Les surfaces dans la construction peuvent être trouvées dans une myriade de tailles et de formes différentes, des simples plans comme les murs, les plafonds ou les dalles, aux cylindres à une seule courbe comme les silos, en passant par les structures à membranes multi-courbes. La rigidité d'une surface résulte de son matériau et de son épaisseur.
Pour le calcul de structure et la génération du maillage EF, des éléments 2D sont générés sur les surfaces, qui sont appliqués dans leur axe de gravité pour le calcul. Il est ainsi possible de déterminer les déformations ainsi que les efforts internes et les moments, qui peuvent ensuite être calculés conformément au matériau et aux normes.
Toutes les structures ci-dessus peuvent être considérées dans RFEM 6 car le logiciel vous permet de définir des surfaces avec différentes rigidités, géométries, matériaux et épaisseurs. Les surfaces sont disponibles en tant qu'« objets de base » dans le navigateur de données (Figure 1). Un double-clic sur l'entrée ouvre une nouvelle fenêtre dans laquelle vous pouvez définir la surface d'intérêt.
L'onglet « Général » de la fenêtre « Nouvelle surface » illustrée dans la Figure 1 vous permet de définir les paramètres de base de la surface. Deux de ces paramètres sont le type de surface et la rigidité de surface, qui sont également l'objet de cet article. Vous pouvez ainsi définir des surfaces de géométries différentes :
- Plan
- Quadrangle
- NURBS
- Coupé
- Tourné
- Tuyau
Vous avez également le choix entre les types de rigidité suivants :
- Standard
- Sans épaisseur
- Rigide
- Membrane
- Sans traction de membrane
- Transfert de charge
Comme mentionné précédemment, vous pouvez utiliser ces options pour décrire et calculer ultérieurement toute surface plane ou courbe que vous pourriez trouver dans un modèle de bâtiment. Chacun des types répertoriés ci-dessus sera expliqué dans les prochains articles, tandis que cet article vous donnera un aperçu plus détaillé des types de surface de révolution, coupée, sans épaisseur et de transfert de charge dans RFEM 6.
Type de surface « De révolution »
Si vous souhaitez modéliser des dômes, des murs circulaires, des silos et des réservoirs de stockage, ce type de surface est indispensable. En général, la surface de révolution est créée en faisant pivoter une ligne autour d'un axe fixe. La même logique s'applique lors de la génération d'une surface de révolution dans RFEM 6 : la ligne de contour, l'axe de rotation et l'angle de rotation doivent être définis. Par conséquent, lorsque vous sélectionnez le type de surface « De révolution » dans l'onglet « Général » de la fenêtre « Nouvelle surface », un nouvel onglet apparaît dans lequel vous pouvez définir ces paramètres (Figure 2).
Comme le montre l'image, l'axe de rotation peut être défini en sélectionnant deux points (c'est-à-dire P et R). Vous pouvez écrire les coordonnées de ces points directement dans la boîte de dialogue ou les sélectionner individuellement graphiquement. Il est également possible de sélectionner les deux points à la fois à l'aide de l'option « Sélectionner graphiquement les points d'axe de rotation ».
Si vous avez déjà défini le matériau, l'épaisseur et la rigidité de la surface dans l'onglet « Général » de la fenêtre « Nouvelle surface », le logiciel crée la surface à partir de la position de début et de fin de la ligne et de la rotation des points de définition de la ligne. Comme nous l'avons déjà mentionné, il est très facile de créer non seulement des composants, mais également des modèles complets, de manière très simple et rapide.
La modélisation du dôme et du mur circulaire de la Figure 3 en est un exemple. Les deux surfaces sont créées par une géométrie de type « De révolution ». Pour mieux comprendre les paramètres utilisés pour créer ce type de surface, l'image montre la ligne de contour (ligne n° 2) et l'axe de rotation (représenté par les nœuds P et R) de la surface représentant le dôme. Cette surface est créée en faisant pivoter la ligne de contour autour de l'axe de rotation pour l'angle de rotation α = 360°.
Type de surface « Coupé »
La surface coupée est liée à une nouvelle fonctionnalité de RFEM 6 qui permet l'intersection de surfaces courbes et de solides. En créant l'intersection, le logiciel génère des surfaces de type « Coupé ». Vous pouvez utiliser cette fonction pour créer des géométries très complexes, telles que des intersections de tuyaux ou des ouvertures courbes, de manière simple et rapide.
Par exemple, regardez le modèle de la Figure 5. Une intersection doit être créée pour trois tuyaux. Sélectionnez-les d'abord comme indiqué dans l'image. Utilisez ensuite la fonction « Diviser par intersection » disponible dans le menu contextuel des objets sélectionnés.
Cette fonction permet de diviser les surfaces initiales au niveau des lignes d'intersection et de créer automatiquement des ouvertures au niveau des surfaces de coupe. Cela crée de nouvelles surfaces qui peuvent être modifiées ou supprimées en tant qu'objets indépendants. Vous pouvez ainsi supprimer les surfaces inutiles et obtenir l'intersection des tuyaux, comme le montre la Figure 6. Comme le montre l'image, les surfaces sont désormais de type « Coupé ».
Ceci n'est qu'un exemple d'utilisation de la fonction « Diviser par intersection » et du type de surface « Coupé ». Comme mentionné précédemment, vous pouvez créer de nombreuses autres surfaces courbes complexes ou des corps perforés avec ce processus simple.
Type de surface « Sans épaisseur »
Ces surfaces sont nécessaires à la définition des solides. La surface n'a pas de rigidité et est destinée à être utilisée comme surface de contour d'un solide. Cependant, les surfaces avec le type de rigidité « Sans épaisseur » peuvent toujours être configurées par différents types de géométrie (par exemple, plane, quadrilatérale, coupé, etc.). La Figure 7 montre un exemple de ces surfaces.
Le tableau « Surfaces » de la Figure 7 montre que les surfaces n° 59-72 sont du type de rigidité « Sans épaisseur ». En effet, il s'agit des surfaces de contour du solide n° 21, comme le montre la Figure 8.
Type de surface « Transfert de charge »
En plus des assistants de charge, qui facilitent la saisie des charges, RFEM 6 propose le nouveau type de surface « Transfert de charge » pour une application des charges encore plus simple. Ainsi, en créant une surface de ce type de rigidité, le logiciel crée une nouvelle surface sans épaisseur et sans effet structurel, mais avec une capacité unique de transfert de charges.
This is an advantageous feature in RFEM 6, which enables the consideration of loads from surfaces that are not included in the model itself (for example, facade structures, glass surfaces, trapezoidal roof sections, and so on).
La Figure 9 montre un exemple où la surface n° 18 est créée avec le type de rigidité « Transfert de charge » pour tenir compte des charges de vent sur le mur non modélisé de la façade de la structure.
Comme le montre cet exemple, vous pouvez utiliser des surfaces de transfert de charge pour appliquer des charges surfaciques à des zones qui ne sont pas directement modélisées comme des surfaces. La charge sur cette surface est distribuée sur les arêtes ou les objets intégrés. Si des charges de barre sont générées, elles sont converties dans les directions globales en fonction des longueurs réelles de barre (directions de charge XL, YL, ZL).
Contrairement aux assistants de charge, où la zone de charge doit être redéfinie à chaque fois, une surface de transfert de charge peut être utilisée plusieurs fois pour différentes applications de charge. Plus précisément, cette approche permet d'attribuer différentes charges surfaciques à l'aide d'une seule surface de transfert de charge. To learn more about this type of surface and how to define its parameters, see Knowledge Base article: Utilisation de la surface de transfert de charge dans RFEM 6 .
