Une articulation de barre limite les efforts internes transmis d'une barre à d'autres barres. Les articulations ne peuvent être placées qu'aux extrémités de barre, et non en des points le long de la barre.
Certains types de barre sont déjà dotés d'articulations : un treillis, par exemple, ne transmet aucun moment, une barre câble ni moments ni efforts tranchants. Vous ne pouvez pas attribuer d'articulations à ces types de barre. La saisie est verrouillée.
Base
L'onglet Base gère les paramètres élémentaires de l'articulation.
Système de coordonnées
Une articulation de barre peut se référer à l'un des systèmes d'axes suivants :
- Système d'axes local de barre x,y,z
- Système de coordonnées global X,Y,Z (éventuellement en tant qu'articulation ciseaux)
- Système d'axes défini par l'utilisateur U,V,W
En règle générale, les articulations se réfèrent au système d'axes local de barre. Les articulations ciseaux (voir l'image Croisement de barres) ne sont toutefois possibles que dans le système d'axes global ou un système d'axes défini par l'utilisateur.
Conditions d'articulation
Les conditions d'articulation sont divisées en degrés de liberté 'translationnels' et 'rotationnels'. Les premiers décrivent les déplacements dans la direction des axes locaux ou globaux, les seconds les rotations autour de ces axes.
Pour définir une articulation, cochez la case correspondant à l'axe concerné. La coche symbolise le fait que le déplacement ou la rotation de la barre dans ou autour de la direction correspondante est possible. La constante du ressort de translation ou de rotation est alors mise à zéro. Vous pouvez à tout moment ajuster la 'Constante de ressort' afin de modéliser une articulation élastique. Saisissez les rigidités de ressort comme valeurs de dimensionnement.
Dans la colonne Non-linéarité, vous pouvez contrôler de manière ciblée la transmission des efforts internes pour chaque composante. Selon le degré de liberté, des entrées appropriées sont proposées dans la liste des non-linéarités.
Rigide si effort interne négatif ou positif
Cela vous permet de contrôler facilement si seuls des efforts ou moments positifs ou négatifs sont transmis à l'extrémité de barre. Une articulation ux avec la non-linéarité 'Rigide si N positif', par exemple, a pour effet que seuls des efforts de traction (positifs), mais aucun effort de compression (négatif), ne sont transmis à l'extrémité de barre. En cas d'efforts normaux négatifs, une articulation est donc active.
Dans un système de coordonnées local, les efforts internes se réfèrent au système d'axes local xyz de la barre.
Si vous sélectionnez une autre non-linéarité, vous pouvez définir les paramètres dans les onglets Activité partielle, Diagramme, Frottement ou Diagramme d'échafaudage.
Options
L'« Articulation ciseaux » est disponible dans le système de coordonnées global ou défini par l'utilisateur. Elle permet de modéliser le croisement de barres traversantes.
Exemple
Quatre barres aboutissent à un nœud. Les barres transmettent des moments dans leur « direction de passage », mais pas à l'autre paire de barres. Au nœud, seuls les efforts normaux et efforts tranchants sont transmis.
Attribuez l'articulation soit aux barres 3 et 4, soit aux barres 1 et 2. L'autre paire de barres croisées ne reçoit aucune articulation.
Activité partielle
L'Activité partielle d'une composante d'articulation est disponible en tant que propriété non linéaire de l'articulation de barre (voir l'image Sélection de la non-linéarité de l'articulation).
Définissez l'activité de l'articulation pour le « domaine négatif » ainsi que pour le « domaine positif ». Dans la liste « Type », différents critères d'activité de l'articulation sont proposés.
- Complète : Le déplacement ou la rotation est entièrement possible grâce à l'articulation.
- Rigide à partir du déplacement de libération / rotation de libération : L'articulation n'agit que jusqu'à un certain déplacement ou une certaine rotation. En cas de dépassement, un raccordement rigide ou un encastrement devient actif.
- Rupture à partir de l'effort de libération / moment de libération : L'articulation n'agit que jusqu'à un certain effort ou un certain moment. En cas de dépassement, l'articulation tombe en panne et ne transmet plus l'effort interne.
- Fluage à partir de l'effort de libération / moment de libération : L'articulation n'agit que jusqu'à un certain effort ou un certain moment. En cas de dépassement, les déformations augmentent, mais plus l'effort interne.
- Défaillance du ressort : Pour une articulation avec rigidité de ressort, la composante de l'articulation n'est pas active.
La plupart des types d'articulation sont combinables avec un « glissement », ce qui fait que l'articulation ne devient active qu'après un certain déplacement ou une certaine rotation.
Diagramme
Le Diagramme d'une composante d'articulation est disponible en tant que propriété non linéaire de l'articulation (voir l'image Sélection de la non-linéarité de l'articulation).
Dans la colonne « Déplacement » ou « Rotation », définissez le nombre de points de définition du diagramme de travail avec les valeurs correspondantes. Dans la colonne « Effort » ou « Moment », vous pouvez ensuite attribuer les valeurs d'abscisse des déplacements ou rotations aux forces ou moments d'articulation.
Si l'ordre des points de définition n'est pas correct, vous pouvez trier les entrées dans l'ordre croissant à l'aide du bouton
.
Pour le « Début du diagramme » et la « Fin du diagramme », les critères suivants sont disponibles :
- Rupture : L'articulation n'agit que jusqu'à la valeur maximale de l'effort ou du moment. En cas de dépassement, l'effet complet de l'articulation s'établit. Aucun effort interne n'est plus transmis.
- Fluage : L'articulation n'est active que jusqu'à la valeur maximale de l'effort ou du moment. En cas de dépassement, les déformations augmentent, mais plus les efforts internes.
- Continu : Au-delà du domaine de définition, la constante de ressort du dernier pas est appliquée.
- Butée : La déformation admissible est limitée à la valeur maximale du déplacement ou de la rotation. En cas de dépassement, l'effet de l'articulation est annulé et un raccordement rigide ou un encastrement devient actif.
Frottement
Dans la liste « Non-linéarité », quatre possibilités sont disponibles pour définir le frottement d'une articulation translationnelle en fonction d'une autre composante d'articulation (voir l'image Sélection de la non-linéarité de l'articulation).
Les forces d'articulation transmises sont mises en relation avec les efforts normaux ou efforts tranchants agissant dans une autre direction. Selon la sélection dans l'onglet « Base », le frottement dépend d'un ou de deux efforts internes. La relation suivante existe entre la force de frottement de l'articulation et l'effort normal ou l'effort tranchant :
Plastique
Les propriétés plastiques des articulations sont importantes pour les analyses pushover. Pour l'option Plastique d'une composante d'articulation à effet non linéaire, quatre possibilités sont disponibles (voir l'image Sélection de la non-linéarité de l'articulation) :
- Bilinéaire
- Diagramme
- FEMA 356 | Rigide
- FEMA 356 | Élastique
Dans les colonnes « Effort interne / Effort interneécoulement » et « δ / δécoulement » ou « φ / φécoulement », définissez les valeurs caractéristiques des domaines plastiques. Avec une valeur de My / My,écoulement de par exemple 1,27, la section commence à fluer dès le dépassement du moment plastique. Si 127 % de la capacité portante plastique sont dépassés, la barre tombe en panne.
Les efforts internes limites plastiques sont déterminés automatiquement à partir des propriétés de section de la barre.
La longueur de barre influence le calcul de rigidité de l'articulation plastique. Elle est en règle générale détectée automatiquement à partir des longueurs des barres auxquelles l'articulation est attribuée. Si nécessaire, vous pouvez indiquer une « Longueur de barre définie par l'utilisateur » pour l'articulation.
Critères d'acceptation
Dans la section inférieure, vous pouvez définir les valeurs limites des critères d'écoulement qui doivent s'appliquer à la sécurité du bâtiment. Ceux-ci sont par exemple réglementés pour les éléments en acier dans le tableau 5-5 de la norme ASCE FEMA 356 [1]. Ainsi, avec une valeur de φ / φécoulement de 6,000, la valeur critique pour la « Sécurité des personnes » est atteinte dès que les déformations plastiques deviennent six fois supérieures à celles qui se produisent lors de l'atteinte de la limite d'élasticité.
Les domaines des critères d'acceptation sont également représentés dans le diagramme.
Pour l'une des deux options plastiques FEMA, les critères d'acceptation sont prédéfinis selon les prescriptions de la norme américaine. Vous pouvez les adapter si besoin en cochant la case « Défini par l'utilisateur ».
Dans la liste, définissez le « Type de composante ». Les critères d'acceptation pour les composantes primaires et secondaires sont réglementés dans [1] tableau 5-5.
L'article spécialisé Articulations plastiques dans RFEM 6 décrit comment utiliser une articulation plastique pour une analyse pushover.
Diagramme d'échafaudage
Le Diagramme d'échafaudage d'une composante d'articulation est disponible en tant que propriété non linéaire de l'articulation (voir l'image Sélection de la non-linéarité de l'articulation). Il permet de représenter l'effet mécanique d'un assemblage de tubes emboîtés avec manchon interne entre deux barres. Le modèle équivalent transmet – selon l'état de compression à l'extrémité de barre – le moment de flexion via le tube externe comprimé et, par complémentarité de forme, également via le manchon interne.
Vous pouvez décrire les propriétés de l'articulation séparément dans les onglets « Diagramme d'échafaudage | Tube interne » et « Diagramme d'échafaudage | Tube externe ».
Pour la définition des paramètres, les possibilités présentées dans la section Diagramme sont disponibles.
