre assemblée de manière excentrée.
La liste « Alignement des nervures » offre plusieurs options.
En général, une nervure est une barre disposée de façon excentrée. L’excentrement est déterminé automatiquement à partir de la moitié de l’épaisseur de la surface et de la moitié de la hauteur de la barre. Elle peut également être définie manuellement. L’excentrement de la nervure provoque l’augmentation de la rigidité du modèle. Dans le cas d’une disposition centrée, l’axe de gravité de la nervure se trouve au centre de la surface.
Les largeurs efficaces de la nervure doivent être définies dans « Dimensions de la semelle » pour les côtés gauche et droit. Dans la plupart des cas, vous pouvez conserver le paramètre « Détection automatique » utilisé par le logiciel pour déterminer les deux surfaces. Si plus de deux surfaces sont adjacentes le long de la nervure, les surfaces déterminantes doivent être définies manuellement.
Il existe différentes options pour entrer les largeurs d’intégration b-y,int et b+y,int (voir l’image Nouvelle nervure) : Les largeurs peuvent être entrées directement ou déterminées automatiquement à partir de la longueur de barre à l’aide des options Lref/6 et Lref/8. Elles peuvent également être déterminées selon les dispositions d’une norme, par exemple selon l’EC2, 5.3.2.1.
Les valeurs by,int définissent la largeur de la surface ou la largeur de la zone d’application à partir de laquelle les efforts internes doivent être intégrés. Les valeurs by,eff représentent la largeur de la section de la semelle de la nervure du centre de l’âme au bord correspondant. Par défaut, by,int et by,eff sont égaux. Vous pouvez cependant les définir séparément à l’aide du bouton
.
Si des nœuds de type « Nœuds sur la barre » ont été définis, la nervure peut être définie dans les sections pour les segments individuels. Si plusieurs segments sont définis, les zones de largeur en décalage peuvent être connectées linéairement à l’aide de la colonne de tableau « Distribution linéaire » afin d’éviter de grands changements de rigidité dans la nervure.
Dans le cas de modèles 3D, les largeurs efficaces n’influencent pas la rigidité car l’augmentation de la rigidité est prise en compte par la barre excentrée. Cependant, les largeurs efficaces affectent la distribution des efforts internes des barres et des surfaces.
Treillis
Un treillis est une poutre avec des articulations de moment aux deux extrémités. De plus, la rotation autour de l’axe longitudinal est libérée au début de la barre par une articulation φx. Pour ce type de barre, les moments fléchissants et de torsion dus aux charges de barre sont affichés.
Treillis (N uniquement)
Ce type de treillis avec la rigidité E · A est capable d’absorber les efforts normaux sous forme de traction et de compression. RFEM affiche uniquement les efforts internes nodaux. La barre présente une distribution linéaire des efforts internes, sauf si une charge ponctuelle est appliquée à la barre. RFEM n’affiche aucune distribution de moment due au poids propre ou à une charge linéique. Néanmoins, les efforts aux nœuds sont calculés à partir des charges de barre qui assurent une transmission correcte.
Traction
Une barre de traction ne peut absorber que les efforts de traction. Le type de barre correspond à un « Treillis (N uniquement) », qui est défaillant dans le cas d’un effort de compression.
Une structure de portique incluant des barres de traction est calculée de manière itérative : dans un premier temps, les efforts internes et les moments de toutes les barres sont déterminés. Si les barres de traction subissent un effort normal négatif (compression), une autre étape d’itération démarre. Les composantes de rigidité de ces barres ne sont plus considérés, elles sont en échec. Ce processus se poursuit jusqu’à ce qu’aucune autre barre de traction ne soit défaillante. Un système peut devenir instable en raison de la rupture des barres de traction.
Compression
Une barre en compression ne peut absorber que les efforts de compression. Le type de barre correspond à un « Treillis (N uniquement) », qui est défaillant dans le cas d’un effort de traction. Des barres en compression défaillantes peuvent rendre le système instable.
Flambement
Une barre de flambement correspond à un « Treillis (N uniquement) » qui absorbe les efforts de traction sans limitation, mais les efforts de compression uniquement jusqu’à ce que l’effort critique soit atteint. Cette force est déterminée comme suit pour le mode de flambement Euler 2 :
Ce type de barre permet souvent d’éviter les instabilités qui se produisent dans les calculs non linéaires effectués selon la théorie du second ordre ou l’analyse des grandes déformations dues au flambement des treillis. Si vous les remplacez (de manière réaliste) par des barres de flambement, la charge critique augmente dans de nombreux cas.
Câble
Les câbles absorbent uniquement les efforts de traction. Ainsi, les chaînes de câbles peuvent être déterminées par un calcul itératif selon l’analyse des grandes déformations en considérant les efforts normaux et tranchants.
Les câbles sont adaptés aux modèles où de grandes déformations peuvent se produire avec les changements correspondants des efforts internes. Pour un haubanage simple comme pour un auvent, des barres de traction sont tout à fait suffisantes.
Barre d'armatures
Ce type de barre permet de modéliser l'acier de béton armé flexible dans le modèle EF d’un élément en béton armé. Des zones de discontinuité peuvent ainsi être examinées sur la base de l’analogie avec les treillis (strut-and-tie en console, poutre avec ouvertures, etc.).
La barre d'armature possède une fonction de connexion automatique à d'autres éléments comme les barres ou les surfaces si elle se trouve physiquement à l'intérieur de l'élément. Comme la Barre de treillis (seulement N), une barre d'armature ne présente qu'une rigidité tangentielle. Un comportement matériel non linéaire n'est pas encore possible.
Dans les « Paramètres », le type de barre est une armature flexible. D’autres types de barres d’armature sont disponibles si le module complémentaire Torons est activé.
Attribuez dans la section 'Objets maîtres' les barres ou surfaces dans lesquelles se trouve la barre d'armature. Utilisez le bouton
. Avec le bouton
, vous pouvez alors connecter automatiquement la barre d'armature à l'objet maître.
Câble sur poulies
Le câble sur poulies n’absorbe que les efforts de traction et est calculé selon la théorie de câble (analyse des grandes déformations). Un câble sur poulie ne peut cependant être défini que sur une polyligne ayant au moins 3 nœuds. Ce type de barre est donc adapté aux éléments de traction flexibles dont les efforts longitudinaux sont transférés à travers le modèle via des points de flèche. Un palan en est un exemple.
Contrairement à une barre de câble normale, seul un déplacement dans les nœuds internes et dans la direction longitudinale (ux) est possible. Ainsi, la barre ne doit pas être sollicitée par des charges de barre agissant en direction des axes locaux y ou z. Seuls les déplacements ux et les efforts normaux N sont considérés.
Qu’un appui nodal existe ou que la barre soit connectée à une autre structure n’a pas d'influence sur les nœuds internes de la polyligne. RFEM analyse le modèle entier de la barre de câble sur la longueur de polyligne.
Poutre résultante
La poutre résultante permet d’intégrer des résultats de surface, de solide ou de barre dans une barre fictive. Cela vous permet de mesurer, par exemple, les efforts tranchants résultants d’une surface pour la vérification de la maçonnerie.
La ligne d’une poutre résultante peut être placée partout dans le modèle. Elle ne nécessite ni appui ni assemblage au modèle. Cependant, une section doit être assignée pour permettre la vérification. Aucune charge ne peut être appliquée à une poutre résultante.
Dans la section « Intégrer les contraintes et les forces », sélectionnez le type de poutre résultante pour définir la forme géométrique de la zone d’intégration. Définissez ensuite les dimensions dans la section « Paramètres ». Elles sont rapportées à la ligne de la barre à son centre de gravité.
Dans « Inclure les objets », spécifiez les surfaces, les cellules de surface, les solides et les barres dont vous souhaitez prendre en compte les résultats dans l’intégration. Vous pouvez également sélectionner « Tous » les objets et exclure certains éléments dans « Exclure des objets inclus ».
Ligne résultante
La ligne résultante permet d’intégrer les résultats de surfaces, solides ou barres dans une ligne. Cette ligne peut être placée librement dans le modèle.
Le principe correspond à un Barre de résultats. Vous n’avez cependant pas besoin d’assigner de section. L'onglet « Section » vous permet de lire la longueur de la ligne et éventuellement de la faire pivoter pour la présentation des résultats, il n’a pas d’autre fonction.
Transfert de charge
Ce type de barre vous permet d’appliquer des charges sur des objets qui sont connectés aux nœuds d’extrémité ou intermédiaires de la barre. La barre elle-même n’a pas de rigidité. Les critères de transfert de charge peuvent être définis dans un nouvel onglet.
Le transfert de charge est actuellement réalisé par la méthode des bandes. La charge appliquée sur la barre de transfert de charge - charge de barre ou charge nodale de type force, moment ou masse - est distribuée proportionnellement sur les objets structurels communs les plus proches. Ce sont par exemple des nœuds supportés, des barres, des nœuds de surface ou des lignes supportées.
Si le poids propre de la barre doit être pris en compte, vous pouvez définir le poids de la barre dans les « Paramètres ».
La section « Objets chargés » indique les numéros des nœuds aux points de raccordement aux objets adjacents auxquels les charges de la barre sont transférées. Si tous ces nœuds ne sont pas pertinents, vous pouvez exclure certains nœuds dans « Supprimer l’influence de ».
Solive
Ce type de barre permet de définir les propriétés de section pour les solives en acier à âmes ouvertes répertoriées par le Steel Joist Institute dans les tableaux « Virtual Joist ». Ces sections de solives représentent des poutres à semelle large équivalentes qui se rapprochent étroitement de l’aire de la semelle de la poutre, du moment d’inertie efficace et du poids. La poutre est ainsi remplacée par une barre avec une section virtuelle. Il est ainsi possible de simuler des éléments porteurs complexes, tels qu’un treillis dans toute la structure.
Sélectionnez la « Série » de solive dans la liste.
Dans la liste « Solive », vous pouvez ensuite définir le type exact.
Le bouton
dans « Section et matériau » permet d'importer la solive depuis la bibliothèque de sections.
Modèle surfacique
Ce type de barre convient principalement à la représentation de poutres alvéolaires ou de réductions locales dans les sections, tels que des perforations ou des ouvertures pour les câbles d’alimentation dans le modèle de barre. La barre correspondante est convertie en un modèle surfacique dans lequel les ouvertures de barre sont classées selon les spécifications de l’utilisateur. La barre est cependant maintenue. Les conditions suivantes doivent être satisfaites :
- La section représente une section à parois minces standardisée ou paramétrique avec une âme.
- Le matériau de la section est basé sur un modèle de matériau isotrope linéaire-élastique.
Avec le type de barre « Modèle surfacique », la barre est disponible en tant qu’objet de barre et de surface. Les propriétés géométriques sont identiques, les deux modèles ont le même centre de gravité. L’affichage est activé dans le Navigateur - Afficher via Modèle → Objets de base → Barres → Modèle surfacique, ou à l’aide du bouton
dans la barre d’outils.
Le maillage EF du modèle surfacique est généré automatiquement, il ne peut actuellement pas être influencé. Le modèle surfacique est utilisé lors des calculs de structure. Ensuite, les résultats de barre (comme pour une Poutre résultante où les contraintes de la surfaces partielles de barre sont intégrées dans les efforts internes de barre) et les résultats de surface sont disponibles pour évaluation. Là aussi, les données sont contrôlables à l’aide du Navigateur - Afficher ou du bouton
.
Dans les modules complémentaires, la vérification d’une barre de type modèle surfacique est effectuée avec les efforts internes de barre et la section de barre.
Comme le montre l’image ci-dessus, plusieurs barres rigides sont générées aux extrémités de barre d’un modèle surfacique. Elles relient le modèle surfacique aux nœuds d’extrémité des barres adjacentes. Cela permet d’assurer le transfert correct des efforts internes et des moments aux objets unidimensionnels. Si plusieurs barres du modèle surfacique sont connectées les unes aux autres, ces barres de couplage sont générées pour chaque barre.
Dans ce cas, définissez un excentrement de force pour la charge de barre au niveau de la section. La charge est alors appliquée de manière réaliste au bord de la section et reste également présente dans le modèle de surface.
Rigidité définissable
Ce type de barre permet d’utiliser une barre avec des rigidités définies par l’utilisateur. Les propriétés de rigidité doivent être définies dans la boîte de dialogue « Nouvelle rigidité définissable de barre » (voir le chapitre Rigidités définissables de barre).
Couplage
Une barre de couplage est une barre virtuelle très rigide avec des extrémités de barre rigides ou articulées. Il existe quatre options pour coupler les degrés de liberté des nœuds de début et de fin, en combinant les paramètres « Rigide » et « Articulé ». Les couplages peuvent être utilisés pour modéliser des situations spéciales pour le transfert des efforts et moments. Les efforts normaux et tranchants ou les moments de torsion et de flexion sont transférés directement d’un nœud à l’autre.
Ressort
Une barre ressort permet d’afficher les propriétés de ressort linéaires ou non linéaires par aires efficaces définissables. Pour une barre ressort, il vous suffit de définir la longueur de barre Lz dans l’onglet « Section », et pas la section : la rigidité de la barre résulte des paramètres de ressort que vous définissez dans la boîte de dialogue « Nouveau ressort de barre » (voir le chapitre Ressorts de barre).
Amortisseur
Un amortisseur correspond en principe à une barre ressort avec la propriété supplémentaire « Coefficient d’amortissement ». Ce type de barre étend les possibilités pour les analyses dynamiques selon l’analyse de l’historique de temps.
Pour une barre à ressort, il vous suffit de définir la longueur de barre Lz dans l’onglet « Section », et pas la section : La rigidité de la barre résulte des paramètres de ressort que vous définissez dans la boîte de dialogue « Nouveau ressort de barre » (voir le chapitre Ressorts). Vous pouvez contrôler les propriétés d’amortissement à l’aide du coefficient d’amortissement X.
Options
Cette section de la boite de dialogue vous permet de définir d’autres propriétés de barre en cochant les cases.
Nœuds sur la barre
Avec un ou plusieurs nœuds placés sur la barre, vous pouvez diviser la barre en segments sans diviser la barre (voir le chapitre Nœuds ).
Articulations
Vous pouvez poser des articulations sur une barre pour contrôler le transfert des efforts internes aux nœuds d'extrémité (voir chapitre Articulations de barre). L'entrée est verrouillée pour certains types de barres, car des articulations internes existent déjà. Vous pouvez assigner séparément des articulations en « Début de barre i » et en « Fin de barre j ».
Excentrements
Les excentrements permettent de connecter la barre aux nœuds d’extrémité de manière excentrée (voir le chapitre Excentrement de barre). Vous pouvez assigner séparément des excentrements en « Début de barre i » et en « Fin de barre j ».
Appuis
Vous pouvez attribuer un appui à la barre qui s'applique sur toute sa longueur. Les degrés de liberté et les rigidités des ressorts sont définis dans les conditions d'appui (voir chapitre Appuis de barre).
Raidisseurs transversaux
Les raidisseurs transversaux appliqués à la barre ont une influence sur la rigidité de gauchissement de la barre. Ils affectent le calcul à l’aide de la torsion de gauchissement en considérant sept degrés de liberté (voir le chapitre Raidisseurs transversaux de barre).
Ouvertures de barre
Les ouvertures de barre affectent les propriétés de section et la distribution des efforts internes. Elles sont pertinentes pour le type de barre « Modèle surfacique ». Le chapitre Ouvertures de barre explique comment définir le type et la position des ouvertures.
Non-linéarité
Vous pouvez assigner une non-linéarité à la barre. Les propriétés non-linéaires sont définies comme des non-linéarités de barre (voir chapitre Non-linéarités de barre).
Points intermédiaires de résultats
Les points intermédiaires de résultats vous permettent de contrôler la sortie tabulaire des résultats le long de la barre. Les points de division doivent être définis dans la boîte de dialogue « Nouveau point intermédiaire de résultat de barre » (voir le chapitre Points intermédiaires de résultat de barre).
Modifications d'extrémité
Définir des modifications d’extrémité permet d’ajuster graphiquement la géométrie de la barre à ses extrémités. Cela permet de préparer des extensions, des réductions ou des chanfreins pour le rendu d’affichage.
« Extension » : Vous pouvez définir une « Extension » pour le début et la fin de la barre. Une valeur négative Δ agit comme un raccourcissement.
« Inclinaison » : Une inclinaison permet de chanfreiner toute extrémité de barre. Des angles d’inclinaison peuvent être entrés autour des deux axes de barre y et z. Un angle positif provoque une rotation dans le sens des aiguilles d’une montre autour de l’axe positif correspondant.
Activer le transfert de charge
La case à cocher permet de répartir la charge appliquée sur la barre, indépendamment de la rigidité de la barre, à l'aide d'un transfert de charge. Ainsi, la barre est efficace par sa rigidité dans le modèle. La répartition de la charge sur les objets adjacents est contrôlée par les paramètres que vous pouvez définir dans l'onglet Transfert de charge.
Désactiver pour le calcul
Si vous cochez cette case, la barre, ainsi que son chargement, ne sera pas prise en compte dans le calcul. Vous pouvez ainsi étudier comment le comportement structurel du modèle change si certaines barres ne sont pas efficaces. Les barres n'ont pas besoin d'être supprimées ; les charges sont également conservées.