Outils de modélisation pour les structures à câbles

Générateur de caténaire

Une forme initiale réaliste du câble a un effet positif sur la stabilité du calcul. L’effort pour le « réglage fin » est également réduit jusqu’à ce que l’état final souhaité soit atteint. Si la géométrie du câble est trouvée pour un câble chargé uniformément, la génératrice caténaire peut être utilisée pour la longueur réelle. Vous pouvez l'ouvrir en cliquant sur « Outils » → « Générer le modèle » → « Arc ... ».

Générer une caténaire

Outre le nombre de barres et la section, les paramètres de la caténaire doivent être définis. Les hauteurs représentent ici l’espacement des nœuds au sommet de la caténaire. Le « paramètre » correspond au rayon de courbure au sommet. Toute section de la caténaire peut ainsi être générée.

Déplacement de nœuds avec RF-IMP/RSIMP

La géométrie du câble ne correspond pas toujours à la forme de la caténaire. C’est plutôt une exception. En général, la géométrie du câble dépend de la courbe des moments. Un câble, chargé par exemple par une seule charge au milieu, prend une forme triangulaire. Si deux charges individuelles agissent sur le câble, une forme trapézoïdale sera générée.

Forme du câble analogue à la courbe du moment

Dans le cas d’un chargement arbitraire et donc d’une forme plus complexe, le module additionnel RF-IMP ou RSIMP peut être utilisé ici. Grâce à ce module, la géométrie du câble peut être déplacée de manière analogue à la déformation. Il est ainsi possible de générer relativement rapidement un modèle qui se rapproche de la forme recherchée.

Pré-déformation avec déplacement des nœuds

Réglage fin en modifiant la longueur

Les méthodes affichées ci-dessus définissent toujours l’état initial pour le calcul réel. Il continuera à se déformer en raison des charges agissant sur le câble. Cependant, l’état final sous charge est généralement prédéfini.

Une certaine flèche sera définie sous la charge entrée. La difficulté consiste maintenant à définir la forme initiale, qui résulte en la forme recherchée avec la charge appliquée. L’utilisation des outils de recherche de forme n’est souvent possible que de manière itérative. Une solution consisterait à modifier l’état initial jusqu’à ce que la flèche recherchée soit trouvée. Modéliser à nouveau l’état initial avec les possibilités mentionnées ci-dessus est une option, mais elle est très onéreuses en raison du processus itératif. Vous pouvez également allonger ou raccourcir le câble à l’aide de la charge de barre « Déformation axiale ». Le câble sera allongé ou raccourci et superposé aux autres charges pour le calcul. Si l'état recherché n’est pas atteint, une autre étape de calcul peut être effectuée en modifiant à nouveau la « déformation axiale ». Si la flèche du câble souhaitée est atteinte, la longueur initiale des câbles (fonction « Centre de gravité et Info ») peut être ajoutée avec la modification des longueurs. La somme correspond alors à la longueur de câble non chargée.

Au point où nous en sommes, l’interface COM doit être mentionnée. Une routine d’optimisation définie (par exemple, dans Excel) peut être liée à RFEM ou RSTAB.

RF-FORM-FINDING

RFEM, avec son module additionnel RF-FORM-FINDING, permet de trouver automatiquement une forme recherchée sous une charge définie. Il suffit d’entrer la barre, le chargement et les paramètres recherchés.

Paramètres du câble pour la recherche de forme

La forme initiale et les divisions de barre n’ont pas besoin d’être définies en détail. Après le calcul, le module affiche graphiquement la forme de câble trouvée, les efforts ainsi que la longueur de câble chargée et non chargée.

Comparaison

Les options seront comparées les unes avec les autres. La flèche du câble de 100 cm est requise ici, pour un câble avec une distance d’appui de 20 m sous une charge définie. L’option manuelle d'une structure pré-déformée avec RF-IMP (Structure 1) sera comparée à l’option avec RF-FORM-FINDING (Structure 2).

Structure 1 : Le câble a déjà été pré-déformé de 40 cm de manière analogue à la déformation. Une autre déformation de 60 cm est donc nécessaire. Le résultat n'est que de 6,1 cm. Le câble doit donc être prolongé. La modification correspondante de la longueur doit être définie de manière itérative et résulte en une longueur de 10,2 cm uniformément distribuée sur toutes les barres.

Structure 1 : Résultat

La longueur de câble non chargée résultante correspond à la somme de la longueur des câbles + de l’extension de câble : (20,02 + 0,102) m = 20,122 m

Structure 2 : La structure 2, où la recherche de forme est effectuée automatiquement en arrière-plan, une longueur de câble non chargée de 20,12 m est calculée, ce qui entraîne une flèche du câble de 100 cm sous la charge définie. Ce résultat est identique aux valeurs déterminées manuellement. La forme initiale n’a été définie que comme une barre droite et l’ensemble du processus itératif est omis.

Structure 2 : Résultat

Résumé

RFEM et RSTAB proposent différentes manières de calculer les structures à câbles. L’effort qui peut être requis pour un projet doit toujours être estimé. Si des structures plus complexes sont vérifiées, si les rigidités de leurs sous-structures sont considérées ou si une interaction entre les câbles a lieu, le travail deviendra relativement vite peu économique. Dans de tels cas, RFEM et son module additionnel RF-FORM-FINDING sont une solution conviviale et performante.