Descente de charges détaillée par cas de charge
Les descentes de charges ne sont détaillées que si des cas de charge ont été créés.
Les cas de charges sont définis par l’utilisateur: http://www.icab.fr/doc/icabforce/hidd_page_loadc.htm
ou bien générés automatiquement par les module de chargement climatique.
Alors les combinaisons peuvent être générées par la commande du menu « Calcul -> combinaison » http://www.icab.fr/doc/icabforce/hid_view_combi.htm
ou bien créées une par une avec la commande du menu « Calcul->Option de calcul » http://www.icab.fr/doc/icabforce/hid_view_optrun.htm
« Déversement » des tubes selon le critère D_cm66
Déversement des tubes selon le critère D_cm66
Il est possible de noter des différences entre les critères F_cm66 et D_cm66, y compris pour des tubes circulaires qui ne sont pas susceptibles de déverser.
En fait le coefficient de déversement kD peut être égal à 1 pour les tubes circulaires, mais les coefficients de flambement sont employés par le logiciel ICAB sont différents entre F_cm66 et D_cm66
Le calcul est établi pour F_cm66 avec k1 selon la règle CM66 3,412; k1 n’est pas linéaire en fonction de l’effort de compression. Pour le critère D_cm66, le coefficient de flambement est k selon la règle CM66 3,411.
Lorsque le critère de ruine F_cm66 est inférieur à 1, alors k1<k, c’est à dire pour Mu << 1.3 Dans ce cas, F_cm66<D_cm66
NB: il est également possible d’obtenir un critère F_cm66 très supérieur à 1 Un grand coefficient indique simplement que le calcul diverge (coef Mu >= 1.3) et dans ce cas k1>>k. Quand Mu est voisin ou supérieur à 1.3, le logiciel ICAB plafonne la valeur k1=1000 pour éviter une divergence numérique.
NB: Tant que le critère de ruine est inférieur à 1, nous avons k1 < k, c’est à dire F_cm66 < D_cm66. Quand la poutre atteint exactement son flambement, alors k=k1
Le détail des calculs est disponible sur: http://www.icab.fr/doc/icab_criteres_de_ruine_v5.pdf
L’élongation n’est pas proportionnelle à l’effort N
Élongation dL non proportionnelle à l’effort axial N Dans une poutre ou une barre élastique, l’effort axial de compression ou traction N est en général proportionnel à l’élongation de la barre dL, c’est-à-dire l’éloignement ou le rapprochement relatif des noeuds aux extrémités:
dL = N.L/(E.A)
avec
L: longueur de la barre
E: module élastique d'Young
A: aire de la section
SAUF dans les cas suivants:
dilatation thermique
Sous l’effet d’un échauffement dT, la barre libre à une extrémité s’allonge dL= a.L.dT (a coefficient de dilatation thermique) avec un effort axial nul N=0 en fin de calcul. Si la barre est bridée à ses deux extrémités, l’élongation est nulle dL=0 et l’effort de compression est N= -E.a.dT
précontrainte Nx
La propriété Nx des caractéristiques de la poutre (BEAM_LINEAR) ou de la barre élastique (ROD) permet d’introduire une précontrainte. Cet effort correspond à l’effort axial de la barre bridée à ses extrémités, c’est-à-dire à élongation nulle. Une effort Nx>0 correspond à la tension initiale, par exemple pour un câble en traction. Si la barre est libre à une extrémité, l’effort axial sera nul N=0 et l’élongation sera dL=-Nx.L/(E.A)
effet de seuil avec paramètres NCM ou NTM des propriétés de la poutre ou barre élastique
La valeur NCM (Effort de Compression Maximum) permet de donner un seuil de compression, par exemple effort de compression au flambement d’une poutre, au-delà duquel l’effort axial N de la barre n’augmente plus en compression, c’est à dire -|NCM| < N, sans limitation sur l’élongation négative dL quand N=-|NCM|.
La valeur NTM (Effort de Traction Maximum) permet de donner un seuil de traction, par exemple pour modéliser une butée, au-delà duquel l’effort axial N de la barre n’augmente plus en traction, c’est à dire N<|NTM|, sans limitation sur l’élongation dL positive quand N=|NTM|.
Ces effets de comportements non linéaires ne sont activés que si NCM ou NTM ont une valeur non nulle.
Comment modéliser des poutres de section variable?
Vous souhaitez modéliser une poutre de section variable entre les noeuds N1 et N2.
1. Allez dans la boîte de dialogue « Données/DAO->Matériaux, propriétés », onglet « propriétés » http://www.icab.fr/doc/icabforce/hidd_page_matp.htm et créez deux sections droites BEAM_LINEAR (S1) et (S2), par exemple en utilisant le calcul de section
2. Dans l’onglet « propriétés », choisissez la propriété BEAM_TAPERED, section variable, puis dans la liste du projet en cours, la propriété S1 (répondez OUI pour la section de départ), puis S2 (répondez NON pour la section de fin) http://www.icab.fr/doc/icabforce/hidd_page_matp.htm#BEAM_TAPERED
3. Ensuite définissez l’élément entre les noeuds N1 et N2. Si vous souhaitez placer des points intermédiaires entre N1 et N2, placez ces points ou définissez des poutres qui croisent l’élément entre N1 et N2; ensuite utilisez la commande fusion-soudure http://www.icab.fr/doc/icabforce/hid_view_proppartf.htm
Comment créer une charge linéique sur poutre avec effet de torsion?
Il suffit d’excentrer la fibre neutre de la poutre correspondant au décalage de la charge par rapport aux appuis.
Le décalage est peut être modélisé de deux façons:
A. modélisation des poutres dans deux plans différents et jonctions par des éléments de type « barre rigide »
B. 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: dans ce cas, il sera judicieux de créer une propriété de poutre avec excentration utilisée uniquement par les éléments qui reçoivent la charge linéique.
Comment modéliser un cable?
Un câble peut être modélisé par un élément de type ROD Barre élastique http://www.icab.fr/doc/icabforce/hid_view_elem.htm dont les propriétés sont soit de type ROD soit de type BEAM_LINEAR (poutre) http://www.icab.fr/doc/icabforce/hidd_page_matp.htm.
Pour rendre compte du comportement non-linéaire du câble en compression, utiliser le paramètre: NCM effort de compression maximum défini dans les propriétés de la barre.
NB1: lorsque le paramètre NCM=0, le seuil n’est pas pris en compte. Il faut indiquer une valeur non nulle, par exemple 0.1 pour déclencher l’algorithme de résolution non linéaire.
NB2: Il est possible d’introduire une tension initiale avec le paramètre NX tension initiale des propriétés. La tension initiale correspond à la tension qui serait présente dans le câble sans déplacement de ses extrémités. Dans la mesure où le câble est placé dans une structure souple, ses extrémités peuvent se rapprocher et dans ce cas, la tension effective calculée dans le cas de charge « G poids propre » est en général plus faible que la valeur NX introduite.
Cette approche peut être utilisée également pour modéliser une croix de stabilité de Saint-André par deux cornières.
Vérification du résidu Quand un seuil de compression est atteint, le calcul de la solution est approché par des itérations multiples et la solution approchée est jugée satisfaisante quand le résidu (différence entre les actions et les réactions) est petit. Un message apparaît quand le résidu est supérieur à 1E-6. http://www.icab.fr/doc/icabforce/hid_view_run.htm Toutefois, le calcul peut être considéré comme satisfaisant quand le résidu reste inférieur 1E-3=0.001 Il est général possible de réduire le résidu en augmentant le nombre d’itérations de calcul. Si une convergence satisfaisante n’est pas atteinte, le modèle n’est pas stable; par exemple, parce que tous les câbles sont en compression.
Réglage de tension des haubans Pour éviter des jeux dans une structure haubanée, il est nécessaire que les câbles restent toujours tendus. L’effort de tension initiale est indiqué dans le paramètre Nx des caractéristiques de la poutre (BEAM_LIEAR) ou barre élastique (ROD). Méthode de modélisation: pour régler ces valeurs de précontraintes Nx dans un modèle, le plus simple est de ne pas limiter l’effort de compression NCM mais d’augmenter progressivement les tensions Nx jusqu’à ce que les efforts axiaux N dans les câbles restent positifs sur l’ensemble des combinaisons en limite de service (ELS et ELU). Dans les modèles intermédiaires, les valeurs négatives constatées dans les efforts axiaux N seront utilisées pour augmenter les tensions initiales Nx des câbles.
modéliser une double-cornière
Comment modéliser une double-cornière pour diagonale ou montant de treillis ?
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).
Comment calculer une poutre courbe ?
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 permet de saisir rapidement les coordonnées.
Comment appliquer une charge répartie sur plancher ?
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.
Comment articuler une poutre à ses extrémités ?
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.
Décalage de la fibre neutre d’une poutre
Décalage de la fibre neutre d’une poutre
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.
