sensd.06 - Contrôles échafaudages

Un certain nombre de technologies génériques et dédiées dans SCIA Engineer permettent aux ingénieurs d'effectuer une véritable ingénierie assistée par ordinateur (IAO) dans le domaine de la conception d'échafaudages : des blocs paramétriques pour une modélisation plus rapide, des modèles de projet avec des charges et des rapports prédéfinis, et des options d'analyse avancées qui couvrent divers types de non-linéarité. SCIA Engineer combine ces fonctions avec des contrôles des éléments et des assemblages (coupleur) pour les structures d'échafaudage selon la norme EN 12811-1 et les spécifications du fabricant.

Types d'échafaudages

SCIA Engineer est utilisé avec succès depuis des années comme un outil indispensable pour l'analyse et la conception des types d'échafaudages suivants :

Échafaudages Tube & Coupler

Largement utilisés en raison de leur polyvalence, leurs composants adaptables permettent de construire facilement des géométries complexes.

SCIA Engineer les modélise à l'aide des types de connecteurs définis dans l'Annexe C de la norme EN 12811-1 et les connecteurs de fabricant personnalisés provenant de Cuplock et Layher.

Les connecteurs sont disponibles sous forme de bibliothèque complète, dans laquelle les produits génériques et de fabricants sont représentés comme des charnières tridimensionnelles sophistiquées, non linéaires dans leur réponse en translation et en rotation.

Systèmes modulaires

Définis comme des systèmes dans lesquels les normes fournissent des composants pour l'assemblage avec les autres composants de l'échafaudage (traverses et registres) à des intervalles prédéfinis (modulaires), leur principal avantage est un temps de montage court.

SCIA Engineer facilite la modélisation de tels échafaudages en offrant la possibilité de créer des bibliothèques de blocs utilisateurs à insérer dans de nouveaux projets.

Systèmes d'ossatures

Type spécial de systèmes modulaires dans lequel les montants et les traverses sont déjà soudés ensemble en tant qu'ossatures fixes.

Encore une fois, l'application de blocs d'utilisateurs et de modèles paramétriques permet une génération de modèle rapide et sans erreur.

Modélisation

Les matériaux en acier et en aluminium sont disponibles pour la modélisation et l'analyse d'éléments d'échafaudage.

Modélisation d'échafaudage directe

Toutes les fonctions standard de modélisation et de manipulation (copie, déplacement, mise en miroir, etc.) et tous les outils disponibles (SCU, activité, couches, etc.) de l'environnement générique de SCIA Engineer servent à mettre en place une analyse et un modèle structurel (ou CAO) de l'échafaudage.

Si un modèle CAO en 2D ou 3D de l'échafaudage est disponible, il peut être directement importé en tant que modèle d'analyse. Même des modèles architecturaux peuvent être importés, ce qui vous permet de modéliser l'échafaudage en regard du bâtiment existant.

En outre, tout bloc d'utilisateur pré-préparé, c'est-à-dire tout bloc standardisé ou paramétrique de géométrie défini par vous à l'avance (par exemple des modèles pour des systèmes d'ossatures couramment utilisés) peut être inséré dans le modèle de l'échafaudage analysé.

Modèles d'échafaudages

 

Les ingénieurs peuvent préparer des modèles personnalisés pour tous les types d'échafaudages dont ils assurent la prise en charge. Pour ceux qui en conçoivent régulièrement, il s'agit là d'une possibilité nettement appréciable. L'utilisation de modèles présente un avantage important : en effet, toutes les données communes (telles que les matériaux, les sections droites, les rigidités, les combinaisons, la géométrie de base, etc.) sont définies une seule fois, lors de la création du modèle.

Les modèles permettent de gagner beaucoup de temps parce qu'ils peuvent contenir tous les cas de charge et combinaisons requis.

Analyse

L'analyse de l'échafaudage comprend une définition appropriée des charges et des combinaisons, le calcul et la conception conformément aux normes liées aux échafaudages.

Calcul

Une analyse avancée de deuxième ordre qui inclut à la fois les effets globaux (P-Δ) et locaux (P-δ) est souvent requise pour les structures d'échafaudage (figurant dans le module sens.00). D'autres fonctions de calcul de ce module sont utilisées pour gérer les spécificités des structures d'échafaudages : fonctions non linéaires pour la rigidité des connecteurs, appuis de frottement pour les socles à vérin, appuis en pression seule pour les piédroits, éléments d'écartement pour les marges entre le jeu diagonale - connexion et l'orifice, etc.

SCIA Engineer prend également en charge l'analyse de stabilité, qui est utilisée pour déterminer les formes de flambement de l'échafaudage (module sens.01). Celles-ci sont ensuite utilisées en tant qu'imperfections pour l'analyse complète de deuxième ordre. L'analyse de stabilité non linéaire (figurant dans le module sens.03) vous permet, par exemple, d'éliminer les éléments en traction seule ou de prendre en compte d'autres éléments et de prendre en charge les non-linéarités pour la détermination de la réponse de flambement de l'échafaudage.

Conception : états limites

Dans l'état limite ultime, les éléments d'échafaudage sont vérifiés à l'aide des contrôles de capacité et d'interaction définis dans la norme EN 12811-1. Outre les contrôles d'échafaudage spécifiques, la conception et le contrôle complets de la structure conformément à la norme EN 1993-1-1 sont également disponibles pour les échafaudages qui ne répondent pas aux conditions de la norme EN 12811.

SCIA Engineer effectue également un contrôle du connecteur comme défini dans la norme EN 12811-1 ou dans les spécifications du fabricant (pour les produits de connecteur spécialisés).

De plus, vous pouvez évaluer les déformations de l'échafaudage et contrôler facilement les flèches. Cette fonction est particulièrement importante pour les poutrelles qui soutiennent les planchers.

Informations supplémentaires sur les contrôles selon la norme

Dans les projets d'échafaudage typiques, les poteaux sont considérées comme continus bien qu'ils contiennent des charnières flexibles sur leur longueur. Pour la conception correcte de ces éléments d'échafaudage, les longueurs de système et les longueurs de flambement doivent être correctement prises en compte. Si la fonctionnalité d'échafaudage est utilisée, elle est gérée correctement : les assemblages flexibles entre les éléments n'interfèrent pas avec les longueurs du système et celles-ci sont également prises en compte dans la détermination MEF des longueurs de flambement.

Pour les éléments d'échafaudage (montants, traverses), le contrôle selon la norme Eurocode pour l'acier et l'aluminium est étendu avec des contrôles selon la norme liée aux échafaudages EN 12811-1. Des ajouts ont été réalisés pour les éléments de tube : équations d'interaction selon l'art. 10.3.3.2 et DIN 4420 1ère partie dans le cas d'un cisaillement élevé.

Pour les assemblages 

• vous affectez des charnières de connecteur non linéaires à des nœuds reliant des montants avec des éléments horizontaux, des montants avec des diagonales, et des poutres avec des poutres ; Les charnières non linéaires sont sélectionnées à partir d'une liste de bibliothèque prédéfinie ;
• pour les connecteurs génériques, les valeurs de résistance sont comparées aux efforts de calcul (Annexe C de la norme EN12811-1) et la combinaison des actions (art. 10.3.3.5 ; équations 10 et 11) est contrôlée. La bibliothèque fournit type générique suivant de connecteurs :
  • connecteur à angle droit
  • connecteur à manchon
  • connecteur à pivot
  • connecteur parallèle
• les produits des fabricants Layher et Cuplock sont contrôlés conformément aux règles figurant dans les documents de spécification ;
• les socles à vérin sont contrôlés conformément à la norme Eurocode (le moment ultime Mu dépend de l'effort normal dans le montant sélectionné).

Plans

Un module séparé [voir sendt.01 - Plans d'agencement généraux automatisés] est un outil très efficace pour la génération automatique de plans d'ensemble en 2D et 3D de la structure. Les images générées peuvent être modifiées, combinées avec d'autres plans et insérées dans l'espace papier pour créer des tracés professionnels. Tous les plans restent liés au modèle d'origine : aussi, ils sont automatiquement régénérés lorsque des modifications sont apportées au modèle.

Flux de travail personnalisés

Composants des échafaudages

SCIA Engineer permet de modéliser les différents composants d'échafaudage avec précision, y compris leurs spécificités appropriées.

Diagonales

Les diagonales sont généralement fixées de façon excentrique en raison de la géométrie de l'attache entre les montants et les diagonales. Outre cette excentricité, les diagonales dans les systèmes modulaires se caractérisent par un comportement spécial, car elles disposent pour la plupart d’un petit intervalle sur leur longueur, causé par une faible marge entre le jeu diagonale - connexion et l'orifice. Si les résultats de tests spécifiques pour les diagonales des systèmes modulaires sont disponibles, la rigidité dérivant des tests peut être prise en compte au moyen d'un ressort de translation.

Connecteurs personnalisés

SCIA Engineer inclut une bibliothèque complète de connecteurs qui contient les différents types fournis dans l'annexe C de la norme EN 12811-1, y compris leur rigidité. Vous pouvez également ajouter vos propres connecteurs dans cette bibliothèque ouverte.

Éléments de plancher

Les structures d'échafaudages disposent généralement de deux types de systèmes de planchers : les planches en métal et les planches en bois.

Les planchers métalliques sont pris en compte dans la rigidité du modèle d'analyse. Toutefois, si des planches en bois sont utilisées, leur rigidité ne doit pas être prise en compte, étant donné que ces planches sont placées de façon libre sur les traverses. Dans ce cas, les planches sont idéalement modélisées en tant que charge supplémentaire.

Socles à vérin

Les socles à vérin en bas de l'échafaudage présentent un comportement spécifique. Dans la plupart des cas, les socles à vérin ne sont pas fixés au sol : leur résistance horizontale dépend purement des frottements. La modélisation s’effectue au moyen d'appuis de frottement.

Ancrages de façade

Par ailleurs, la connexion entre les tirants et la façade est modélisée de façon efficace, comme indiqué dans la norme EN 12810-2.

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Modules requis:

• sen.00
• sensd.01.en