Webinar N°7 FR_final

Webinar Autodesk Robot Structural Analysis Professional

Introduction aux analyses sismiques et spectrales Guillaume Chazal François Augiere

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17/09/2015

Bienvenue dans la série de Webinaires d’aide Autodesk ! Précédentes sessions sur notre chaine Youtube: Renforcez vos compétences sur Robot 1.

Maillage: Présentation, problèmes pouvant être rencontrés et comment les éviter. I. II.

2.

Maillage incohérent sur les bords généralités et corrections. I. II.

3.

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Dimensionnement Béton : Procédures pour le dimensionnement plaques et coques, dalles, voiles et semelles filantes sous voiles I. II.

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Dimensionnement Béton : Procédures pour le dimensionnement des poutres, des poteaux et des semelles BA I. II.

5.

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Dimensionnement Acier : Création du modèle de calcul et attribution des paramètres réglementaires. I. II.

4.

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6. Trucs et astuces dans Robot I. Lien vers la présentation II. Lien vers la vidéo

Bienvenue dans la série de Webinaires d’aide Autodesk !

Où annonçons nous ?  www.autodesk.com/help-web inars  Forums Autodesk RSA Français (et anglais)  Emails  Blog VillageBIM  LinkedIn

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Présentation et déroulement des « Webinars ».

 But: traiter un ou plusieurs sujets par session afin d’apporter des solutions aux problèmes fréquemment évoqués au support.  Forme : Pendant environ 20 à 40 minutes, en alternance entre présentation et manipulations en live Ensuite le reste de l’heure sera consacré à répondre à vos questions Vous aurez la possibilité de nous poser vos questions tout du long via l’outil de « chat » de l’application « GoToMeeting ».

Ces sessions n’ont pas pour but de remplacer la formation

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Ressources utiles :

• • • •

Articles publiés sur le forum Français de Autodesk RSA : Lien vers articles Boite à idées et demandes de développement : Lien vers la boite à idées Outils Additionnels disponibles sur notre forum : Lien vers les outils Des commentaires sur les Webinaires auxquels vous avez assisté : Robot Structural Analysis Webinar Feedback •

NB: Cette page contient également les réponses aux questions posées durant les Webinaires.

Information: Sortie du Service Pack 3 pour Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2016 Pour obtenir plus détail sur leurs contenus et les télécharger vous rendre sur cette page dédiée du Forum

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Sommaire: •. Sujet traité dans ce cinquième Webinar: Introduction aux analyses sismiques et spectrales o o o

o o

Pourquoi et quand utilise t-on une analyse spectrale ? Description des paramètres principaux de l’analyse modale. Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. o Comment préparer un modèle pour ce type d’analyse ? o Conversion des charges en masses. o Création d’une analyse sismique. o Générations des combinaisons. o Vérification et exploitation des résultats Astuces et erreurs courantes Ressources additionnelles sur le sujet

•. Prochain Webinar: Comment créer et vérifier une section utilisateur. © 2013 Autodesk

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Pourquoi et quand utiliser une analyse spectrale. •

Un phénomène physique dépendant du temps est décrit par un ou plusieurs signaux.

•

L’analyse spectrale permet de décrire ce type de phénomène (comme une variation de vitesses, d’accélérations ou de déplacements) en fonction de périodes, pulsations ou fréquences.

•

Ce type d’analyse est principalement utilisée dans le cadre de la description du comportement d’une structure sous actions de séisme.

•

Dans ce Webinaire, nous allons donc nous attarder sur l’analyse sismique.

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Description des paramètres principaux de l’analyse modale. Afin de pouvoir créer une analyse sismique, une analyse modale doit dans un premier temps est créée.

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Description des paramètres principaux de l’analyse modale.

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Nombre de mode: Nombre de modes à calculer

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Cohérentes: La masse est répartie uniformément le long des éléments.

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Concentrées avec rotation: Les masses sont répartie uniquement aux nœuds. Avec cette matrice, les énergies en rotation sont considérées.

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Concentrées sans rotation: Les masses sont répartie uniquement aux nœuds. Avec cette matrice, les énergies en rotation ne sont pas considérées.

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Description des paramètres principaux de l’analyse modale.

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•

Directions actives de la masse: Permet à l’utilisateur d’indiquer dans quelles directions les masses sont mobilisables.

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Négliger la densité: Désactive la transformation automatique du poids propre de la structure en masse.

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Vérification de Sturm: permet de s’assurer que tous les modes de vibration d’un système donné aient bien été identifiés dans un intervalle donné.

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Modale: Réalise une analyse modale de la structure. La vérification de Strum peut être utilisée.

•

Sismique: Seuls les modes dont les coefficients de participation est important seront conservés. La vérification de Strum ne peut pas être utilisée.

•

Sismique (Pseudo mode): effectue une analyse spectrale et sismique à l'aide de la méthode pseudomodale. Ce mode n‘est utilisé que pour l’analyse sismique et spectrale ; il doit être utilisé dans le cas où l’utilisation des méthodes classiques d’analyse des structures, basées sur la décomposition modale, demande une très longue durée de l’analyse 10 de la structure.

Description des paramètres principaux de l’analyse modale. •

Cette zone contient l’ensemble des méthodes disponibles dans le but de déterminer les modes propres. Généralement, « Itération sur le sous espace » ou (depuis ARSA 2015), « Algorithme de Lanczos par blocs » sont utilisés. Cette dernière méthode, récemment introduite dans Robot, permet de réduire de façon significative les temps de calcul de l’analyse modale.

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Méthode de réduction de la base, (aussi connu sous le nom de « Rayleigh-Ritz ») permet de réduire système complexe initial à un système plus simple en sortant de ce même système certains degrés de liberté. L’utilisateur peut définir les liste des nœuds constituant le système réduit. Cette méthode nécessite une certaine expérience du calcul dynamique pour être utilisée sans risques. Des limites peuvent êtres définies afin de stopper automatiquement l’analyse une fois celles-ci atteintes. Des limites de Périodes, fréquences, pulsations et masses participante peuvent être définies. Si une de ces limites est utilisée, le paramètres « Nombre de mode » est alors ignorés.

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Description des paramètres principaux de l’analyse modale.

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•

Dans cette zone, l’utilisateur peut définir une valeur d’amortissement. Dans le cas de l’étude d’une structure composée de matériaux différents (structure acier béton par exemple), ou si des appuis avec amortissement ont été utilisés, il est possible d’utiliser la fonction   « Calcul de l’amortissement (d’après PS92) » afin que la valeur d’amortissement soit automatiquement déterminée d’après la méthode décrite dans le règlement sismique Français PS92 (NF P 06-013) formule 5 paragraphe 6.2.3.4.

•

Cette option permet de définir les valeurs d’excentrement additionnels à appliquer aux masses.

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Description des paramètres principaux de l’analyse modale.

•

Une précision par rapport au coefficient d’amortissement défini dans les paramètres avancés de l’analyse modale:

 Cette valeur d’amortissement est utilisée: •

Pour la correction du spectre élastique des règlements sismique qui le permettent (comme l’Eurocode 8 par exemple)

•

Dans le calcul des combinaisons CQC et 2SM voir détail du calcul dans l’aide.

L’amortissement définit dans les paramètres de l’analyse spectrale n’est pas utilisé directement dans le calcul. Il sert à l’identification des spectres si plusieurs spectres sont saisis pour différentes valeurs d’amortissement. Cette valeur est cependant utilisée pour réaliser une interpolation de 2 spectres (si nécessaire) . Les spectres à définir dans l’analyse spectrale sont les spectres de calcul (donc déjà © 2013 13 amortis). Autodesk

Différence entre l’analyse sismique et l’analyse spectrale Différence entre analyse sismque et spectrale dans Robot:  Analyse sismique: •

Le spectre de réponse est construit automatiquement par le logiciel en fonction des données renseignées par l’utilisateur (Zone, amortissement, sol, etc…)

 Analyse spectrale: •

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Le spectre de réponse est à construire intégralement par l’utilisateur en fonction des données dont il dispose. Aucunes modifications automatiques du spectre de réponse n’est réalisées dans ce cas.

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Comment préparer un modèle pour ce type d’analyse? •

Dans un premier temps, assurez vous que le dimensionnement sous cas statique ait bien été réalisé avant d’envisager ce type d’analyse.

•

Les actions de séisme sont générées selon les axes globaux du système de coordonnée. Il est donc recommandé de créer le modèle de façon à ce que les directions principales de l’action de séisme soient parallèle aux axes globaux du système de coordonnées.

•

Dans le cas d’une structure en béton armé, pour un calcul selon l’Eurocode 8, il est nécessaire de réduire la rigidité des éléments de moitié (voir article 4.3.1(7) de l’EN 19981-1 « A moins qu’une analyse plus précise des éléments fissurés ne soit réalisée, les propriétés de rigidité élastique à la flexion et au cisaillement des éléments de béton et de maçonnerie peuvent être considérées comme égales à la moitié de la rigidité correspondante des éléments non fissurés »). Pour prendre en compte cela, deux solutions existent: • La création d’un nouveau matériau dont le module de Young sera divisé par deux. • L’utilisation de la fonction permettant de réduire les moments d’inertie.

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Conversion des charges en masses •

Les charges définies dans un modèle doivent être transformées en masses afin d’être pris en compte dans le calcul modal.

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Les charges peuvent être transformées en masses via cette boite de dialogue:

• • •

Dans le champ « Convertir les cas » entrez le numéro du cas à convertir. Sélectionnez la direction de conversion dans la liste déroulante. Sélectionnez « Ajouter la masse à Masse Dynamique » pour éviter la superposition des représentation des charges et des masses. Indiquez le coefficient de conversion.

•

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Conversion des charges en masses •

Le coefficient de conversion dépend de la nature de la charge.

Ce coefficient doit être calculé conformément à l’article 4.2.4 formule 4.2 :

•

est donné par le tableau 4.2 de la NF EN-1998-1-1

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Conversion des charges en masses •

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Est donnée par le tableau A1.1 de la NF EN-1990

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Création d’une analyse sismique

Il est également possible de renseigner des valeurs d’accélération personnalisées:

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Création d’une analyse sismique Il est également possible de personnaliser le spectre de calcul Eurocode 8 en modifiant les valeurs de S, B, TB, etc.. Pour cela, utilisez le règlement « EN 1998-1:2004 – General ».

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Génération des combinaisons entre les modes •

Premier niveau de combinaisons: Combinaisons modes à modes CQC ou SRSS en fonction de la dépendance des modes.

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Génération des combinaisons •

Second niveau de combinaisons: Combinaisons entre les directions de séisme quadratique ou Newmark.

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Génération des combinaisons •

Troisième niveau de combinaisons: Combinaisons règlementaires accidentelles

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Vérification et exploitation des résultats •

Vérifier les résultats de l’analyse modal:

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Le pourcentage de masse cumulé dans toutes les directions doit être supérieur à 90% (En France Métropolitaine, la direction Z de séisme peut être ignorée voir Art. 4.3.3.5.2(1)).

•

La fréquence minimale doit être supérieure à 5Hz.

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Le total masse doit être approximativement égale à la somme des sommes des réactions des cas convertis multiplié par leur coefficient de conversion respectif.

Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Vérification et exploitation des résultats •

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Cet organigramme a été réalisé sur la base de notre interprétation du règlement que l’utilisateur est libre de suivre ou d’adapter.

Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Vérification et exploitation des résultats •

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Vérification du total masse

Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Vérification et exploitation des résultats Avant de regarder les résultats, il est recommandé d’indiquer les modes dominant pour les cas spectraux sismique.

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Un exemple d’analyse spectrale : l’analyse sismique. Vérification et exploitation des résultats Le choix de l’utilisation des combinaisons quadratique CQC ou SRSS dépend de la dépendance des modes calculés voir Article 4.3.3.3.2(1) de l’EN 1998-1-1. Si pour tous les modes calculés Tj