2 Objets d’analyse puissants dans Advance Design pour l’analyse FEM

La représentation de la fonction réelle de l’objet constitue le plus grand défi dans la conception des structures de bâtiment à l’aide d’un logiciel de méthode des éléments finis (FEM).

La tâche du concepteur est plus difficile car il doit choisir le maillage de l’analyse par éléments finis (AEF) de manière à ne pas sous-estimer ou surestimer les résultats. Les pics aux points critiques de la structure sont également dangereux (par exemple, au-dessus des supports dans les superstructures poteaux-dalles).

Un autre défi consiste à cartographier les connexions aux intersections des composants, ainsi qu’à déterminer l’élasticité appropriée d’une telle connexion. Cette question est souvent sous-estimée ; cependant, dans certains cas, elle peut entraîner des perturbations dans les forces transversales.

Dans cet article, je montre comment de tels problèmes peuvent être résolus à l’aide du logiciel GRAITEC Advance Design. En fait, c’est très facile avec cette solution d’analyse structurelle par éléments finis dédiée aux ingénieurs structurels travaillant dans un environnement BIM.

1. Création d’un lien au niveau du nœud

Imaginons une situation où nous avons une structure simple composée de plusieurs poutres primaires et secondaires. Il s’agit d’éléments continus.

Dans les logiciels d’analyse par éléments finis, nous ne pouvons spécifier la libération des éléments linéaires qu’à leurs extrémités.

Comment pouvons-nous alors rendre compte de l’appui articulé sur la poutre primaire centrale ? Comment représenter le fonctionnement réel de la structure, où la poutre secondaire ne transmet pas de moment de flexion à la torsion de la poutre primaire ?

L’utilisateur pourrait diviser les poutres secondaires en deux éléments et ajouter des déclencheurs à leurs extrémités. Cependant, ce n’est pas une bonne approche, car le schéma statique sera modifié. Les poutres fonctionneront alors comme des poutres à travée unique.

Nous souhaitons que les poutres fonctionnent comme des poutres continues à deux travées.

Advance Design dispose d’une fonction dédiée à ce type de cas : Create a link at node.

Une fois la fonction sélectionnée, l’utilisateur doit indiquer où le lien de nœud sera créé. Il peut le faire en saisissant un point ou en sélectionnant des éléments primaires et secondaires.

Après avoir saisi le lien du nœud, l’utilisateur voit un « point » à l’intersection des éléments et doit ensuite établir des relations avec lui.

Une charge asymétrique est incluse dans la structure présentée pour mieux illustrer le problème.

Le « moment de flexion » sur les poutres secondaires se présente maintenant comme suit :

Lorsque le lien de nœud a été imposé, le graphique est « lisse ». S’il ne l’est pas, il y a une déviation du moment de flexion.

Les liens de nœuds sont également souvent utilisés dans les fermes de toit.

 

2. Colonne – Structure de la dalle

Les logiciels FEM pour le génie civil sont caractérisés par le fait que les éléments n’ont pas de dimension. Nous imaginons la section transversale d’un élément linéaire comme suit :

En revanche, dans l’AEF, ces éléments sont traités comme une seule ligne (« broche »). Ils n’ont donc pas de dimension.

Si un tel élément linéaire est connecté à un élément plan, cela ne se produira qu’à un nœud et non par rapport à l’ensemble de la dimension de la colonne.

Il en résultera une concentration des forces à un nœud et l’apparition d’un pic caractéristique à ce nœud.

Advance Design propose une solution à ce problème. Il s’agit de la fonction DOF – Constrainte, qui permet de cartographier les dimensions de la colonne et d’éliminer le pic.

Une fois cette fonction sélectionnée, l’utilisateur doit indiquer le nœud primaire (la connexion entre le poteau et la dalle), ainsi que les nœuds secondaires (le contour de la dimension du poteau). Il est conseillé d’utiliser la sous-couche DXF à ce stade.

Le nœud primaire est marqué en rouge et le nœud secondaire en vert.

Advance Design a franchi une étape supplémentaire. Vous pouvez désormais créer ces connexions automatiquement !

Il vous suffit d’aller dans les options du logiciel et de sélectionner le paramètre indiqué ci-dessous.

DOF – La contrainte se formera automatiquement après le calcul.

N’oubliez pas que la connexion maître-esclave a ses limites et qu’elle peut également être utilisée à d’autres fins.

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