Général

L'onglet Base gère les paramètres élémentaires de la barre. Si vous cochez une case dans la section 'Options', un onglet supplémentaire est généralement ajouté au dialogue. Vous pouvez y définir les détails.

Type de barre

Le type de barre contrôle la manière dont les efforts internes peuvent être repris ou les propriétés présupposées pour la barre. La liste propose différents types de barres.

Poutre

Une poutre est une barre rigide en flexion qui peut transmettre tous les efforts internes. Une barre de type poutre ne possède pas d'articulations à ses extrémités. Ce type de barre peut être soumis à tous les types de charges.

Barre rigide

Une barre rigide couple les déplacements de deux nœuds par une liaison rigide. Elle correspond donc en principe à un couplage. Cela permet de définir des barres de rigidité très élevée en tenant compte d'articulations, qui peuvent également présenter des constantes de ressort et des non-linéarités. Les problèmes numériques sont rares car les rigidités sont adaptées au système.

Pour les barres rigides, les efforts internes sont affichés si vous activez les Résultats pour les couplages dans le Navigateur - Résultats, en bas dans la catégorie 'Barres'.

Les rigidités suivantes sont appliquées aux barres rigides :

Nervure

Les nervures permettent de modéliser des poutres en T (retombées de poutre). Avec ce type de barre, les excentrements et les largeurs de table participantes sont pris en compte dans le modèle MEF.

Les nervures conviennent principalement aux barres en béton armé, car les efforts internes de la nervure et ses sections sont pris en compte dans la vérification du béton. Une tôle d'acier avec une « nervure » soudée doit être modélisée comme une surface avec une barre attachée de manière excentrique.

Pour la 'Disposition des nervures', la liste offre plusieurs possibilités de sélection.

Une nervure est généralement une barre disposée de manière excentrique. L'excentrement est automatiquement déterminé à partir de la demi-épaisseur de la surface et de la demi-hauteur de la barre. Il peut également être défini manuellement. L'excentrement de la nervure augmente la rigidité du modèle. En cas de disposition centrique, l'axe du centre de gravité de la nervure se trouve au milieu de la surface.

Les largeurs participantes de la nervure sont à définir dans la section 'Dimensions de la table' pour les côtés gauche et droit. Le réglage 'Trouver automatiquement' peut généralement être conservé, le programme déterminant alors les deux surfaces. Si plus de deux surfaces se rencontrent sur la ligne de la nervure, les surfaces déterminantes doivent être spécifiées manuellement.

Pour la saisie des largeurs d'intégration b_-y,int et b_+y,int, il existe différentes possibilités (voir figure Nouvelle nervure) : Les largeurs peuvent être saisies directement ou déterminées automatiquement à partir de la longueur de la barre avec les options L_ref / 6 et L_ref / 8. Elles peuvent également être déterminées conformément aux spécifications d'une norme, par exemple selon la section 5.3.2.1 de l'EC2.

Les valeurs b_y,int définissent la largeur de la surface ou de la zone d'influence à partir de laquelle les efforts internes doivent être intégrés. Les valeurs b_y,eff représentent la largeur de section de la table de la nervure du point central de l'âme au bord respectif. Par défaut, b_y,int et b_y,eff sont identiques. Vous pouvez cependant les définir séparément en cliquant sur le bouton .

Si des nœuds de type 'Nœud sur barre' ont été définis, la nervure peut être définie par section pour les segments individuels. Si plusieurs segments sont définis, les zones de largeur discontinues peuvent être reliées linéairement entre elles via la colonne 'Distribution linéaire' pour éviter de grands sauts de rigidité dans la nervure.

Pour les modèles 3D, les largeurs participantes n'ont pas d'influence sur la rigidité, car la rigidité accrue est prise en compte par la barre excentrique. Les largeurs participantes influent cependant sur la répartition des efforts internes des barres et des surfaces.

Treillis

Un treillis correspond à une poutre avec des articulations de moment aux deux extrémités. De plus, la rotation autour de l'axe longitudinal au début de la barre est libérée par une articulation φ_x. Pour ce type de barre, les moments fléchissants et de torsion sont calculés à partir des charges de la barre.

Treillis (seulement N)

Ce type de treillis avec la rigidité E ⋅ A est capable de reprendre des efforts normaux sous forme de traction et de compression. Seuls les efforts internes aux nœuds sont affichés. La barre présente une distribution linéaire des efforts internes, à moins qu'aucune charge ponctuelle n'agisse sur la barre. Aucune distribution de moment n'est affichée, qui pourrait survenir en raison du poids propre ou d'une charge linéique. Les forces nodales sont cependant calculées à partir des charges de barre, ce qui garantit une transmission correcte.

Barre de contreventement au flambement (Buckling-Restrained Brace)

Le type Buckling-restrained brace permet de modéliser une barre avec une âme en acier (plat ou section cruciforme) et un revêtement rempli de béton dans une section creuse carrée ou ronde. Il est particulièrement utilisé aux États-Unis pour le contreventement de bâtiments à risque sismique.

Tirant

Un tirant ne peut reprendre que des forces de traction. Le type de barre correspond à un 'Treillis (seulement N)' qui tombe en panne sous un effort de compression.

Le calcul d'une structure avec des tirants est itératif : Dans une première étape, les efforts internes de toutes les barres sont déterminés. Si des tirants reçoivent un effort normal négatif (compression), une autre étape d'itération commence. Les composantes de rigidité de ces barres ne sont plus prises en compte – elles sont neutralisées. Ce processus se poursuit jusqu'à ce qu'aucun tirant ne tombe en panne. Un système peut devenir instable en raison de la défaillance des tirants.

Barre comprimée

Une barre comprimée ne peut reprendre que des efforts de compression. Le type de barre correspond à un 'Treillis (seulement N)' qui tombe en panne sous un effort de traction. La défaillance de barres comprimées peut conduire à un système instable.

Barre de flambement

Une barre de flambement correspond à un 'Treillis (seulement N)' qui reprend les forces de traction sans limitation, mais les forces de compression seulement jusqu'à atteindre la force critique. Pour le cas d'Euler 2, cette force est déterminée comme suit :

Avec ce type de barre, on peut souvent éviter les instabilités qui surviennent lors d'un calcul non linéaire selon la théorie du II^e ou III^e ordre en raison du flambement des barres de treillis. Si on les remplace (de manière réaliste) par des barres de flambement, la charge critique est souvent augmentée.

Barre câble

Un câble ne peut être sollicité qu'en traction. Il permet ainsi de représenter des chaînes de câbles par un calcul itératif selon la théorie du III^e ordre en tenant compte des forces longitudinales et transversales.

Les barres câbles conviennent aux modèles où de grandes déformations avec des modifications correspondantes des efforts internes peuvent se produire. Pour de simples haubans comme pour un auvent, des tirants sont tout à fait suffisants.

Barre d’armature

Ce type de barre permet de représenter des armatures passives en acier dans un modèle MEF d'un élément en béton armé. On peut ainsi étudier, par exemple, des zones de discontinuité basées sur l'analogie du treillis (bielle de traction et de compression pour consoles, poutres avec ouvertures).

La barre d’armature dispose d'une fonction de connexion automatique à d'autres éléments comme des barres ou des surfaces, si elle se trouve physiquement à l'intérieur de l'élément. Comme le Treillis (seulement N), une barre d’armature ne présente qu'une rigidité tangentielle. Un comportement des matériaux non linéaire n'est actuellement pas encore possible.

Dans la section 'Paramètres', le type de barre est réglé sur une armature passive. D'autres types de barres d’armature sont disponibles lorsque le module additionnel Torons est activé.

Dans la section 'Objets maîtres', assignez les barres ou les surfaces dans lesquelles la barre d’armature se trouve. Pour ce faire, utilisez le bouton . Avec le bouton , vous pouvez ensuite connecter automatiquement la barre d’armature à l'objet maître.

Câble sur poulies

Ce type de barre câble ne reprend également que des efforts de traction et est calculé selon la théorie des câbles (théorie du III^e ordre). Un câble sur poulies ne peut cependant être défini que sur une polyligne comportant au moins trois nœuds. Ce type de barre convient donc pour des éléments tendeurs souples en flexion, dont les efforts longitudinaux sont dirigés à travers le modèle via des points de déviation. Un exemple d'application est un palan.

Contrairement à une barre câble normale, seul un déplacement dans les nœuds internes dans la direction longitudinale (u_x) est possible. La barre ne doit donc pas être chargée par des charges de barre agissant dans la direction locale y ou z. Seuls les déplacements u_x et les efforts normaux N sont pris en compte.

Aux nœuds internes de la polyligne, il importe peu qu'un appui nodal soit présent ou que la barre soit connectée à une autre construction : C'est le système global de la barre câble sur la longueur de la polyligne qui est examiné.

Poutre résultante

La poutre résultante est appropriée pour intégrer des résultats de surfaces, de solides ou de barres dans une barre fictive. Cela permet par exemple de lire les efforts tranchants résultants d'une surface pour la vérification de la maçonnerie.

La ligne d'une poutre résultante peut être placée librement dans le modèle. La poutre résultante n'a besoin ni d'appui ni de connexion au modèle. Une section doit cependant être assignée pour permettre une vérification. Aucune charge ne peut être appliquée sur une poutre résultante.

Sélectionnez le type de poutre résultante dans la section 'Intégrer les contraintes et les forces' pour définir la forme géométrique de la zone d'intégration. Dans la section 'Paramètres', vous pouvez alors définir les dimensions. Elles sont relatives à la ligne de la barre en son centre de gravité.

Dans la section 'Inclure les objets', spécifiez les surfaces, les cellules de surface, les solides et les barres dont les résultats doivent être pris en compte lors de l'intégration. Alternativement, sélectionnez 'Tous' les objets puis excluez certains éléments dans la section 'Exclus des objets inclus'.

Ligne de résultat

La ligne de résultat est appropriée pour intégrer des résultats de surfaces, de solides ou de barres dans une ligne. Cette ligne peut être placée librement dans le modèle.

Le principe correspond à une poutre résultante. Vous n'avez cependant pas besoin d'assigner une section. Dans l'onglet 'Section', vous pouvez lire la longueur de la ligne et, si nécessaire, faire pivoter la ligne pour l'affichage des résultats ; cela n'a pas d'autre fonction.

Transfert de charge

Ce type de barre permet d'appliquer des charges sur des objets connectés à la barre à ses nœuds d'extrémité ou intermédiaires. La barre elle-même n'a pas de rigidité. Les critères du transfert de charge peuvent être définis dans un nouvel onglet.

Le transfert de charge s'effectue actuellement avec la méthode des bandes. La charge de la barre de transfert de charge – charge de barre ou charge nodale de type force, moment ou masse – est transférée proportionnellement aux objets structurels communs les plus proches. Il peut s'agir par exemple de nœuds d'appuis, de barres, de nœuds de surfaces ou de lignes d'appuis.

Si le poids propre de la barre doit être pris en compte, vous pouvez spécifier le poids de la barre dans la section 'Paramètres'.

Dans la section 'Objets chargés', les numéros des nœuds sont indiqués, auxquels la charge de barre est transférée sur les objets adjacents. Si tous ces nœuds ne sont pas pertinents, vous pouvez exclure certains nœuds dans la section 'Sans effet sur'.

Poutre virtuelle

Ce type de barre permet d'utiliser les propriétés de section pour les Open Web Steel Joists que le Steel Joist Institute a consignées dans des tableaux dits "Virtual Joist". Ces profils Virtual Joist représentent des poutres à larges ailes équivalentes qui se rapprochent très fortement de la surface de la membrure, du moment d’inertie effectif et du poids. La poutre est ainsi remplacée par une barre avec une section virtuelle. Cela permet de simuler des unités porteuses complexes, comme par exemple une poutre treillis, dans le système global.

Sélectionnez la 'Série' de la poutre virtuelle dans la liste.

Dans la liste 'Poutre virtuelle', vous pouvez alors définir le type exact.

Le bouton dans la section 'Section et matériau' permet d'importer la poutre virtuelle depuis la bibliothèque de sections.

Modèle surfacique

Ce type de barre est principalement approprié pour représenter des poutres alvéolées ou des affaiblissements locaux de section tels que des percements pour les conduites techniques dans le modèle de barre. La barre est alors convertie en un modèle surfacique, dans lequel les ouvertures de barre sont disposées selon les spécifications de l'utilisateur. La barre est cependant conservée.

Les conditions suivantes doivent être remplies :

• La section représente un profil mince normalisé ou paramétré 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 existe à la fois comme objet barre et comme objet surface. Les propriétés géométriques sont identiques ; les deux modèles ont le même centre de gravité. L'affichage est contrôlé dans le Navigateur - Affichage via l'entrée Modèle → Objets de base → Barres → Modèle surfacique ou le bouton dans la barre d'outils.

Le maillage EF du modèle surfacique est généré automatiquement et ne peut actuellement pas être influencé. Lors du calcul statique, le modèle surfacique est utilisé. Pour l'évaluation, les résultats de barre sont alors disponibles (comme pour une poutre résultante, où les contraintes des sous-surfaces de la barre sont intégrées en tant qu'efforts internes de barre) ainsi que les résultats de surface. Le contrôle peut également être effectué ici via le Navigateur - Affichage ou le bouton .

La vérification d'une barre de type modèle surfacique dans les modules complémentaires s'effectue avec les efforts internes de barre et la section de la barre.

Comme on peut le voir sur l'image ci-dessus, plusieurs barres rigides sont créées aux extrémités d'une barre de type modèle surfacique. Elles relient le modèle surfacique aux nœuds d'extrémité des barres adjacentes. Cela garantit la transmission correcte des efforts internes vers les objets 1D. Si plusieurs barres de type modèle surfacique se connectent, ces biellettes de connexion sont créées pour chaque barre.

Dans ce cas, définissez pour la charge de barre une excentricité de la force par rapport à la section. La charge est ainsi appliquée de manière réaliste au bord de la section et reste conservée même dans le modèle surfacique.

Rigidité

Avec ce type de barre, vous pouvez utiliser une barre avec des rigidités définies par l'utilisateur. Les paramètres de rigidité sont à définir dans la boîte de dialogue 'Nouvelle rigidité de barre' (voir le chapitre rigidités de barre).

Couplage

Une bielle de connexion est une barre virtuelle très rigide avec des extrémités de barre rigides ou articulées. Quatre options sont disponibles pour coupler les degrés de liberté des nœuds de début et de fin de manière 'Rigide' ou via une 'Articulation'. Les couplages permettent de modéliser des situations spéciales pour la transmission des forces et des moments. Les efforts normaux et tranchants ou les moments de torsion et fléchissants sont ainsi transmis directement de nœud à nœud.

Ressort

Une barre ressort offre la possibilité de représenter des propriétés de ressort linéaires ou non linéaires avec des plages de validité définissables. Pour une barre ressort, vous devez seulement spécifier la longueur de barre L_z dans l'onglet 'Section', aucune section : La rigidité de la barre résulte des paramètres de ressort que vous définissez dans la boîte de dialogue 'Nouveau ressort de barre' (voir 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 élargit les possibilités pour les analyses dynamiques selon l'analyse de l’historique de temps.

Comme pour une barre ressort, vous devez seulement spécifier la longueur de barre L_z dans l'onglet 'Section', aucune section. La rigidité de la barre résulte des paramètres de ressort que vous définissez dans la boîte de dialogue 'Nouveau ressort de barre' (voir chapitre ressorts de barre). Vous pouvez contrôler les propriétés d'amortissement via le coefficient d'amortissement X.

Options

Dans cette section, vous pouvez définir d'autres propriétés de la barre via les cases à cocher.

Nœuds sur barre

Avec un ou plusieurs nœuds sur barre, vous pouvez diviser la barre en segments sans la diviser (voir chapitre Nœuds).

Articulations

Vous pouvez disposer des articulations sur une barre pour contrôler la transmission des efforts internes aux nœuds d'extrémité (voir chapitre articulations de barre). Pour certains types de barre, la saisie est verrouillée, car des articulations internes sont déjà présentes. Vous pouvez assigner séparément des articulations au 'Début de la barre i' et à la 'Fin de la barre j'.

Excentrements

Les excentrements offrent la possibilité de connecter la barre de manière excentrique aux nœuds d'extrémité (voir chapitre excentrements de barre). Vous pouvez assigner séparément des excentrements au 'Début de la barre i' et à la 'Fin de la barre j'.

Appuis

Vous pouvez assigner un appui à la barre, efficace sur toute sa longueur. Les degrés de liberté et les rigidités de ressort sont à définir dans les conditions aux appuis (voir chapitre appuis de barre).

Raidisseurs transversaux

Les raidisseurs transversaux sur la barre ont une influence sur la rigidité en gauchissement de la barre. Ils affectent le calcul avec gauchissement par torsion en tenant compte de sept degrés de liberté (voir chapitre raidisseurs transversaux).

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 décrit 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 à définir en tant que non-linéarités de barre (voir chapitre non-linéarités de barre).

Points intermédiaires de résultat

Avec les points intermédiaires de résultat, vous pouvez contrôler la sortie tabulaire des résultats le long de la barre. Les points de division sont à définir dans la boîte de dialogue 'Nouveau point intermédiaire de résultat de barre' (voir chapitre points intermédiaires de résultat de barre).

Modifications d'extrémité

Avec les modifications d'extrémité, vous pouvez adapter graphiquement la géométrie de la barre à ses extrémités. Il est ainsi possible de préparer des prolongements, des raccourcissements ou des chanfreins pour une représentation rendue.

'Prolongement' : Vous pouvez définir un 'Prolongement' pour le début et la fin de la barre. Une valeur négative Δ agit comme un raccourcissement.

'Inclinaison' : Avec une inclinaison, vous pouvez chanfreiner chaque extrémité de barre. Des angles d'inclinaison autour des deux axes de la barre y et z sont possibles. Un angle positif provoque une rotation dans le sens horaire autour de l'axe positif respectif.

Activer le transfert de charge

La case à cocher permet de répartir la charge de la barre – indépendamment de sa rigidité – à l'aide d'un transfert de charge. Ainsi, la barre est effective dans le modèle par sa rigidité. En revanche, la répartition de la charge sur les objets voisins 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, y compris sa charge, n'est pas prise en compte dans le calcul. Vous pouvez ainsi étudier comment le comportement porteur du modèle change lorsque certaines barres ne sont pas effectives. Les barres n'ont pas besoin d'être supprimées ; les charges sont également conservées.