CYPE 3D est un logiciel agile et efficace conçu pour le calcul de structures tridimensionnelles de barres en béton, en acier, mixtes en béton et en acier, en aluminium, en bois ou de tout autre matériau ; et de plaques (éléments plans bidimensionnels d'épaisseur constante dont le périmètre est défini par un polygone). Il comprend le dimensionnement des assemblages (assemblages soudés et boulonnés de profilés en acier laminé et reconstitué soudé en I et de profilés creux) et celui de leurs fondations avec plaques d'ancrage, semelles superficielles et sur pieux.
Cette page détaille la définition des barres comme éléments structuraux génériques.
Pour plus d'informations sur les autres fonctionnalités de CYPE 3D, consultez la page CYPE 3D.
Typologies structurales de barres dans CYPE 3D
CYPE 3D permet d’introduire des barres en béton, en acier, mixtes en béton et en acier, en aluminium, en bois ou de tout autre matériau.
Le logiciel dimensionne la section pour atteindre son optimisation maximale pour les barres en acier, en aluminium, en bois et en béton (si leur typologie structurale est définie comme un poteau ou une poutre).
Il est possible de définir des barres mixtes en béton et en acier si leur typologie structurale est de type ‘Poteau’ et, bien qu’elles ne soient pas automatiquement dimensionnées, elles sont vérifiées par le logiciel avec les caractéristiques indiquées par l’utilisateur.
L’introduction des concepts de poteau et de poutre dans CYPE 3D implique la caractérisation des barres du modèle comme appartenant à une typologie d’élément structural. À partir de la version 2016.a de CYPE 3D, les éléments sont attribués à l’un des quatre types d’éléments structuraux suivants : Élément structural de type ‘Générique’, Élément structural de type ‘Tirant’, Élément structural de type ‘Poteau’, Élément structural de type ‘Poutre’.
Cette page détaille la définition des barres comme éléments structuraux génériques. Plus d’informations sur les caractéristiques des barres définies comme éléments structuraux d'autres types sont disponibles sur les liens suivants : Élément structural de type ‘Tirant’, Élément structural de type ‘Poteau’ ou Élément structural de type ‘Poutre’.
Élément structural de type ‘Générique’
Les pièces définies de cette manière n'ont pas de rôle structural connu du logiciel. Le matériau qui peut leur être attribué est le suivant :
- Acier (laminé, reconstitué soudé ou formé à froid)
- Aluminium
- Bois
- Béton armé
- Tout autre matériau défini par l’utilisateur
Le logiciel dimensionne automatiquement les éléments génériques si le matériau attribué est l'acier, l'aluminium ou le bois.
Si le matériau attribué est le béton armé ou un matériau générique défini par l’utilisateur, le logiciel calcule les efforts auxquels ces barres sont soumises, et affiche les résultats par hypothèses simples, par combinaisons et par enveloppes ; mais leurs sections transversales ne sont pas vérifiées ni dimensionnées. Pour vérifier et concevoir des barres avec des sections en béton armé dans CYPE 3D, il faut les définir comme des éléments structuraux de type ‘Poteau’ ou ‘Poutre’.
Barres en acier
Les barres en acier englobent des profilés en acier laminé, armé et préformé qui sont gérés depuis la vaste base de données comprenant des profilés de types très divers et provenant des principaux fabricants et catalogues. Il est possible de créer des profilés composés à partir de profilés simples en utilisant des assemblages soudés, des plates bandes, des barrettes de liaison, etc. Il est également possible de définir des jarrets aux extrémités, des profilés d'épaisseur variable, des poutres Boyd non mixtes avec alvéoles hexagonales, octogonales ou circulaires ainsi que des profilés en acier avec dalle en béton. Le logiciel réalise le contrôle de résistance au feu et le dimensionnement du revêtement de protection des profilés en acier.
Barres en aluminium
Le module Profilés aluminium et sections génériques de CYPE 3D et des Structures 3D intégrées de CYPECAD permet de calculer et de dimensionner des barres en aluminium extrudé avec les alliages et les états de dureté indiqués dans la section Alliages et états de dureté, et les géométries indiquées dans Profilés en aluminium, selon l'Eurocode 9 EN 1999-1-1.
Types de profilés en aluminium
Dans la boîte de dialogue ‘Décrire’ (menu Barre > Décrire) se trouve le bouton Profilés en aluminium extrudé, qui permet de définir une barre comme profilé en aluminium de la bibliothèque inclus dans le logiciel ou de le définir géométriquement.
La bibliothèque contient une série de profilés normalisés que l'utilisateur peut configurer et élargir. Les profilés de la bibliothèque, tout comme ceux définis par l'utilisateur peuvent être :
- Double T
- C simple
- Plare bande
- T simple
- Cornière à deux côtés égaux
- Cornière à côté inégaux
- Tube rectangulaire
- Tube circulaire
- Rond plein
- Carré plein
Un éditeur de sections pour les profilés en aluminium extrudé a été implémenté dans la version 2011.a, qui vise à faciliter la conception et les vérifications de profilés en alliage d'aluminium avec des sections transversales singulières.
La version 2012.a a également apporté des améliorations liées au calcul automatique de la susceptibilité au déversement par compression locale et au calcul des sections spéciales en aluminium.
Plus d'informations disponibles sur la page consacrée aux sections spéciales de profilés en aluminium extrudé.
Alliages et états de dureté
Dans la boîte de dialogue Décrire matériau (menu Barre > Décrire matériau), l'alliage d'aluminium extrudé peut être sélectionné pour les profilés en aluminium que l'utilisateur sélectionne dans l'ouvrage, ainsi que leur état de dureté. Les alliages disponibles avec leurs états de dureté correspondants sont :
| Alliages d’aluminium | États de dureté |
| EN AW-5083 | F, H111 et H112 |
| EN AW-6060 | T5, T6, T64 et T66 |
| EN AW-6061 | T4 et T6 |
| EN AW-6063 | T5, T6 et T66 |
| EN AW-6005A | T6 |
| EN AW-6106 | T6 |
| EN AW-6082 | T4, T5 et T6 |
| EN AW-7020 | T6 |
Récapitulatifs des vérifications E.L.U. d’une barre en aluminium
CYPE 3D génère des récapitulatifs détaillés des vérifications des états limites ultimes des barres en aluminium avec la plupart des normes implémentées dans le logiciel.
Plus d’informations sur les récapitulatifs des vérifications E.L.U générés par les logiciels CYPE sont disponibles sur la page Récapitulatifs détaillés des vérifications des états limites ultimes. Dans la section Récapitulatif des vérifications E.L.U. d’une barre en aluminium. CYPE 3D se trouve un exemple de récapitulatif de vérification des états limites ultimes d'une barre en aluminium.
Barres en bois
Avec le module Profilés bois, CYPE 3D réalise le dimensionnement des profilés en bois composés de bois de sciage (provenant de conifères et peupliers noirs ou bien d'espèces touffues) et du bois laminé-collé homogène ou combiné. Il est possible de définir des profilés rectangulaires de section constante ou variable ainsi que des profilés circulaires. Le logiciel contient une bibliothèque de profilés en bois pouvant être configurée et élargie par l'utilisateur. Il dimensionne également les sections en bois contre l'action du feu afin qu'elles soient conformes à la norme sélectionnée (CTE DB SE-M -Espagne-, NBR 7190 ou Eurocode 5) si l'utilisateur active le contrôle de la résistance au feu des profilés en bois.
Barres en béton (définies comme éléments structuraux génériques)
Il est possible d'introduire des barres rectangulaires et circulaires en béton d'épaisseur constante, et des barres rectangulaires en béton d'épaisseur variable. Le logiciel calcule les efforts auxquels sont soumises ces barres et affiche les résultats par hypothèses simples, par combinaisons ou par enveloppes. La vérification de la résistance des barres en béton n'est pas réalisée, c'est-à-dire que les sections de ces barres ne sont ni vérifiées ni dimensionnées. Pour dimensionner des poteaux et des poutres en béton, il faut décrire la barre comme un élément structural de type ‘Poteau’ ou ‘Poutre’.
Barres d'autres matériaux
CYPE 3D permet de définir des barres génériques de n'importe quel matériau. Le logiciel calcule les efforts auxquels sont soumises ces barres et affiche les résultats par hypothèses simples. La vérification de la résistance des barres génériques n'est pas réalisée, c'est-à-dire que les sections de ces barres ne sont ni vérifiées ni dimensionnées. Après les avoir positionnées dans la structure, l'utilisateur définit les caractéristiques suivantes des barres :
- Géométrie de la section
L'utilisateur introduit les distances entre le centre de gravité et le contour enveloppe de la section, mesurées dans les quatre sens des deux directions des axes locaux de la section.
- Largeur gauche
- Largeur droite
- Hauteur inférieure
- Hauteur supérieure
- Caractéristiques mécaniques
- Aire
- Aire de cisaillement Avy
- Aire de cisaillement Avz
- Inertie à la flexion Iyy
- Inertie à la flexion Izz
- Inertie à la torsion It
- Caractéristiques du matériau
- Module d'élasticité
- Module de Poisson
- Coefficient de dilatation
- Poids spécifique
