sens.01 - Analyse de stabilité

Ce module calcule le mode de flambement global (mode propre) d'une structure sous une charge donnée. Le rapport entre la charge de flambement et la charge appliquée est également indiqué. Les calculs de stabilité sont utilisés pour en savoir plus sur les mécanismes de flambement d'une structure, pour calculer la longueur de flambement d'un élément à utiliser dans le contrôle selon les normes acier et pour vérifier si des calculs du second ordre sont nécessaires. Ce module permet de déterminer les modes de flambement critiques globaux et les charges de flambement des structures de portiques ainsi que les éléments de surface (plaques et coques).

Le principe de superposition n'est pas valide dans le cas d'un calcul de stabilité. Les combinaisons doivent être assemblées avant le début du calcul. Dans SCIA Engineer, cela est effectué grâce à la définition de combinaisons de stabilité. Une combinaison de stabilité est définie comme étant une liste de cas de charge, chacun possédant un coefficient spécifique. Comme spécifié pour les combinaisons non linéaires, il est possible d'importer les combinaisons linéaires en tant que combinaisons de stabilité.

 Les hypothèses suivantes sont utilisées dans le calcul :

• Linéarité physique
• Les éléments sont considérés comme étant parfaitement droits sans aucune imperfection.
• Les charges sont guidées vers les nœuds du maillage et il est par conséquent obligatoire d'affiner le maillage des éléments finis en vue d'obtenir des résultats précis.
• La charge est statique.
• Le coefficient de charge critique est, par mode, le même pour l'intégralité de la structure.
• Les forces axiales et les moments axiaux sont considérés comme étant constants entre les nœuds du maillage.

Remarques

• Le premier mode propre est généralement le plus important et il correspond au coefficient de charge critique minimal. Un effondrement de la structure est généralement possible pour ce premier mode.
• La structure devient instable pour la combinaison choisie lorsque la charge atteint une valeur égale à la charge actuelle multipliée par le facteur de charge critique.
• Un facteur de charge critique inférieur à 1 signifie que la structure est instable pour la charge donnée.
• Étant donné que le calcul recherche des valeurs propres proches de zéro, les valeurs l calculées peuvent être à la fois positives et négatives. Un facteur de charge critique négatif signifie une charge de traction. La charge doit par conséquent être inversée pour que le flambement se produise (ce qui peut par exemple être le cas avec des charges de vent).
• Les modes propres (formes de flambement) sont sans dimension. Seules les valeurs relatives des déformations ont de l'importance, les valeurs absolues n'ayant aucune signification.
• En ce qui concerne les éléments de coque, la force axiale n'est pas prise en compte dans une direction unique. L'élément de coque peut être en compression dans une direction et simultanément en traction dans la direction perpendiculaire. Par conséquent, l'élément tend à flamber dans une direction, mais est « rigidifié » dans l'autre direction. C'est la raison pour laquelle il faut une capacité de charge post-critique significative pour de telles structures.
• La contrainte initiale est la seule non-linéarité locale prise en compte dans un calcul de stabilité linéaire.
• Il est important de se rappeler qu'un calcul de stabilité n'examine que le comportement de flambement théorique de la structure. Il est par conséquent toujours nécessaire de réaliser un contrôle selon les normes acier afin de tenir compte du déversement, des contrôles des sections, de la force axiale combinée, de la flexion, etc.

Exemple d'utilisation d'un calcul de stabilité linéaire dans le cas d'un pont en arche modélisé sous la forme d'un portique 1D

Exemple d'utilisation de calcul de stabilité linéaire pour un pont en arc modélisé à l'aide d'éléments de coque

Analyse de stabilité : Steel Structure for Biomass Boiler and Service Platforms - Elblag, Poland; Bilfinger Babcock CZ s.r.o.

Modules requis:

• sen.00