Le bâtiment utilisé en exemple est un RDC + 3 niveaux avec des étages composés de planchers béton reposant sur un réseau de poutres principales et de poutres secondaires. L'objectif est ici d'expliquer comment simuler sur un modèle 3D le fonctionnement en diaphragme indéformable des planchers.
Pour pouvoir prendre en compte correctement le fonctionnement en diaphragme indéformable des planchers sur un modèle 3D, il faut appliquer les principes suivants :
1. Modélisation des poutres : Afin d'avoir une estimation correcte des efforts et des sections d'armatures théoriques, il faut modéliser les poutres en tenant des tables de compression issues des planchers (section en T ou en L)
2. Modélisation des planchers : Les éléments surfaciques utilisés doivent être définis en « membranes ».
La « membrane » est un élément qui est parfaitement rigide dans son plan. Ce type d'élément est recommandé pour une analyse 2D d'élément sollicité dans leur plan. On peut également appliquer des membranes sur un modèle 3D à condition de gérer le maillage de façon à ne pas avoir de nœuds intermédiaires qui seraient instables. Ce type de maillage correspond à l'option « Triangulation » dans les paramètres de maillage de l'élément surfacique :
3. Report des charges (poids propre, surcharges d'exploitation, etc...)
Dans le cas d'un maillage en triangulation, le report des charges par les éléments finis ne peut pas se faire, il faut dans ce cas appliquer un report par ligne de rupture (lignes de report à 45° modifiables par l'utilisateur). Pour cela, il faut créer des « parois » qui sont des éléments surfaciques sans raideur ni poids propre dont le seul rôle est de reporter les charges sur les éléments porteurs. Le sens de report des charges et les angles de définition des lignes de rupture sont accessibles depuis la feuille de propriétés de ces éléments :
Afin que les charges appliquées ne soient pas reprises par les planchers modélisés en « membrane », il faut les définir en tant qu'éléments non-porteurs vis-à-vis des charges verticales (voir ci-dessous). Ainsi, seuls les efforts horizontaux de vent ou de séisme passeront par ces éléments.
Après calcul éléments finis, on obtient les résultats suivants :
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| Déformée modale du mode 1
Translation suivant X |
Déformée modale du mode 2
Translation suivant Y |
Déformée modale du mode 3
Torsion |