L'onglet Base gère les paramètres élémentaires de la barre. Si vous cochez une case dans la section 'Options', un autre onglet de dialogue est généralement ajouté. 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 supposées 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 n'a pas d'articulations à ses extrémités. Ce type de barre peut être chargé par 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 très grande rigidité en tenant compte d'articulations, qui peuvent également avoir des constantes de ressort et des non-linéarités. Il n'y a pratiquement pas de problèmes numériques, 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'.
Pour les barres rigides, les rigidités suivantes sont appliquées :
| Rigidité axiale E · A | 1013 · ℓ [unité SI] avec ℓ = longueur de barre |
| Rigidité en torsion G · IT | 1013 · ℓ [unité SI] |
| Rigidité en flexion E · I | 1013 · ℓ3 [unité SI] |
| Rigidité en cisaillement GAy / GAz (si activé) | 1016 · ℓ3 [unité SI] |
Nervure
Les nervures permettent de modéliser des poutres en T (retombées de poutre). Avec ce type de barre, les excentrements et les largeurs de dalle participante sont pris en compte dans le modèle MEF.
Les nervures conviennent principalement aux barres en béton armé, car les efforts internes de nervure et les sections de nervure sont intégrés dans la vérification du béton. Une tôle d'acier avec une « nervure » soudée doit être modélisée comme une surface avec une barre connectée excentriquement.
Pour la 'Disposition de la nervure', la liste offre plusieurs options.
Une nervure est généralement une barre disposée excentriquement. L'excentrement est automatiquement déterminé à partir de la moitié de l'épaisseur de la surface et de la moitié de la hauteur de la barre. Mais elle peut aussi être définie manuellement. L'excentrement de la nervure augmente la rigidité du modèle. Dans le cas d'une disposition centrée, 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 semelle' pour le côté gauche et le côté droit. Le plus souvent, le réglage 'Trouver automatiquement' peut être conservé, avec lequel le programme détermine les deux surfaces. Si plus de deux surfaces se rencontrent sur la ligne de la nervure, les surfaces déterminantes doivent être définies manuellement.
Pour la saisie des largeurs d'intégration b-y,int et b+y,int, il existe différentes possibilités (voir l'image Nouvelle nervure) : Les largeurs peuvent être entrées directement ou déterminées automatiquement à partir de la longueur de la barre avec les options Lref / 6 et Lref / 8. Elles peuvent également être déterminées selon les spécifications d'une norme, par exemple selon 'EC2' Section 5.3.2.1.
Les valeurs by,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 by,eff représentent la largeur de section de la semelle de nervure du centre de l'âme au bord respectif. Par défaut, by,int et by,eff sont égales. Mais vous pouvez les définir séparément après un clic sur le bouton
.
Si des nœuds de type 'Nœud sur barre' ont été définis, la nervure peut être définie par segments individuels. Si plusieurs segments sont définis, les zones de largeur variable peuvent être reliées linéairement via la colonne du tableau 'Distribution linéaire' pour éviter les grands sauts de rigidité dans la nervure.
Pour les modèles 3D, les largeurs participantes n'ont aucune 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 φx. Pour ce type de barre, les moments fléchissants et de torsion issus des charges de la barre sont affichés.
Treillis (seulement N)
Ce type de treillis avec une 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 a une distribution linéaire des efforts internes, à condition qu'aucune charge ponctuelle n'agisse sur la barre. Aucune distribution de moment n'est affichée, qui pourrait résulter du poids propre ou d'une charge linéique. Les forces nodales sont néanmoins calculées à partir des charges de barre, ce qui garantit une transmission correcte.
Buckling Restrained Brace
Ce type permet la modélisation d'une barre avec une âme en acier (plat ou section cruciforme) et une enveloppe remplie de béton dans un profil creux carré ou rond. Il est principalement 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 est désactivé en cas d'effort de compression.
Le calcul d'une structure avec des tirants est itératif : Dans un premier temps, les efforts internes de toutes les barres sont déterminés. Si les 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 désactivées. Ce processus est poursuivi jusqu'à ce qu'aucun tirant ne soit plus désactivé. Un système peut devenir instable par la désactivation 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 est désactivé en cas d'effort de traction. Les barres comprimées désactivées peuvent conduire à un système instable.
Barre de flambement
Une barre de flambement correspond à un 'Treillis (seulement N)' qui reprend des efforts de traction illimités, mais des efforts 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 dans un calcul non linéaire selon l'analyse du second ou du troisième ordre à cause du flambement des treillis. Si on les remplace (de manière réaliste) par des barres de flambement, la charge critique est augmentée dans de nombreux cas.
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 l'analyse des grandes déformations en tenant compte des forces longitudinales et transversales.
Les câbles conviennent aux modèles où de grandes déformations avec des changements correspondants des efforts internes peuvent se produire. Pour les simples haubanages comme pour un auvent, les tirants sont tout à fait suffisants.
Barre d’armature
Ce type de barre permet de représenter des armatures en acier passives dans le modèle MEF d'un élément en béton armé. Ainsi, on peut par exemple examiner des zones de discontinuité basées sur l'analogie du treillis (bielle de traction et de compression pour les consoles, poutres avec ouvertures).
La barre d'armature dispose d'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 le Treillis (seulement N), une barre d'armature n'a qu'une rigidité tangentielle. Un comportement non linéaire du matériau n'est pas encore possible actuellement.
Dans la section 'Paramètres', une armature passive est définie comme type de barre. D'autres types de barres d'armature sont disponibles si le module complémentaire Torons est activé.
Dans la section 'Objets maîtres', attribuez les barres ou les surfaces dans lesquelles se trouve la barre d'armature. Utilisez pour cela 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 (analyse des grandes déformations). Un câble sur poulies ne peut cependant être défini que sur une polyligne qui a au moins trois nœuds. Ce type de barre convient donc pour les éléments de traction sans rigidité en flexion, dont les forces longitudinales sont guidées à travers le modèle par des points de déviation. Un exemple d'application est un palan.
Contrairement à une barre câble normale, seul un déplacement dans les nœuds internes en direction longitudinale (ux) est possible. La barre ne doit donc pas être chargée par des charges de barre agissant dans les directions y ou z locales. Seuls les déplacements ux et les efforts normaux N sont pris en compte.
Aux nœuds internes de la polyligne, peu importe qu'il y ait un appui nodal ou que la barre soit connectée à une autre construction : C'est le système global de la barre câble sur toute la longueur de la polyligne qui est examiné.
Poutre résultante
La poutre résultante permet d'intégrer des résultats de surfaces, de volumes 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 n'importe où dans le modèle. La poutre résultante n'a besoin ni d'appui ni de connexion au modèle. Il faut cependant lui attribuer une section pour permettre une vérification. Aucune charge ne peut être appliquée sur 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. Dans la section 'Paramètres', vous pouvez ensuite définir les dimensions. Elles se réfèrent à la ligne de la barre dans son centre de gravité.
Dans la section 'Inclure les objets', définissez les surfaces, cellules de surface, volumes et 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 'Exclure des objets inclus'.
Ligne de résultat
La ligne de résultat permet d'intégrer des résultats de surfaces, de volumes ou de barres dans une ligne. Cette ligne peut être placée n'importe où dans le modèle.
Le principe correspond à une Poutre résultante. Cependant, vous n'avez pas besoin d'attribuer de section. Dans l'onglet 'Section', vous pouvez lire la longueur de la ligne et éventuellement faire pivoter la ligne pour l'affichage des résultats ; il n'a pas d'autre fonction.
Transfert de charge
Ce type de barre permet d'appliquer des charges sur des objets qui sont reliés à la barre aux nœuds d'extrémité ou intermédiaires. La barre elle-même n'a aucune rigidité. Les critères pour le 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. Ce sont par exemple les nœuds appuyés, les barres, les nœuds de surfaces ou les lignes appuyées.
Si le poids propre de la barre doit être pris en compte, vous pouvez définir le poids de la barre dans la section 'Paramètres'.
Dans la section 'Objets chargés', les numéros des nœuds auxquels la charge de barre est transférée aux objets adjacents sont indiqués. Si tous ces nœuds ne sont pas pertinents, vous pouvez exclure certains nœuds dans la section 'Sans effet sur'.
Poutrelle virtuelle
Ce type de barre permet d'utiliser les propriétés de section pour les Open Web Steel Joists qui sont déposées par le Steel Joist Institute dans des tableaux dites "Virtual Joist". Ces profils Virtual Joist représentent des poutres à larges ailes équivalentes qui sont très proches de l'aire 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 en treillis dans le système global.
Dans la liste, sélectionnez la 'Série' de la poutrelle virtuelle.
Dans la liste 'Poutrelle virtuelle', vous pouvez alors définir le type exact.
Le bouton
dans la section 'Section et matériau' permet d'importer la poutrelle virtuelle depuis la bibliothèque de sections.
Modèle surfacique
Ce type de barre convient principalement pour représenter les poutres à ouvertures ou alvéolaires ou les affaiblissements de section comme les trémies pour les conduites d'alimentation 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 normalisé ou paramétré à paroi mince avec une âme.
- Le matériau de la section est basé sur un modèle de matériau isotrope linéaire élastique.
Pour 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, il ne peut pas être influencé pour le moment. 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 surfaces partielles de la barre sont intégrées en efforts internes de barre) ainsi que les résultats de surface. La commande peut également être effectuée 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 le voit 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 aux objets 1D. Si plusieurs barres de type Modèle surfacique se suivent, ces barres de couplage sont créées pour chaque barre.
Dans ce cas, définissez pour la charge de barre une Excentricité de la force sur la section. La charge est ainsi appliquée de manière réaliste au bord de la section et est également conservée dans le modèle surfacique.
Rigidité
Avec ce type de barre, vous pouvez utiliser une barre avec des rigidités définies par l'utilisateur. Les caractéristiques de rigidité sont à définir dans la boîte de dialogue 'Nouvelle rigidité de barre' (voir le chapitre Rigidités de barre).
Couplage
Une barre de couplage 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 les transmissions d'efforts et de moments. Les efforts normaux et tranchants ainsi que les moments de torsion et fléchissants sont 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 d'action définissables. Pour une barre ressort, vous devez seulement définir la longueur de barre Lz dans l'onglet 'Section', pas de 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.
Comme pour une barre ressort, vous devez seulement définir la longueur de barre Lz dans l'onglet 'Section', pas de 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). Les propriétés d'amortissement peuvent être contrôlées via le coefficient d'amortissement X.
Options
Dans cette section, vous pouvez définir d'autres propriétés de barre via les cases à cocher.
Nœuds sur barre
Avec un ou plusieurs nœuds sur la barre, vous pouvez diviser la barre en segments sans diviser la barre (voir le chapitre Nœuds).
Articulations
Vous pouvez disposer des articulations sur une barre pour contrôler la transmission des efforts internes aux nœuds d'extrémité (voir le chapitre Articulations de barre). Pour certains types de barre, la saisie est verrouillée car des articulations internes sont déjà présentes. Vous pouvez attribuer séparément des articulations au 'Début de barre i' et à la 'Fin de barre j'.
Excentrements
Les excentrements offrent la possibilité de connecter la barre de manière excentrique aux nœuds d'extrémité (voir le chapitre Excentrements de barre). Vous pouvez attribuer séparément des excentrements au 'Début de barre i' et à la 'Fin de barre j'.
Appuis
Vous pouvez attribuer un appui à la barre, qui agit sur toute sa longueur. Les degrés de liberté et les rigidités de ressort sont à définir dans les conditions d'appui (voir le chapitre Appuis de barre).
Raidisseurs transversaux
Les raidisseurs transversaux sur la barre ont une influence sur la rigidité de gauchissement de la barre. Ils ont un effet sur le calcul avec le gauchissement par torsion en tenant compte de sept degrés de liberté (voir le chapitre Raidisseurs transversaux de barre).
Ouvertures de barre
Les ouvertures de barre influent sur les valeurs de la 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 attribuer une non-linéarité à la barre. Les propriétés non linéaires sont à définir comme des non-linéarités de barre (voir le chapitre Non-linéarités de barre).
Points de résultat intermédiaires
Avec les points de résultat intermédiaires, 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 de résultat intermédiaire de barre' (voir le chapitre Points de résultat intermédiaires de barre).
Modifications d'extrémité
Avec les modifications d'extrémité, vous pouvez ajuster graphiquement la géométrie de la barre à ses extrémités. Cela permet de préparer des dépassements, des raccourcissements ou des chanfreinages pour la représentation rendue.
'Allongement' : Vous pouvez définir un 'Allongement' pour le début et la fin de la barre. Une valeur négative Δ se traduit par un raccourcissement.
'Inclinaison' : Avec une inclinaison, vous pouvez chanfreiner chaque extrémité de barre. Des angles d'inclinaison autour des deux axes de barre y et z sont possibles. Un angle positif provoque une rotation dans le sens horaire autour de l'axe positif correspondant.
Activer le transfert de charge
La case à cocher permet de répartir la charge de la barre – indépendamment de la rigidité de la barre – à l'aide d'un transfert de charge. La barre est ainsi effective dans le modèle par sa rigidité. La répartition de la charge sur les objets voisins est en revanche 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 restent également conservées.
