FAQ Support - Modélisation
Cette page concerne les réponses aux questions les plus couramment posées en rapport
avec la phase "modélisation".
Décalage de la fibre neutre d'une poutre
Apparition de torsion aberrante
Comment bloquer une poutre en appui simple ?
Comment articuler une poutre à ses extrémités ?
Comment appliquer une charge répartie
sur plancher ?
Comment calculer une poutre courbe ?
Comment modéliser une double-cornière
pour diagonale ou montant de treillis ?
Le décalage est peut être modélisé de deux
façons:
1. modélisation des poutres dans deux plans différents et
jonctions par des éléments de type "barre rigide"
2. ou, méthode beaucoup
plus simple, laisser les noeuds des poutres dans le même plan et modifier les
paramètres d'excentration de la fibre neutre ECY ou ECZ des propriétés
de la poutre
NB: le décalage des profilés a en général très peu d'importance ;
pour des poutres du
type solive sur plancher, on peut négliger ce décalage.
Le
décalage produit un effet significatif pour les charges perpendiculaires
à l'axe poutre qui créent alors des moments fléchissants
ou des torsions secondaires.
Un autre cas important est celui d'une poutre
en appui de hauteur importante (I, PRS) avec blocage en appui simple des
semelles inférieures. Dans ce cas, un moment fléchissant crée
une réaction d'appui horizontale sous les semelles inférieures.
Il s'agit en général d'un effet indésirable qui devrait
être limité par un appui glissant; le calcul permet alors de
déterminer le jeu nécessaire qui correspond au déplacement
horizontal du noeud en appui vertical.
Couplages tension/flexion et flexion/torsion Avec l'introduction d'excentration des fibres neutres (paramètres
ECY, ECZ), notamment pour les profils non symétriques (U, L, Z...),
on obtient des flexions/torsions parasites associées au décalage des fibres
neutres qui peuvent créer des couplages en tension/flexion et flexion/torsion.
Il
est donc possible d'avoir un effort de torsion sur une poutre en appui simple
articulé dans la mesure où cet appui est excentré par
rapport à la fibre neutre de la poutre.
Une poutre en appui simple doit être bloquée en translation à ses extrémités.
Toutefois, il faut également bloquer la rotation de la poutre autour de sa fibre neutre
(axe local RX) si aucun autre élément n'est susceptible de tourner librement autour
d'elle-même.
Il est donc souhaitable de bloquer une extrémité selon l'axe de rotation
autour de sa fibre neutre.
Ce blocage n'est en général pas nécessaire pour une seule poutre, car ICAB Force
créée une légére différence de rigidité de torsion entre l'origine et l'extrémité
de la poutre.
En revanche, des problèmes numériques apparaissent fréquemment lorsque la poutre simple
initale est renforcée. Dans ce cas, le blocage d'un noeud en rotation correspondant à
l'axe de torsion fait disparaître cette instabilité numérique.
Lorsqu'une poutre est assemblée à d'autres poutres et qu'une articulation est
nécessaire (faîtage, traverse sur poteau...) il suffit d'utiliser l'option rotule à
l'extrémité et/ou à l'origine de la boîte de dialogue "Elément".
Les rigidités d'encastrement selon les directions RX (torsion), RY, RZ (moments
fléchissants) du repère local sont alors égales aux valeurs K(RX), K(RY), K(RZ) des
propriétés de la poutre. Si ces valeurs sont nulles, une rigidité résiduelle est
malgré tout prise en compte (un millionième de la rigidité d'encastrement) pour éviter
les problèmes numériques fréquents (notamment la rotation de la poutre sur elle-même).
Pour cette raison, les moments ne sont pas rigoureusement nuls mais de l'ordre de 1E-6
fois le moment maximal obtenu sur la poutre.
Si ces moments résiduels sont inacceptables, il est alors possible d'indiquer des valeurs
extrêment faibles pour les propriétés K(RX), K(RY), K(RZ), inférieures au millionième
de la rigidité d'encastrement.
Attention: pour créer un appui articulé en extrémité de poutre, c'est-à-dire
un point de blocage extérieur à la structure modélisé,
il faut bloquer les
translations du noeud placé à cette extrémité (déplacement imposé dans la boîte de
dialogue "charges, noeud") sans créer une rotule sur l'élement (boîte de
dialogue "Elément").
Créer un appui simple et une articulation au noeud placé en extrémité d'une poutre
peut générer le message "matrice non inversible", car ce noeud n'est maintenu
en rotation ni sur la poutre ni sur l'appui.
Une pression sur une surface ne peut être appliquée directement
que sur des coques.
Pour un plancher modélisé seulement
par son ossature porteuse, la charge surfacique P (N/m2) doit être
remplacée par des charges linéiques sur les solives F (N/m).
Si
l'espacement des solives est D, on applique:
F = P x D
F'= P x D/2
pour la demi-charge sur les solives de bordure.
Notez que le module de
chargement climatique ICAB NV permet de définir directement des charges
surfaciques de poids propre et d'exploitation sur plancher.
Un
élément de poutre droite ou variable (BEAM_LINEAR, BEAM_TAPERED)
est défini entre deux noeuds et est nécessairement rectiligne.
Pour modéliser une poutre cintrée, il suffit de subdiviser
l'arc en tronçons. Une bonne approximation est en général
obtenue avec 4 tronçons sur un demi-cercle. Pour une étude
de performance, reportez vous au guide
de validation.
La génération des arcs est automatique avec le mailleur;
à défaut, l'utilisation d'un référentiel local
en coordonnées cylindriques parmet de saisir rapidement les coordonées.
Une double-cornière correspondant à à la mise en place
de deux cornières parallèles peut être modélisée
avec un seul élément dont les propriétés de
la section sont modifiées selon deux méthodes:
1. prendre une section en T pour les cornières boulonnées sur leur longueur,
2. si les cornières ne sont pas jointives entre les assemblages,
doubler les caractéristiques (aire Ar, Inerties Iyy, Izz, Iyz, éventuellement
Wel si les sections sont en flexion); les contraintes associées à
la compression Nx seront divisées par 2 par rapport à une
simple cornière. L'élancement de la double cornière
est équivalent à celui de la simple cornière permettant le calcul du flambement identique à celui d'une seule cornière chargée en compression à Nx/2.
Cette méthode est applicable à n'importe quel type de
profilé doublé en distinguant
1. le cas de profilés
jointifs (le calcul des propriétés équivalentes tient
compte de l'excentration des fibres neutres)
2. le cas de profilés
non jointifs (le calcul des propriétés équivalentes
correspond au doublement simple des caractéristiques Ar, Iyy, Izz,
Wel).
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