1. Mod\u00e9lisation<\/h2>\n\n
La premi\u00e8re \u00e9tape consiste \u00e0 mod\u00e9liser le squelette m\u00e9canique de la structure, y compris ses fondations, ses colonnes, ses poutres, ses cadres, ses fermes et autres \u00e9l\u00e9ments. Le point de d\u00e9part est le mod\u00e8le architectural. Un mod\u00e8le architectural montre \u00e0 quoi ressemblera la structure dans la r\u00e9alit\u00e9, mais il ne convient pas pour les calculs en raison du haut niveau de d\u00e9tail. Le mod\u00e8le architectural doit \u00eatre d\u00e9pouill\u00e9 jusqu\u2019\u00e0 ce qu\u2019il ne reste que la structure porteuse. La structure porteuse transf\u00e8re les charges appliqu\u00e9es au sol.<\/p>\n\n
La traduction de la structure porteuse en un mod\u00e8le pr\u00eat \u00e0 \u00eatre calcul\u00e9 est appel\u00e9e sch\u00e9matisation ou cr\u00e9ation du mod\u00e8le filaire, du mod\u00e8le m\u00e9canique ou du plan du mod\u00e8le.<\/p>\n\n
La sch\u00e9matisation est une \u00e9tape tr\u00e8s importante : il est essentiel que le mod\u00e8le m\u00e9canique puisse anticiper les charges puisqu\u2019il sera la base de tout le processus.<\/p>\n\n
![\"\"](\"http:\/\/www.build-soft.eu\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/Blog_EN_Artikel-1_figuur1.png\" "\\"Blog_EN_Artikel")
<\/figure><\/div>\r\n\nLes \u00e9l\u00e9ments structurels les plus utilis\u00e9s qui peuvent \u00eatre inclus dans le mod\u00e8le structurel sont :<\/p>\n\n
- \n
- Poutres<\/li>\n\n\n\n
- Colonnes <\/li>\n\n\n\n
- Les entretoises-tirants<\/li>\n\n\n\n
- Les dalles<\/li>\n\n\n\n
- Les murs de cisaillement <\/li>\n\n\n\n
- Les membranes<\/li>\n<\/ul>\n\n
En outre, la mod\u00e9lisation implique de d\u00e9terminer le mat\u00e9riau de la structure, qu\u2019il s\u2019agisse \u00ab d\u2019acier de construction \u00bb, de \u00ab b\u00e9ton arm\u00e9 ou pr\u00e9contraint \u00bb, de \u00ab bois \u00bb ou de tout autre mat\u00e9riau. Le choix d\u00e9pend principalement de l\u2019\u00e9conomie et de la s\u00e9curit\u00e9 d\u2019une structure. Une grande partie de la structure est constitu\u00e9e d\u2019\u00e9l\u00e9ments en acier, en b\u00e9ton et en bois.<\/p>\n\n
La mod\u00e9lisation implique \u00e9galement de supposer les dimensions de chaque \u00e9l\u00e9ment, ce qui constitue la base du calcul du poids propre pour l\u2019analyse des charges. L\u2019estimation de la taille de l\u2019\u00e9l\u00e9ment comprend ce que devraient \u00eatre la profondeur ou l\u2019\u00e9paisseur de l\u2019\u00e9l\u00e9ment. Des r\u00e8gles empiriques peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour le choix des dimensions initiales.<\/p>\n\n
Un autre aspect pertinent de la mod\u00e9lisation consiste \u00e0 d\u00e9finir les conditions limites internes et externes (les appuis) des \u00e9l\u00e9ments qui composent la structure.<\/p>\n\n
Apprenez-en davantage sur la mod\u00e9lisation dans notre article sur la. sch\u00e9matisation<\/a>.<\/p>\n\n
2. Analyse de la charge<\/h2>\n\n
Ensuite, l\u2019ing\u00e9nieur structurel doit identifier toutes les charges possibles que la structure peut subir au cours de sa vie. Voici des exemples de charges sur les structures :<\/p>\n\n
- \n
- Les charges permanentes<\/strong>, c\u2019est-\u00e0-dire le poids propre de la structure<\/li>\n\n\n\n
- Charges d\u2019exploitation<\/strong> : occupation de personnes dans des b\u00e2timents, d\u00e9placement d\u2019\u00e9quipements et mouvement de voitures sur les ponts<\/li>\n\n\n\n
- Charges de vent<\/strong> : toutes les pressions ou forces horizontales, de soul\u00e8vement ou de cisaillement que le vent exerce sur un b\u00e2timent<\/li>\n\n\n\n
- Charges de neige<\/strong> : applicables uniquement aux structures susceptibles de recevoir des chutes de neige<\/li>\n\n\n\n
- Charges sismiques<\/strong> : lorsque la structure se trouve dans une r\u00e9gion sismique<\/li>\n\n\n\n
- Pression de la terre<\/strong> : \u00e0 appliquer pour les tunnels, les murs de sout\u00e8nement et les caves<\/li>\n\n\n\n
- Eau et glace<\/strong> : pour certaines structures telles que les ponts, les plates-formes en mer et les structures c\u00f4ti\u00e8res<\/li>\n\n\n\n
- Charges thermiques<\/strong> : Le chauffage ou le refroidissement in\u00e9gal de certaines parties de la structure cr\u00e9e des contraintes \u00e9lev\u00e9es<\/li>\n\n\n\n
- Charges dynamiques<\/strong> : par exemple, induites par des machines<\/li>\n<\/ul>\n\n
Ainsi, selon l\u2019endroit o\u00f9 se trouve votre structure, vous devez tenir compte des diff\u00e9rents types de charges. Les valeurs de ces charges peuvent \u00eatre identifi\u00e9es en utilisant des codes de conception structurelle et des r\u00e9f\u00e9rences appropri\u00e9s.<\/p>\n\n
Dans la vie r\u00e9elle, diff\u00e9rentes charges agissent simultan\u00e9ment sur la structure. La combinaison des diff\u00e9rentes charges doit \u00eatre \u00e9valu\u00e9e. Par exemple, une action simultan\u00e9e entre la charge permanente (poids de la structure) et la charge d\u2019exploitation (utilisation du b\u00e2timent par des personnes) peut constituer une combinaison de charges. Mais aussi, les charges permanentes et les charges de vent peuvent \u00eatre combin\u00e9es. D\u00e9terminer quelle est la pire combinaison de charges pour votre structure fait partie du processus d\u2019analyse des charges. En g\u00e9n\u00e9ral, les logiciels d\u2019ing\u00e9nierie structurelle cr\u00e9ent automatiquement un ensemble avec toutes les combinaisons de charges possibles.<\/p>\n\n
\r\n![\"\"](\"http:\/\/www.build-soft.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/Loads_FR.png\" "\\"Loads_EN_0\\"")
<\/figure>\r\n<\/div>\n\n3. Analyse structurelle<\/h2>\n\n
Dans cette \u00e9tape, nous effectuons l\u2019analyse sur les \u00e9l\u00e9ments structurels. L\u2019objectif est d\u2019\u00e9tudier comment le mod\u00e8le structurel se comporte avec les diff\u00e9rentes combinaisons de charges effectu\u00e9es. L\u2019analyse d\u2019une structure enti\u00e8re est \u00e9galement connue sous le nom d\u2019analyse globale.<\/p>\n\n
Les r\u00e9sultats de l\u2019analyse comprennent les diagrammes des forces internes (cisaillement, moment de flexion, normale, torsion et contraintes), les r\u00e9actions, les d\u00e9formations\/ d\u00e9flexions produites par les diff\u00e9rentes combinaisons de charges.<\/p>\n\n
Pour les structures simples, comme une poutre ou une colonne unique, cette analyse peut \u00eatre effectu\u00e9e \u00e0 la main. Cependant, pour les structures 2D ou 3D, l\u2019analyse n\u00e9cessite de nombreux calculs d\u00e9taill\u00e9s, le plus souvent dans des matrices, dans lesquelles des erreurs sont rapidement commises en cas de calculs manuels. Les logiciels de conception structurelle par ordinateur ont d\u00e9sormais remplac\u00e9 les calculs manuels. La plupart des logiciels d\u2019ing\u00e9nierie structurelle, tels que\u00a0Diamonds<\/a>, de BuildSoft, utilisent l\u2019analyse par \u00e9l\u00e9ments finis (MEF) pour r\u00e9soudre les \u00e9quations d\u2019\u00e9quilibre complexes. Un excellent logiciel d\u2019analyse structurelle doit \u00eatre rapide et convivial pour faciliter la vie des d\u00e9butants et des utilisateurs avanc\u00e9s.<\/p>\n\n
4. Conception structurelle<\/h2>\n\n
La conception structurelle ou le dimensionnement est peut-\u00eatre l\u2019\u00e9tape la plus cruciale du processus. Elle consiste \u00e0 dimensionner les diff\u00e9rentes parties du b\u00e2timent sur la base des r\u00e9sultats de l\u2019analyse. La conception structurelle est li\u00e9e aux mat\u00e9riaux.<\/p>\n\n
Les dimensions initialement estim\u00e9es sont v\u00e9rifi\u00e9es pour s\u2019assurer qu\u2019elles respectent les exigences de conception dans le domaine de la stabilit\u00e9, de la r\u00e9sistance et de la rigidit\u00e9 (d\u00e9formations). Ces exigences se trouvent dans les normes et les codes de conception.<\/p>\n\n
Si ces exigences de conception sont satisfaites, les dimensions choisies sont correctes. On peut envisager de jouer avec la taille des \u00e9l\u00e9ments pour obtenir un design plus \u00e9conomique.<\/p>\n\n
Si les exigences de conception ne sont pas satisfaites, l\u2019ing\u00e9nieur doit alors r\u00e9p\u00e9ter toutes ces \u00e9tapes. Les dimensions initiales de l\u2019\u00e9l\u00e9ment doivent \u00eatre augment\u00e9es, et nous terminons \u00e0 nouveau par l\u2019analyse de la structure et les v\u00e9rifications de la conception structurelle. Cette op\u00e9ration est r\u00e9p\u00e9t\u00e9e jusqu\u2019\u00e0 ce que les exigences de conception soient satisfaites.<\/p>\n\n
Le r\u00e9sultat de la conception structurelle repr\u00e9sente les dimensions de chaque \u00e9l\u00e9ment du mod\u00e8le, en conformit\u00e9 avec les exigences de conception, ainsi que les d\u00e9tails relatifs aux mat\u00e9riaux, tels que la surface requise de l\u2019armature \u00e0 fournir pour les \u00e9l\u00e9ments en b\u00e9ton.<\/p>\n\n
De nombreux pays ont leurs propres codes de conception structurelle, leurs codes de pratique ou leurs documents techniques. Il est n\u00e9cessaire pour un concepteur de structures de se familiariser avec les exigences et les recommandations locales concernant la pratique correcte.<\/p>\n\n
5. D\u00e9tail<\/h2>\n\n
Une fois l\u2019analyse globale et la conception termin\u00e9es, l\u2019ing\u00e9nieur structurel peut commencer \u00e0 d\u00e9tailler. Le d\u00e9tail des structures se compose de deux parties :<\/p>\n\n
- \n
- O\u00f9 doivent \u00eatre plac\u00e9s les d\u00e9tails et o\u00f9 doivent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s les connexions et les chevauchements structurels ? Par exemple, les \u00e9pissures de poutres ou de colonnes. Pour d\u2019autres d\u00e9tails comme les connexions poutre-colonne ou base-colonne, le placement ne peut pas \u00eatre discut\u00e9.<\/li>\n\n\n\n
- Les sp\u00e9cifications des armatures, des boulons et des soudures, c\u2019est-\u00e0-dire le nombre de barres d\u2019armature, la qualit\u00e9 des boulons, le nombre de boulons, l\u2019\u00e9paisseur de la gorge des soudures, les plaques d\u2019extr\u00e9mit\u00e9, etc.<\/li>\n<\/ol>\n\n
Les d\u00e9tails vont de pair avec la ductilit\u00e9 des structures. Dans le cas du b\u00e9ton, par exemple : Si nous pr\u00e9voyons le renforcement de mani\u00e8re \u00e9quilibr\u00e9e dans les poutres et les colonnes, nous pouvons augmenter la ductilit\u00e9 d\u2019une structure.<\/p>\n\n
Si nous planifions les connexions en acier de mani\u00e8re strat\u00e9gique, les co\u00fbts peuvent \u00eatre fortement r\u00e9duits. Le chevauchement entre 2 parties de poutre ne doit pas se faire au centre de la poutre mais plut\u00f4t pr\u00e8s des bords de la colonne, l\u00e0 o\u00f9 le moment de flexion est nul (joint articul\u00e9). De cette fa\u00e7on, seule une connexion de cisaillement est n\u00e9cessaire, ce qui est plus facile \u00e0 construire et plus rentable.<\/p>\n\n
\r\n![\"\"](\"http:\/\/www.build-soft.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/Blog_EN_Artikel-0.png\" "\\"Blog_EN_Artikel-0\\"")
<\/figure>\r\n<\/div>\n\nL\u2019importance des logiciels de conception et d\u2019analyse structurelles<\/h2>\n\n
Pour devenir un excellent concepteur et analyste structurel, il est recommand\u00e9 d\u2019apprendre et d\u2019am\u00e9liorer ses comp\u00e9tences. En cons\u00e9quence, ne vous arr\u00eatez pas \u00e0 cet article. Faites le suivi de vos besoins d\u2019apprentissage, puis commencez \u00e0 travailler avec un logiciel. Par exemple, vous pouvez choisir nos\u00a0cours gratuits<\/a>\u00a0sur le b\u00e9ton et l\u2019acier avec Diamonds ou regarder nos\u00a0vid\u00e9os sur YouTube<\/a>\u00a0pour approfondir vos connaissances.<\/p>\n\n
Veuillez consulter la\u00a0page produit<\/a>\u00a0si vous souhaitez en savoir plus sur Diamonds, notre principal logiciel d\u2019analyse structurelle. Vous pouvez \u00e9galement essayer l’option\u00a0d’essai gratuit<\/a>\u00a0et utiliser notre logiciel Diamonds pendant 30 jours de mani\u00e8re enti\u00e8rement fonctionnelle.<\/p>\n\n
- Charges d\u2019exploitation<\/strong> : occupation de personnes dans des b\u00e2timents, d\u00e9placement d\u2019\u00e9quipements et mouvement de voitures sur les ponts<\/li>\n\n\n\n
- Les charges permanentes<\/strong>, c\u2019est-\u00e0-dire le poids propre de la structure<\/li>\n\n\n\n