L’analyse dynamique est un aspect fondamental du calcul de structures, essentiel pour comprendre comment les structures réagissent aux forces dépendantes du temps telles que les tremblements de terre, le vent, les vibrations des machines et les charges des véhicules. Contrairement à l’analyse statique, qui suppose que les charges sont appliquées progressivement et restent constantes, l’analyse dynamique prend en compte les effets d’inertie, d’amortissement et de dissipation d’énergie. Ils sont donc essentiels pour concevoir des structures élastiques qui peuvent résister aux événements sismiques, empêcher les vibrations excessives et garantir la stabilité à long terme. Par conséquent, l’analyse dynamique est largement utilisée en :
- Analyse sismique
- Analyse des vibrations
- Fondations de machines
- Analyse des fréquences propres
Dlubal Software fournit des solutions performantes pour relever ces défis dynamiques. RFEM 6 et RSTAB 9, ainsi que des modules complémentaires spécialisés pour l’analyse modale, du spectre de réponse, pushover et de l’historique de temps, permettent d’effectuer des analyses sismiques, calculer des structures résistantes aux vibrations, évaluer les fondations de machines et évaluer les fréquences propres en toute simplicité. Le texte suivant offre un aperçu de chaque module complémentaire ainsi que des ressources d’apprentissage précieuses du site Web de Dlubal pour vous aider dans leur application pratique.
Module complémentaire Analyse modale
L’analyse modale est un outil essentiel en ingénierie des structures car il permet de déterminer les caractéristiques des vibrations propres d’une structure. En identifiant les fréquences propres et les modes propres d’une structure, les ingénieurs peuvent éviter les résonances, optimiser le calcul et améliorer la stabilité globale et la sécurité.
Le module complémentaire Analyse modale de Dlubal Software permet d’évaluer rapidement et efficacement les fréquences propres et les modes propres des modèles contenant des barres, des surfaces et des solides, ce qui est un prérequis pour tous les autres modules complémentaires d’analyse dynamique. Toutes les données d’entrée nécessaires sont importées en toute transparence à partir des logiciels principaux RFEM 6 et RSTAB 9. Une fois le calcul achevé, le mode propre, la valeur propre, la fréquence angulaire, la fréquence propre, la période, la masse modale efficace et le facteur de participation pour chaque mode sont fournis et entièrement intégrés dans l'interface principale du programme.
- ko 1739 | Analyse modale dans RFEM 6 à l'aide d'un exemple pratique
- ko 1891 | Méthodes de détermination du nombre de modes propres dans le module complémentaire Analyse modale
- ko 1878 | Les éléments clés de l'analyse dynamique : mode propre, période propre et masse modale
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Module complémentaire Analyse du spectre de réponse
Le module complémentaire Analyse du spectre de réponse dans RFEM 6 et RSTAB 9 permet d'effectuer une analyse sismique efficace à l'aide de la méthode du spectre de réponse multimodal. Les utilisateurs ont la possibilité de sélectionner des spectres prédéfinis selon des normes internationales ou de définir des spectres personnalisés, selon leurs besoins. Le module complémentaire permet également de considérer la torsion accidentelle, ce qui permet d'effectuer une analyse plus complète. En combinant les modes de déformation des modes individuels avec les accélérations correspondantes du spectre de réponse, le logiciel calcule les déformations et les efforts internes du système directement, sans avoir à générer des charges statiques équivalentes.
- Seismic Design in RFEM 6 and RSTAB 9 According to Eurocode
- ko 1721 | Analyse sismique dans RFEM 6
- ko 1860 | Analyse du spectre de réponse modale et considération des efforts tranchants horizontaux dans RFEM 6 selon NBC 2020
- ko 1823 | Superposition des réponses modales dans l'analyse du spectre de réponse à l'aide de la combinaison linéaire équivalente dans RFEM 6 et RSTAB 9
- ko 1833 | Utilisation des non-linéarités dans l'analyse du spectre de réponse dans RFEM 6
Module complémentaire Pushover
Le module complémentaire Analyse pushover est un outil puissant pour évaluer l'influence des séismes sur un modèle et ainsi prévoir les déformations et les dommages structuraux potentiels. Il permet aux utilisateurs de définir des paramètres tels que la distribution de charge horizontale, la direction de charge, les charges constantes et les spectres de réponse pour déterminer le déplacement cible.
Au cours de l'analyse, les charges horizontales sont appliquées par étapes incrémentales, avec une analyse statique non linéaire effectuée à chaque étape jusqu'à ce qu'une limite prédéfinie soit atteinte. Les résultats obtenus fournissent tous les résultats standard d'une analyse statique, avec des données disponibles pour chaque pas de charge. Les résultats de chaque étape peuvent ensuite être utilisés pour créer une courbe de capacité de la structure, généralement affichée dans un diagramme force-déformation.
De plus, la capacité de la structure peut être transférée au format accélération-déplacement (AD) avec le spectre de réponse. Les résultats du spectre de capacité et du spectre de réponse en accélération-déplacement (ADRS) sont créés. Un format de présentation uniforme permet de comparer directement la capacité de la structure et la demande de sismicité au sein d'un même graphique.
Le déplacement cible est calculé automatiquement sur la base des résultats de l'analyse, qui peuvent être consultés graphiquement ou sous forme de tableau. Cela facilite l'évaluation des critères d'acceptation individuels, non seulement pour l'étape de charge de déplacement visée, mais aussi pour toutes les autres étapes de charge. De plus, les résultats de l'analyse statique pour chaque étape sont disponibles pour une évaluation plus approfondie.
- Webinaire | Présentation du nouveau module complémentaire Analyse pushover
- ko 1829 | Détermination de la bilinéarisation pour la courbe de capacité (méthode N2)
Module complémentaire Analyse de l’historique de temps
Le module complémentaire Analyse de l'historique de temps permet d'effectuer l'analyse de structure dynamique pour les excitations externes telles que les charges sismiques, les vibrations causées par une machine, les forces d'impact et les explosions. Les utilisateurs peuvent entrer des diagrammes de force-temps ou d'accélération-temps et définir les paramètres de calcul, y compris la méthode d'analyse et le temps de calcul maximal. L'analyse est effectuée à l'aide d'une analyse modale ou de la méthode linéaire implicite Newmark. Notez que ce module complémentaire est limité aux systèmes structuraux linéaires, ce qui signifie que les éléments non linéaires sont soit ignorés, soit convertis en équivalents linéaires.
L'utilisation du type de barre Amortisseur constitue une extension essentielle des fonctionnalités de l'analyse de l'historique de temps. Cette fonctionnalité permet d'intégrer des systèmes de dissipation d'énergie locaux, tels que des amortisseurs de masse harmoniques, améliorant considérablement la capacité de la structure à atténuer les réponses dynamiques.
Une fois le calcul terminé, les résultats sont organisés dans des tableaux et peuvent être affichés pour chaque pas de temps ou sous forme d'enveloppe. De plus, les résultats peuvent être affichés graphiquement, par exemple dans des diagrammes de calcul, et animés pour une analyse plus approfondie.
- Webinaire | Introduction to Time History Analysis in RFEM 6 (USA)
- Webinaire | Analyse des vibrations induites dans le module complémentaire Analyse de l'historique de temps dans RFEM 6
- Webinaire | Analyse des vibrations causées par un piéton à l'aide de l'analyse de l'historique de temps linéaire dans RFEM 6
Analyse sismique améliorée avec le module complémentaire Modèle de bâtiment dans RFEM 6
Le module complémentaire Modèle de bâtiment de RFEM 6 joue également un rôle important dans l'analyse sismique. Ce module complémentaire facilite la modélisation par étage avec des dalles de plancher rigides, garantissant ainsi une distribution de masse efficace et une évaluation précise de la réponse de la structure. L'utilisation de l'approche de modélisation des planchers « diaphragme rigide » permet de simplifier le modèle en concentrant les masses au niveau du plancher, qui peuvent également être affichées visuellement dans le logiciel.
L'un des principaux avantages du module complémentaire Modèle de bâtiment est sa capacité à déterminer le déplacement entre les étages, un paramètre critique dans l'analyse sismique. L'évaluation du déplacement entre étages est essentielle pour maintenir les performances de la structure en limitant les déplacements excessifs, ce qui peut entraîner une instabilité du système ou l'endommagement de composants non structuraux tels que les cloisons. Cette fonctionnalité permet aux ingénieurs de calculer des facteurs de stabilité et des coefficients de sensibilité au déplacement entre étages, ce qui leur permet de déterminer si les effets P-delta doivent être considérés dans l'analyse sismique. Ces effets peuvent ensuite être intégrés directement dans RFEM 6 grâce au module complémentaire Analyse du spectre de réponse pour une évaluation plus complète.
- ko 1877 | Considérations P-Delta sismiques selon l'ASCE 7-22 et la NBC 2020 dans RFEM 6
- ko 1866 | Détermination du coefficient de sensibilité pour étudier le besoin de théorie du second ordre pour les analyses dynamiques
Conclusion
Les analyses dynamiques jouent un rôle essentiel dans l'ingénierie des structures, garantit que les bâtiments et les infrastructures peuvent résister aux forces dynamiques telles que les tremblements de terre, le vent, les vibrations des machines et les charges des véhicules. RFEM 6 et RSTAB 9, ainsi que leurs modules complémentaires spécialisés, offrent une approche complète et efficace pour effectuer ces analyses. Le module complémentaire Analyse modale constitue la base des évaluations dynamiques en identifiant les fréquences propres et les modes propres. Le module complémentaire Analyse du spectre de réponse permet aux ingénieurs de modéliser les charges sismiques à l'aide de méthodes du spectre de réponse multimodal, tandis que le module complémentaire Analyse pushover permet d'évaluer le comportement de la structure et les dommages potentiels soumis à des efforts latéraux croissants. Pour des études plus avancées en fonction du temps, le module complémentaire Analyse de l'historique de temps permet de simuler les vibrations causées par une machine et d'autres effets dynamiques.
De plus, le module complémentaire Modèle de bâtiment améliore la vérification de la sismicité en prenant en charge la modélisation par étage, l'évaluation du déplacement entre les étages et l'évaluation des effets P-delta. Son intégration transparente avec d'autres modules complémentaires garantit que les résultats des analyses sismiques sont organisés et présentés efficacement dans RFEM 6.
Grâce à ces outils de pointe, les ingénieurs peuvent affiner le calcul des structures, améliorer la résistance aux forces dynamiques et garantir le respect des normes de vérification de la sismicité, contribuant ainsi à des infrastructures plus sûres et plus fiables.