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Générer depuis le modèle BIM

Lorsque vous cliquez sur 'Générer depuis le modèle BIM', la fenêtre 'Lire les cas de charge du modèle BIM' s’ouvre. Elle est organisée en trois sections :

• 'Contrainte / Déformation'
• 'Conception par capacité'
• 'Rigidité en rotation'

Contrainte / Déformation

Dans 'Contrainte / Déformation', le logiciel vous permet de filtrer les combinaisons d’efforts à lire depuis le modèle BIM pour réaliser le calcul.

Certaines combinaisons ne contiennent pas de valeurs significatives. Filtrez les combinaisons importées afin de réduire le temps de calcul.

Définir les filtres

Saisissez les filtres un par un dans le tableau, via les colonnes :

• 'Effort'
• 'Condition'
• 'Pourcentage'

Par défaut, un filtre est proposé pour chacun des 6 types d’efforts :

• effort axial : 'N max'
• efforts tranchants : 'Vy max', 'Vz max'
• moments : 'Mx max', 'My max', 'Mz max'

Pour chaque effort, le logiciel retient les combinaisons pour lesquelles l’effort respecte la 'Condition' choisie ('Supérieur à', 'Supérieur ou égal à', 'Inférieur à', 'Inférieur ou égal à') par rapport au 'Pourcentage' indiqué de la valeur maximale, aussi bien pour le signe positif que pour le signe négatif.

Exemple : sélectionnez 'Supérieur ou égal à' 90 % de la valeur maximale afin d’éviter l’import de cas de charge avec de faibles niveaux d’efforts.

Valeurs minimales absolues

En complément du filtrage par pourcentage, définissez des seuils minimaux en renseignant :

• 'Valeur minimale absolue pour les forces'
• 'Valeur minimale absolue pour les moments'

Ces champs se trouvent en bas de la section.

Conception par capacité

Dans 'Conception par capacité', cochez l’option permettant de 'Sélectionner les cas de charge de nature sismique pour effectuer l'analyse avec des critères de conception par capacité'.

Le logiciel identifie alors les cas de charge sismiques et coche automatiquement 'Conception par capacité' pour chacun d’eux dans la liste des cas de charge.

Rigidité en rotation

L’option 'Générer depuis le modèle BIM' permet aussi d’importer des charges pour l’analyse de la rigidité en rotation.

En plus des charges, le logiciel importe les longueurs élastiques des barres du modèle structurel. Ces longueurs sont nécessaires pour classer correctement l’assemblage.

Dans la liste déroulante de 'Rigidité en rotation', sélectionnez l’une des options suivantes :

• Moments maximaux, avec leurs efforts concomitants
  Importez les cas de charge présentant les moments 'My' ou 'Mz' les plus élevés (signe positif ou négatif), ainsi que les autres efforts associés.
  
  
• Moments maximaux, sans les autres efforts
  Importez uniquement les valeurs de 'My' et 'Mz' des cas de charge correspondant aux moments maximaux.
  
  
• Moments maximaux par plan, avec leurs efforts concomitants
  Importez les cas de charge avec les moments maximaux et les efforts associés par plan, en créant des cas de charge par plan (XY et XZ).
  
  
• Tous
  Importez tous les cas de charge.
  
  
• Aucun
  N’importez aucun cas de charge.

Cas de charge

Cliquez sur 'Cas de charge' pour afficher une fenêtre permettant de définir les cas de charge pris en compte pour le calcul de l’assemblage.

Génération ou saisie des cas de charge

• Générez automatiquement les cas de charge via Générer depuis le modèle BIM (barre d’outils supérieure, onglet Calcul).
  
  
• Modifiez ou saisissez manuellement les cas de charge avec les boutons au-dessus du tableau :
  • Ajouter
  • Copier
  • Effacer
  • Déplacer les cas de charge dans la liste

Cas des assemblages avec profilés en bois

• Si l’assemblage comporte des profilés en bois, sélectionnez, pour chaque cas de charge, la Situation dans le menu déroulant correspondant.
  
  
• Sélectionnez, pour chaque cas de charge, la Durée dans le menu déroulant correspondant.

Charges

L’option 'Charges' permet de définir les charges appliquées aux barres de l’assemblage, pour chaque cas de charge.

Ces charges peuvent être générées automatiquement via l’option 'Générer depuis le modèle BIM'.

Vous pouvez aussi les modifier ou les saisir manuellement. Dans ce cas, sélectionnez chaque 'barre' dans le tableau de gauche (où s’affichent sa 'référence', ainsi que les colonnes 'Porteur' et/ou 'Rigidité en rotation', le cas échéant).

Choix des barres porteuses

Dans le modèle d’analyse de l’assemblage, définissez une ou plusieurs barres comme porteuses en cochant l’option 'Porteur'.

• Si une plaque d’ancrage est définie, vous ne pouvez pas attribuer de barre porteuse : la colonne 'Porteur' n’apparaît alors pas.
• Les autres barres sont reliées à l’élément porteur, sur lequel s’exercent les charges.

Chaque poutre porteuse dispose d’une liaison extérieure à son extrémité. Si la barre porteuse est continue ou traversante au niveau de l’assemblage, indiquez la présence d’une 'Liaison extérieure' :

• 'Aux deux extrémités'
• 'À l’extrémité initiale'
• 'À l’extrémité finale'

Sélectionnez l’option correspondante dans le menu déroulant affiché au centre de la boîte de dialogue.

Le logiciel affiche également le message d’alerte suivant : 'Il n'est pas nécessaire de saisir les efforts dans le profilé porteur, car ils sont obtenus par équilibre.'

Sélection du modèle de calcul

Pour chaque barre non porteuse, utilisez le menu déroulant 'Modèle de calcul' afin d’adapter la configuration des charges et des contraintes à la situation structurelle. Sélectionnez l’une des options suivantes :

• N - Vy - Vz - Mx - My - Mz
  Modèle par défaut. L’extrémité de la poutre ne comporte aucune contrainte externe, ce qui permet de définir les six efforts : effort axial, cisaillements selon Y et Z, et moments selon X, Y et Z.

• N - Vy - Mz
  Permet de définir des charges dans le plan XY. L’extrémité de la poutre est contrainte :
  • en translation selon l’axe z,
  • en rotation selon l’axe y.
    Vous définissez N, Vy et Mz.

• N - Vz - My
  Permet de définir des charges dans le plan XZ. L’extrémité de la barre est contrainte :
  • en déplacement selon l’axe y,
  • en rotation selon l’axe z.
    Vous définissez N, Vz et My.

• N - Vy - Vz
  L’extrémité de la poutre est à rotation contrainte : vous ne pouvez pas appliquer de moments. Vous définissez N, Vy et Vz.

Sous le menu 'Modèle de calcul', deux onglets vous permettent de saisir des tableaux de charges ou d’efforts, dans les unités indiquées pour chaque 'Cas de charge' (le logiciel précise s’il 's’applique' ou non).

Cliquez avec le bouton droit dans les cellules pour accéder à des fonctions supplémentaires, notamment la copie et le collage depuis des feuilles de calcul.

Dans le modèle de calcul, le logiciel applique des charges aux extrémités de chaque profilé afin d’obtenir les efforts que vous avez saisis au point indiqué.

Onglet 'Contrainte / Déformation, Flambement'

Dans l’onglet 'Contrainte / Déformation, Flambement', saisissez, pour chaque cas de charge, les charges ou 'Efforts à l’extrémité de la barre' nécessaires à ces analyses. Si la barre est continue ou traversante au niveau de l’assemblage, saisissez aussi les 'Efforts à l’origine de la barre'. Renseignez les valeurs directement dans les cellules du tableau central.

Sous chaque tableau d’efforts, vous pouvez également indiquer la 'Distance entre le point d’application des efforts et le noeud théorique' afin de préciser la position où les efforts sont définis :

• Si vous définissez les efforts au nœud théorique (intersection des axes des profilés), saisissez une distance nulle.
  
  
• Si vous définissez les efforts en un autre point (par exemple sur la face d’un poteau), saisissez une distance égale à la moitié de la largeur du pilier.

Cette distance peut aussi être extraite du modèle BIM, à condition que le calcul de la structure ait pris en compte la dimension finie des nœuds.

Onglet 'Rigidité en rotation'

Dans le navigateur 'Barres' (à gauche), sélectionnez les barres utilisées pour calculer la rigidité en rotation de l’assemblage en cochant la case 'Rigidité en rotation' dans la colonne correspondante.

Dans l’onglet 'Rigidité en rotation', saisissez la liste des charges ou 'efforts' pour chaque cas de charge dans le tableau central.

Dans la partie inférieure, saisissez :

• les longueurs de la barre élastique dans le modèle structurel (utilisées pour déterminer les rigidités limites des assemblages rigides ou articulés),
• ainsi que le facteur 'k_b' :
  • Longueur théorique de la barre élastique (Y)
  • Longueur théorique de la barre élastique (Z)
  • Avec facteur 'kb' spécifique pour cette barre (optionnel)

Le graphique accessible via le bouton 'Aide' (en bas de la page) montre la 'classification' de l’assemblage en 'rigide' (1), 'semi-rigide' (2) ou 'articulé' (3) dans le plan M-Φ, à partir de :

• la 'Rigidité en rotation limite pour assemblages rigides', $Sj1=\frac{kb\cdot E\cdot Ib}{Lb}$,
  
  
• et la 'Rigidité en rotation limite pour assemblages articulés', $Sj3=\frac{k^{\mathrm{\prime }}b\cdot E\cdot Ib}{Lb}$.

Édition des efforts

L’outil 'Éditer les efforts - Cas de charge sélectionné', commun aux deux onglets, permet de définir les efforts appliqués à chaque barre à partir de ses propriétés mécaniques :

• l’axe 'N' : saisissez un coefficient qui multiplie A·fy ;
  
  
• le cisaillement 'Vy' : saisissez un coefficient qui multiplie A_vy·fy ;
  
  
• le cisaillement 'Vz' : saisissez un coefficient qui multiplie A_vz·fy ;
  
  
• le moment 'My' : saisissez un coefficient qui multiplie W_el,y·fy, ou bien Wpl_,y·fy ;
  
  
• le moment 'Mz' : saisissez un coefficient qui multiplie W_el,z·fy, ou bien Wpl_,z·fy ;
  
  
• À droite, le logiciel affiche les propriétés mécaniques de la barre : A, A_vy, A_vz, W_el,y, Wpl_,y, W_el,z, Wpl_,z et f_y.

Cette fonctionnalité facilite, par exemple, la conception d’assemblages dont la résistance est supérieure à celle des barres assemblées, une exigence fréquente dans plusieurs normes parasismiques.

Vue en 3D

Dans la 'Vue 3D' (à droite de la boîte de dialogue), le logiciel représente graphiquement les charges appliquées à chaque barre de l’assemblage, en fonction du cas de charge sélectionné.

Le nœud théorique et le point d’application des efforts sont également représentés (cube, cylindre ou sphère selon le modèle de calcul choisi) en jaune.

Le bouton 'Aide' (en haut à droite) ouvre un graphique présentant :

• le 'Critère des axes aux profilés continus',
• le 'Critère des axes aux profilés non continus' (direction, sens et signe positif des efforts),
• ainsi que les paramètres liés à l’analyse de la 'rigidité en rotation' (Ly et Lz).

Pour appliquer les modifications, cliquez sur 'Accepter'.

Options de calcul

Section 'Discrétisation'

• Indiquez la 'Taille maximale de l’élément' : longueur de côté des éléments finis triangulaires utilisés pour discrétiser les profilés et les plaques.
• Choisissez généralement une valeur comprise entre 30 et 50 mm pour un bon compromis entre précision et temps de calcul.

Section 'Cordons de soudure'

• Ajustez la 'Longueur pour le calcul de contraintes moyennes' : des concentrations de contraintes apparaissent souvent aux extrémités du cordon, avec des valeurs plus élevées que sur le reste de la soudure.
• Augmentez cette longueur pour réduire la contrainte moyenne si ce phénomène se produit.

Section 'Flambement'

• Sélectionnez le 'Nombre de modes de flambement' à calculer.
  
  
• Choisissez ensuite les charges utilisées pour l’analyse de flambement :
  • Activez ou désactivez l’option 'Effectuer l’analyse d’instabilité avec les mêmes charges que l’analyse Contrainte / Déformation'.
    
    
  • Si vous utilisez des charges différentes :
    • L’onglet 'Flambement' apparaît dans la boîte de dialogue 'Charges'.
    • Saisissez-y les efforts spécifiques à ce calcul.

Section 'Calcul multiprocessus'

• Définissez la 'Méthode de calcul' utilisée pour déterminer le nombre maximal d’instances du moteur OpenSees utilisées pour l’analyse :
  • 'Automatique' : exploitez au maximum les ressources de l’équipement, en lançant autant d’instances que possible.
  • 'Séquentiel' : saisissez le 'Nombre maximal d’instances de OpenSees©'.
    
    
• Pour plus de détails, cliquez sur le bouton d’aide situé à droite.

Valider

Pour enregistrer les modifications, cliquez sur 'Accepter'.

Contrainte / Déformation

L’option 'Contrainte / Déformation' permet d’effectuer :

• l’analyse des efforts ;
• la vérification des éléments de l’assemblage.

Lors du premier calcul, installez automatiquement la version déployée d’OpenSees© (si elle n’est pas déjà disponible). Si OpenSees© est déjà installé, exécutez directement le calcul.

Si plusieurs processeurs sont disponibles, lancez le calcul de plusieurs cas de charge en parallèle afin de réduire le temps de traitement.

Une fois le calcul terminé, consultez les résultats affichés par le logiciel pour poursuivre votre travail.

Taux de travail maximal

Sélectionnez 'Taux de travail maximal' pour afficher, dans la vue 3D à gauche, chaque élément de l’assemblage avec une couleur correspondant à son taux de travail. Une échelle de couleurs apparaît en bas de la vue 3D pour faciliter la lecture.

Lorsque 'Contrainte / Déformation' est sélectionné, les informations suivantes s’affichent aussi dans le panneau de droite.

Taux de tavail maximaux

En haut du panneau de droite, un tableau (1) présente les taux de tavail maximaux des éléments par type : profilés, plaques, vis et soudures.
Pour chaque type, le tableau indique :

• le pourcentage maximal du taux de travail,
• le cas de charge,
• la vérification associée.

Vérifications

Plus bas, le tableau 'Vérifications' (2) liste les contrôles de chaque élément selon les critères des normes choisies.
Activez 'Afficher uniquement les vérifications non conformes' si vous souhaitez limiter l’affichage aux contrôles non satisfaits.

Pour chaque élément, le pourcentage de taux de travail apparaît dans la vérification correspondante.

Coordination entre la vue 3D et les tableaux

• Cliquez sur un élément dans la vue 3D : affichez uniquement les vérifications de l’élément sélectionné.
  
  
• Cliquez dans une zone vide de la vue 3D : affichez les vérifications de tous les éléments.
  
  
• Sélectionnez un type dans le tableau des taux de travail maximaux : le logiciel sélectionne l’élément correspondant dans le tableau 'Vérifications'.

Récapitulatif détaillé des vérifications

Cliquez sur une vérification pour afficher son récapitulatif détaillé (3) en bas à droite : article réglementaire applicable et paramètres pris en compte.

Partagez, exportez (plusieurs formats) ou imprimez directement ces informations depuis l’aperçu.

Contrainte de Von Mises

Dans la liste 'Résultat', sélectionnez l’option correspondante pour afficher la 'Contrainte de Von Mises' du 'Cas de charge' choisi.

Dans la vue 3D, affichez :

• les isovaleurs de la contrainte de Von Mises,
• la discrétisation (maillage) des éléments.

Cliquez sur une plaque pour ouvrir une fenêtre contextuelle indiquant le 'Maillage du composant' et les résultats propres à cette plaque.

Déformation équivalente de Von Mises

Sélectionnez 'Déformation équivalente de Von Mises' pour afficher les isovaleurs correspondantes.

Pour chaque cas de charge, le logiciel représente les pourcentages de déformation sous forme d’isovaleurs.

Déplacements

Sélectionnez 'Déplacements' pour consulter, dans la vue 3D, les déplacements des éléments de l’assemblage pour le 'Cas de charge' choisi.

Pour améliorer la lisibilité, appliquez un 'Facteur d’échelle' : saisissez une valeur dans le champ correspondant du bloc 'Résultats' de la barre d’outils supérieure.

Options de visualisation

À droite de la liste 'Résultat', réglez les 'Options de visualisation' pour ajuster l’affichage des résultats par isovaleurs :

• 'Représentation des isovaleurs' :
  • discrète : palette de couleurs par niveaux,
  • continue : dégradé continu.
    
    
• 'Afficher la discrétisation' : affichez ou masquez le maillage d’éléments finis.
  
  
• 'Valeurs limites' : fixez une 'valeur minimale' et une 'valeur maximale' pour contrôler l’échelle d’affichage.

Rigidité en rotation

• Utilisez l’option 'Rigidité en rotation' pour effectuer l’analyse de la rigidité en rotation.
  
  
• Pour les profilés en acier, le calcul fournit :
  • le moment de résistance ;
  • la rigidité initiale ;
  • la rigidité sécante ;
  • la classification de l’assemblage : rigide, semi-rigide ou articulé.

Diagramme moment–rotation et critère d’arrêt

• Pour obtenir le diagramme moment–rotation, le logiciel réalise un calcul itératif et détermine la rotation pour plusieurs niveaux de charge.
• Le moment de résistance est atteint lorsqu’un élément de l’assemblage (plaques, profilés, soudures ou vis) ne peut plus reprendre les efforts, c’est-à-dire lorsque son taux d’utilisation dépasse 100 %.

Résultats

Une fois le calcul terminé, consultez les résultats fournis par le logiciel pour poursuivre votre travail.

Les résultats de l’analyse de rigidité en rotation s’affichent dans la partie droite de l’onglet 'Calcul', dans l’éditeur d’assemblages.

En haut du panneau, utilisez le menu déroulant pour choisir le type de résultats à afficher. Sélectionnez 'Rigidité en rotation' pour afficher :

• deux tableaux,
• le graphique moment–rotation.

Tableau 'Profilés'

Consultez, pour chaque barre calculée :

• la 'Référence',
  
  
• le 'Plan',
  
  
• la 'Longueur',
  
  
• la rigidité sécante 'Sj',
  
  
• la rigidité en rotation limite pour les assemblages rigides 'Sj,1',
  
  
• la rigidité en rotation limite pour les assemblages articulés 'Sj,3',
  
  
• la classification de l’assemblage dans chaque plan : 'Rigide', 'Semi-rigide' ou 'Articulé'.

Pour classer l’assemblage, déterminez d’abord les rigidités limites des assemblages rigides et articulés. Selon la norme acier sélectionnée, comparez ensuite la rigidité initiale ou la rigidité sécante à ces limites.

Tableau 'Cas de charge'

Affichez les cas de charge calculés pour la barre sélectionnée. Pour chaque cas de charge, consultez :

• le moment sollicitant 'M',
  
  
• le moment résistant 'Mr',
  
  
• la rigidité sécante 'Sj',
  
  
• la rigidité initiale 'Sj,i'.

Graphique moment-rotation (M-Φ)

Analysez, dans le graphique, les courbes suivantes :

• moment–rotation,
  
  
• moment sollicitant du cas de charge sélectionné 'M',
  
  
• moment résistant 'Mr',
  
  
• rigidité limite pour les assemblages rigides 'Sj,1',
  
  
• rigidité limite pour les assemblages articulés 'Sj,3'.

Utilisez le bouton 'Aide' en haut à droite pour afficher un graphique explicatif montrant la classification de l’assemblage en 'rigide' (1), 'semi-rigide' (2) ou 'articulé' (3) dans le plan M–Φ, à partir de :

• la 'Rigidité en rotation limite pour assemblages rigides' : $S_{j,1}=\frac{k_b\cdot E\cdot I_b}{L_b}$​​

• la 'Rigidité en rotation limite pour assemblages articulés' : $S_{j,3}=\frac{k_b^{\mathrm{\prime }}\cdot E\cdot I_b}{L_b}$​​

Déformée

Dans la fenêtre de gauche, affichez :

• la déformée du cas de charge et du mode de flambement sélectionnés,
  
  
• les isovaleurs associées, avec un code couleur,
  
  
• la discrétisation (maillage) des éléments de l’assemblage.

Facteurs de charge critique

Dans le panneau de droite, après avoir sélectionné 'Flambement' dans 'Résultat', consultez un tableau qui présente, pour chaque 'Cas de charge' :

• le(s) 'Mode(s) de flambement',
  
  
• les 'Facteurs de charge critique' correspondants.

Cliquez sur un mode dans le tableau pour afficher automatiquement la déformée associée dans la fenêtre de visualisation.

Options de visualisation

À droite de la liste 'Résultat', réglez les 'Options de visualisation' pour ajuster l’affichage des isovaleurs :

• 'Représentation des isovaleurs' :
  • 'Discrète' : utilisez une échelle de couleurs par paliers,
  • 'Continue' : utilisez un dégradé.
    
    
• 'Afficher la discrétisation' : affichez ou masquez le maillage d’éléments finis.
  
  
• 'Valeurs limites' : définissez une 'valeur minimale' et une 'valeur maximale' pour l’échelle d’affichage.

Récapitulatifs

Dans le récapitulatif de l’assemblage, la section 'Flambement' inclut un tableau indiquant :

• le nombre de modes de flambement calculés pour chaque cas de charge,
  
  
• les coefficients (facteurs) de charge critique associés à chaque mode.