L'assistant de combinaison vous permet de considérer plusieurs états initiaux. RFEM et RSTAB vous permettent désormais de spécifier différents états initiaux dans la combinatoire (précontrainte, recherche de forme, déformation, etc.) pour les combinaisons ciblées.
Vous pouvez, par exemple, générer des états de charge à partir d'une analyse de recherche de forme avec des imperfections variables.
Dans le module complémentaire « Assemblages acier », vous pouvez considérer la précontrainte des boulons dans le calcul pour tous les composants. La précontrainte peut être facilement activée à l'aide d'une case à cocher dans les paramètres des boulons. Cela a des effets à la fois sur l'analyse contrainte-déformation et sur l'analyse de rigidité.
Les boulons précontraints sont des boulons spéciaux utilisés dans les structures en acier pour générer une force de serrage élevée entre les composants structuraux connectés. Cette force de serrage provoque un frottement entre les composants structurels, ce qui permet le transfert des forces.
Fonctionnalité Les boulons précontraints sont vissés avec un certain moment de rotation, générant ainsi une force de traction. Cette force de traction est transférée aux composants connectés et se traduit par une force de serrage élevée. La force de serrage empêche l’assemblage de se desserrer et assure une transmission fiable des forces.
Avantages
Capacité portante élevée : les boulons précontraints peuvent transférer des forces élevées.
Déformation faible : elles minimisent la déformation de l'assemblage.
Résistance à la fatigue : Ils sont résistants à la fatigue.
Simplicité d'assemblage : ils sont relativement faciles à assembler et à démonter.
Calcul et vérification Le calcul des boulons précontraints est effectué dans RFEM à l'aide du modèle d'analyse EF généré par le module complémentaire « Assemblages acier ». Il prend en compte la force de serrage, la friction entre les composants structuraux, la résistance au cisaillement des boulons et la capacité portante des composants structuraux. La vérification est effectuée selon la norme DIN EN 1993-1-8 (Eurocode 3) ou selon la norme américaine ANSI/AISC 360-16. Le modèle d'analyse créé, y compris les résultats, peut être enregistré et utilisé comme un modèle RFEM indépendant.
Pour déterminer la résistance au cisaillement des boulons, vous pouvez spécifier si la tige ou le filetage se trouve dans l'assemblage de cisaillement à l'aide du module complémentaire Assemblages acier.
Assemblages boulonnés en acier avec goussets sur la structure du auvent.
Téléchargez le modèle de calcul de structure et ouvrez-le dans le logiciel aux éléments finis RFEM 6 à l'aide du module complémentaire Assemblages acier.
Vous savez certainement que lorsque vous assemblez des composants chargés en traction avec des assemblages boulonnées, vous devez considérer la réduction de section causée par les trous de boulons dans la vérification à l'état limite ultime. Les logiciels de calcul de structure ont également une solution à ce problème. Dans le module complémentaire Vérification de l'aluminium, vous pouvez entrer une réduction locale de section de barre. Entrez la réduction de la section sous forme de valeur absolue ou en pourcentage de la surface totale à tous les emplacements pertinents.
Veuillez noter que lors de l'assemblage de composants chargés en traction avec des assemblages boulonnés, vous devez considérer la diminution de la section due aux trous de boulons dans le calcul à l'état limite ultime. Ne vous inquiétez pas, c'est facile. Dans le module complémentaire Vérification de l'acier, entrez une diminution locale de la section de barre - et le tour est joué. La diminution de la section peut être entrée en tant que valeur absolue ou en pourcentage de la surface totale à tous les points pertinents.
Une fois que vous avez activé le module complémentaire Recherche de forme dans les données de base, un effet de recherche de forme est assigné aux cas de charge de catégorie « Précontrainte » en association avec les charges de recherche de forme provenant de la barre, de la surface et du solide. Il s'agit d'un cas de charge de précontrainte. Cela se transforme en une analyse de recherche de forme pour l'ensemble du modèle avec tous les éléments de barre, de surface et de volume qui y sont définis. La mise en forme des barres et éléments de membrane pertinents au milieu du modèle global est obtenue à l'aide de charges de recherche de forme spéciales et de définitions de charges régulières. Ces charges de recherche de forme décrivent l'état de déformation ou de force attendu après la recherche de forme dans les éléments. Les charges régulières décrivent la charge externe sur l'ensemble du système.
Savez-vous exactement comment la recherche de forme est effectuée ? Tout d'abord, le processus de recherche de forme des cas de charge avec la catégorie de cas de charge « Précontrainte » déplace la géométrie de maillage initiale vers une position d'équilibre optimale au moyen de boucles de calcul itératives. Pour effectuer cette opération, le logiciel utilise la méthode URS (Updated Reference Strategy) du Professeur Bletzinger et du Professeur Ramm. Cette solution technologique se définit par l'équilibre de formes correspondant presque entièrement aux conditions limites de recherche de forme initialement déterminées suite au calcul (affaissement, force, précontrainte).
Outre la description pure associée à la formation de flèches ou d'efforts souhaités sur les éléments à former, la méthode URS repose aussi entièrement sur la considération d'efforts réguliers. Cette opération permet globalement de décrire le poids propre ou la pression pneumatique par des charges d'éléments correspondants.
Toutes ces options offrent la possibilité au noyau de calcul d'évaluer des formes anticlastiques ou synclastiques présentant un état d'équilibre des forces pour des géométries planes ou symétriques en rotation. Afin de pouvoir intégrer séparément ou conjointement ces deux types dans un seul environnement de manière réaliste, le calcul vous offre deux possibilités pour décrire les vecteurs d'effort de recherche de forme :
La méthode en tension - description des vecteurs d'effort de recherche de forme dans l'espace pour les géométries planes
La méthode de projection - description des vecteurs d'effort de recherche de forme basée sur un plan de projection avec ancrage de la position horizontale pour les géométries coniques
Dans le « cas de charge de précontrainte », le processus de recherche de forme vous fournit un modèle structurel avec les efforts actifs. Ce cas de charge affiche le déplacement de la position d'entrée initiale vers la géométrie déterminée par la forme dans les résultats de déformation. Dans les résultats basés sur les forces ou les contraintes (efforts internes de la barre et de la surface, contraintes volumiques, pressions de gaz, etc.), il clarifie l'état pour le maintien de la forme trouvée. Pour l'analyse de la géométrie de forme, le logiciel vous propose un tracé de contour plat avec sortie de la hauteur absolue et un tracé d'inclinaison pour visualiser la situation de la pente.
Il s'agit maintenant de poursuivre le calcul du modèle global. Pour ce faire, le programme transfère la géométrie trouvée, y compris les déformations par élément, à un état initial universellement applicable. Vous pouvez maintenant l'utiliser dans les cas de charge et les combinaisons de charge.
Le programme vous assiste : Il détermine les efforts sur les boulons à partir du modèle EF et les évalue automatiquement. Le module complémentaire permet d'effectuer des vérifications de la résistance des boulons pour des cas de rupture tels que la traction, le cisaillement, l'appui de trou et le poinçonnement selon la norme et affiche clairement tous les coefficients requis.
Souhaitez-vous effectuer un calcul de soudure ? Les soudures sont modélisées comme des éléments de surface élastiques-plastiques et leurs contraintes sont lues à partir du modèle de calcul aux éléments finis. Le critère de plasticité est défini pour représenter la rupture selon l'AISC J2-4, J2-5 (résistance des soudures) et J2-2 (résistance du métal de base). La vérification peut être effectuée avec les coefficients partiels de sécurité de l’Annexe Nationale sélectionnée de l’EN 1993-1-8.
Les plaques de l'assemblage sont calculées de manière plastique en comparant la déformation plastique existante avec la déformation plastique admissible. Le paramètre par défaut est 5 % selon l'Annexe C de l'EN 1993-1-5, mais peut être ajusté par des spécifications définies par l'utilisateur et 5 % pour l'AISC 360.
Considération automatique des masses du poids propre
Importation directe des masses des cas de charge ou combinaisons de charge
Définition facultative de masses supplémentaires (masses nodales, linéaires, surfaciques et d'inertie) directement dans les cas de charge
Non-considération facultative des masses (par exemple, masse des fondations)
Combinaison de masses dans différents cas de charge et combinaisons de charge
Coefficients de combinaison prédéfinis pour différentes normes (EC 8, SIA 261, ASCE 7, ...)
Importation facultative des états initiaux (par exemple, pour considérer la précontrainte et l'imperfection)
Modification de la structure
Considération des appuis ou barres/surfaces/solides défaillants
Définition de plusieurs analyses modales (par exemple pour analyser différentes masses ou modifications de rigidité)
Sélection du type de matrice de masse (matrice diagonale, matrice constante, matrice unitaire), y compris la définition par l'utilisateur des degrés de liberté de translation et de rotation
Méthodes pour la détermination du nombre de modes propres (défini par l'utilisateur, automatique - pour atteindre les facteurs de masse modale effectifs, automatique - pour atteindre la fréquence propre maximale - disponible uniquement dans RSTAB)
Détermination des modes propres et des masses aux nœuds et points de maillage EF
Sortie de la valeur propre, de la fréquence angulaire, de la fréquence propre et de la période propre
Sortie des masses modales, des masses modales effectives, des facteurs de masse modale et des facteurs de participation
Sortie tabulaire et graphique des masses en points de maillage
Affichage et animation des modes propres
Différentes options d'échelle pour les modes propres
Documentation des résultats numériques et graphiques dans le rapport d'impression
Assemblage poteau-poutre : assemblage possible entre la poutre et la semelle du poteau ou entre le poteau et la semelle de poutre
Assemblage poutre-poutre : calcul d'assemblages par platines d'about résistants aux moments et d'assemblages rigides avec éclisse possible
Export automatique du modèle et des données de charge à partir de RFEM/RSTAB
Boulons M12 à M36 avec les classes de résistance 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8 et 10.9 si ces classes de résistance sont disponibles dans l'Annexe Nationale sélectionnée
Vastes possibilités de définition des distances entre les boulons et entre les bords (contrôle des distances autorisées)
Contreventement des poutres avec des jarrets ou des raidisseurs sur la face supérieure ou inférieure
Assemblage par platine d'about avec ou sans dépassement
Assemblage avec résistance à la flexion pure, à l'effort normal pur (assemblage en traction) ou à l'effort normal et la flexion combinés possible
Calcul des rigidités d'assemblage et vérification de la possibilité d'un assemblage articulé, élastique ou rigide
Assemblage par platine d'about dans une configuration poutre-poutre
Les poutres ou poteaux connectés peuvent être contreventés d'un côté par des jarrets ou des deux côtés par des raidisseurs
Large choix de raidisseurs pour l'assemblage (complets ou incomplets, par exemple)
Jusqu'à dix boulons horizontaux et quatre boulons verticaux
Possibilité de connecter des sections en I constantes ou à inertie variable
Vérification :
ELU de la poutre connectée (résistance à l'effort tranchant et en traction de l'âme, par ex.)
ELU de la platine d'about de la poutre (tronçon en T en traction, par ex.)
ELU des cordons de soudure des platines
ELU du poteau dans la zone de l'assemblage (semelle de poteau et tronçon en T en flexion, par exemple)
Toutes les vérifications sont effectuées selon l'EN 1993-1-8 et l'EN 1993-1-1
Joint de platine d'about résistant aux moments
Deux ou quatre rangées de boulons verticales et jusqu'à dix rangées horizontales
Les poutres connectées peuvent être rigidifiées d'un côté par des jarrets ou des deux côtés par des raidisseurs
Des sections en I constantes ou à inertie variable peuvent être connectées
Vérification :
ELU des poutres connectées (résistance au cisaillement ou en traction des plaques de l'âme, par exemple)
ELU des platines d'about de la poutre (tronçons en T en traction, par ex.)
ELU des cordons de soudure des platines d'about
ELU des boulons sur la platine d'about (traction et cisaillement combinés)
Assemblage poutre-poutre par éclisse
Jusqu'à dix rangées de boulons possibles pour les assemblages par plats de semelles
Jusqu'à dix rangées de boulon dans la direction verticale et horizontale pour les assemblages par doublure d'âme
Le matériau de la cornière peut être différent de celui des poutres
Vérification :
ELU des poutres connectées (section nette dans l'aire en traction, par ex.)
ELU des tasseaux (section nette en traction, par ex.)
ELU de chaque boulon ou des différents groupes de boulons (vérification de la résistance au cisaillement d'un boulon par ex.)
La recherche de forme permet d'obtenir une nouvelle forme avec les efforts internes correspondants. Les résultats habituels (déformations, efforts, les contraintes, etc.) peuvent être affichés dans le cas de RF-FORM-FINDING.
Cette forme précontrainte est disponible à l'état initial pour tous les autres cas de charge et combinaisons de charges dans le calcul de structure.
Pour faciliter la définition des cas de charge, vous pouvez utiliser la transformation NURBS (calcul des paramètres/recherche de forme). Cette fonction génère les surfaces et câbles d'origine dans la position trouvée après la recherche de forme.
Les charges libres peuvent être situées sur des parties sélectionnées de la structure à l'aide des points de grille des surfaces ou des nœuds de définition des surfaces NURBS.
La fonction de recherche de forme est activée dans l'onglet Options de la boîte de dialogue Données de base. Les précontraintes (ou les exigences géométriques pour les barres) peuvent être définies dans les paramètres des surfaces et des barres. La recherche de forme est effectuée à l'aide du calcul du cas de RF-FORM-FINDING.
Étapes :
Création d'un modèle dans RFEM (surfaces, poutres, câbles, supports, définition du matériau, etc.)
Définition de la précontrainte requise pour les membranes et de l'effort ou de la longueur/flèche des barres (câbles, par exemple)
Considération facultative d'autres charges pour le processus de recherche de forme dans des cas de charge spéciaux (poids propre, compression, poids des nœuds acier, etc.)
Définition des charges et des combinaisons de charges pour des calculs de structure ultérieurs
Le programme effectue une recherche de forme sur le modèle global au démarrage du calcul. Le calcul prend en compte l'interaction entre les éléments de la recherche de forme (membranes, câbles, etc.) et la structure porteuse.
Le processus de recherche de forme est effectué de manière itérative comme une analyse non linéaire spéciale, inspirée de la méthode URS (Updated Reference Strategy) du Professeur Bletzinger et du Professeur Ramm. On obtient ainsi des formes en équilibre en considérant la précontrainte définie.
Cette option vous permet en outre de considérer les charges individuelles telles que le poids propre ou la pression interne pour les modèles pneumatiques dans la recherche de forme. Les précontraintes des surfaces (des membranes, par exemple) peuvent être définies de deux manières :
Méthode standard : définition de la précontrainte requise dans une surface
Méthode de projection : définition de la précontrainte requise dans une projection de surface, stabilisation notamment pour les formes coniques
Le module additionnel RF-/FRAME-JOINT Pro permet de vérifier les assemblages de structures calculées dans RFEM/RSTAB. S’il n’y a pas de structure RFEM/RSTAB, vous pouvez définir la géométrie et le chargement manuellement. lors de la vérification de calculs externes, par exemple.
Les nœuds à vérifier sont en général importés à partir de RFEM/RSTAB. Toutes les barres connectées sont reconnues automatiquement et un type de connexion leur est attribué. Puis, en fonction du type de connexion, vous définissez d’autres détails pour les nervures, les plaques de fixation, les platines d’âme, les boulons, les soudures et les espacements des trous. Les charges sont insérées par la sélection des cas de charge, des combinaisons de charges et de résultats dans RFEM/RSTAB.
Si vous travaillez dans le mode de « calcul préliminaire », le module RF-/FRAME-JOINT Pro effectue la première étape de calcul puis vous propose les disposition d'assemblages applicables. Une fois la disposition appropriée sélectionnée, le module affiche toutes les vérifications dans des tableaux de résultats détaillés et des graphiques différents.
Les résultats sont affichés dans les tableaux de résultats triés par vérification requise. La présentation claire des résultats permet une orientation et une évaluation faciles.
Vérification à l'ELU :
Résistance à la flexion et au cisaillement avec interaction
Assemblage partiel de cisaillement des organes d'assemblage ductiles et non ductiles
Détermination de connecteurs de cisaillement nécessaires et leur distribution
Vérification de la résistance aux forces de cisaillement longitudinal
Vérification de la connexion avec les connecteurs de cisaillement et du périmètre des connecteurs
Résultats des réactions d'appui déterminantes pour la phase de construction et mixte, y compris les charges des appuis de construction
Analyse du déversement (pour les poutres continues et les poutres en porte-à-faux)
Vérification des classes de section et des propriétés plastiques et élastiques des sections
Vérification à l'ELS :
Analyse des flèches
Déformations et précontrainte initiales déterminées avec les propriétés de section idéales du fluage et du retrait
Analyses modales
Analyse de l'ouverture des fissures
Détermination des efforts d'appui
Toutes les données sont documentées dans un rapport d'impression clair, y compris les graphiques. En cas de modification, le rapport d'impression est mis à jour automatiquement. En outre, le programme autonome VERBUND-TR ne nécessite aucune licence RSTAB.
Vérification des articulations en T, des assemblages en croix et des assemblages de poteaux continus avec des profilés en I
Importation de la géométrie et des données de charge de RFEM/RSTAB ou définition manuelle de l'assemblage (par exemple pour le recalcul sans modèle RFEM/RSTAB existant)
Assemblages affleurants ou assemblages avec rangée de boulons
Vérification des moments d'assemblage de portique positifs et négatifs
Diverses inclinaisons de poutres horizontales droite et gauche ainsi qu'une application aux charpentes de toitures à un ou deux versants
Considération de semelles supplémentaires dans une poutre horizontale, par exemple pour les sections à inertie variable
Joints en T ou en croix symétriques et asymétriques
Assemblage bilatéral avec des hauteurs de section différentes à droite et à gauche
Calcul préliminaire automatique de la disposition des boulons et des rigidité requises
Mode de calcul optionnel avec possibilité de spécifier tous les espacements entre les boulons, les soudures et les épaisseurs des tôles
Vérification de la vis avec les dimensions ajustables des clés utilisées
Classification des assemblages par rigidité et calcul des raideurs de ressort des assemblages considérés dans la détermination des efforts internes
Vérification de 45 vérifications au maximum (composants) de l'assemblage
Détermination automatique des efforts internes déterminants pour chaque vérification
Graphiques d'assemblage contrôlables en mode rendu avec spécifications du matériau, épaisseur de tôle, soudures, espacement des boulons et toutes les dimensions pour la construction
Paramètres intégrés et extensibles des Annexes Nationales selon la norme EN 1993-1-8
Conversion automatique des efforts internes du calcul de structure dans les sections correspondantes, également pour les assemblages de barres excentriques
Détermination automatique de la rigidité initiale Sj,ini de l'assemblage
Contrôle détaillé de plausibilité de toutes les dimensions, y compris les spécifications des limites d'entrée (par exemple, pour les distances de contour et l'espacement des trous)
Application facultative des forces de compression à un poteau via le contact
Mise à jour de la hauteur de section des poutres horizontales dans le cas d'assemblages à inertie variable après optimisation de la géométrie des assemblages dans RF-/FRAME-JOINT Pro
Vous devez d'abord sélectionner un cas de charge ou une combinaison de charges dont les efforts normaux doivent être utilisés dans l'analyse de stabilité. Vous avez la possibilité de définir un autre cas de charge pour, par exemple, considérer une précontrainte initiale.
Vous pouvez ensuite sélectionner l'analyse linéaire ou non linéaire à effectuer. Selon le cas d'application, vous pouvez utiliser une méthode de calcul directe, par exemple selon la méthode de Lanczos ou la méthode d'itération ICG. Les barres qui ne sont pas intégrées aux surfaces sont généralement affichées sous forme d'éléments de barre avec deux nœuds EF. Il est impossible de déterminer le flambement local d'une barre isolée avec ces éléments. Cependant, il est possible de laisser diviser automatiquement les barres.
Si vous soumettez un cas de charge ou une combinaison de charges au logiciel, le calcul de stabilité est activé. Vous avez la possibilité de définir un autre cas de charge afin de considérer la précontrainte initiale, par exemple.
Vous devez spécifier si une analyse linéaire ou non linéaire doit être effectuée. Selon le cas d'application, vous pouvez utiliser une méthode de calcul directe telle la méthode de Lanczos, ou sélectionner la méthode d'itération ICG. Les barres qui ne sont pas intégrées aux surfaces sont généralement affichées sous forme d'éléments de barre avec deux nœuds EF. Le logiciel ne peut pas capturer le flambement local de la barre individuelle avec de tels éléments. Pour cette raison, vous avez la possibilité de diviser automatiquement les barres.
Tous les types d'assemblage sont considérés comme ayant une articulation de moment dans la semelle du poteau, ou, dans le cas d'un poteau articulé, dans l'âme de poteau. Ainsi, pour les assemblages avec cornière-tasseau et à l'aide de la plaque de connexion, un moment excentrique agissant en plus sur le groupe de boulons dans la semelle de la poutre est déterminé.
Les moments excentriques peuvent résulter des positions des cornières et des tôles. Dans le cas d'un assemblage avec éclisse, les efforts sont transférés séparément. Les efforts tranchants agissent sur la cornière-tasseau ; les efforts de traction et le moment stabilisation sont assignés aux boulons. Avant le calcul, la plausibilité géométrique de l'assemblage est vérifiée; par exemple, l'espacement des trous de boulons et la distance de rive des boulons.
Il existe différentes options disponibles pour la modélisation des poutres. Un type de toiture détermine l'emplacement exact d'une panne pour la génération du vent et de la neige.
Deux types de poutres sont disponibles : les poutres continues et les pannes. Si vous sélectionnez la poutre continue, vous pouvez définir plusieurs conditions d'articulation de la poutre. Si vous sélectionnez la panne, il n'est pas possible de modifier les conditions d'articulation. Dans ce cas, le calcul considère une double section dans la zone de couplage. De plus, plusieurs éléments de couplage sont disponibles dans les paramètres de panne :
Onglets (pré-percés/non pré-percés)
Anneau et plaque d'assemblages et boulons
Assemblage vissé avec système de fixation WT de SFS intec
Spécification définie par l'utilisateur à l'aide de la résistance caractéristique
La catégorie de bois appropriée peut être sélectionnée dans la bibliothèque de matériaux. Toutes les classes de matériau pour le lamellé-collé, le bois feuillu et le bois résineux spécifiées dans l'EC 5 sont disponibles. De plus, vous avez la possibilité de générer une classe de résistance avec des propriétés de matériau définies par l'utilisateur et ainsi étendre la bibliothèque.Une bibliothèque de matériaux complète et extensible peut également être utilisée pour la saisie des charges permanentes (par exemple, la structure de la toiture).
Les générateurs intégrés dans RX-TIMBER Purlin permettent de générer facilement des cas de charge de vent et de neige. Cliquez sur les boutons d'information pour afficher la carte des zones de vent et de neige du pays concerné. La zone correspondante peut être sélectionnée avec un double-clic. Les cas de charge peuvent être contrôlés graphiquement.
Cependant, vous pouvez également entrer les spécifications de charge manuellement. Selon les charges générées, le programme crée automatiquement des combinaisons pour les états limites ultimes et de service ainsi que pour la vérification de la résistance au feu en arrière-plan.
La section peut être modélisée librement à l’aide des surfaces limitées par des lignes polygonales comprenant les ouvertures et les zones de points (pour les barres d’armatures). Vous pouvez également utiliser l’interface DXF pour importer la géométrie. Une bibliothèque exhaustive de matériaux facilite la modélisation des sections composites.
La définition des diamètres limites et les priorités permet de considérer la réduction des armatures. De plus, les enrobages et les précontraintes peuvent aussi être prises en compte.