Comportement orthotrope des plaques
Dans la pratique, vous pouvez rencontrer le cas où la dalle (ou le voile) à dimensionner possède des caractéristiques (rigidités) différentes longitudinalement et transversalement et donc, avoir un comportement différent pour ces deux directions. Un tel comportement peut découler de la géométrie (e.g. dalles nervurées) ou d’hypothèses physiques pour une situation particulière, par exemple, lors du calcul des déformations dans une plaque fissurée ou lorsque certains éléments verticaux sont exclus du système de rigidité horizontal (e.g. murs en maçonnerie).
Lorsque vous devez ajuster le modèle élément fini pour refléter ce comportement dans SCIA Engineer, les propriétés orthotropes peuvent être utilisées. Elles peuvent être définies de trois façons.
Orthotropie dans les propriétés d'éléments 2D
Modificateurs de propriétés
Activer la fonctionnalité dans la fenêtre "paramètres du projet" et l'onglet "fonctionnalités" :
Modificateurs de modèle
Activer la fonctionnalité dans la fenêtre "paramètres du projet" et l'onglet "fonctionnalités" :
Vous pouvez a appliquer des modificateurs de modèle sur des éléments 1D ou 2D et vous pouvez inclure ces modificateurs de modèles dans des groupes de modificateurs.
Après, vous pouvez assigner le groupe de modificateurs à un cas de charges spécifique.
Différences
La différence vient des données que vous insérez. Pour le modèle orthotrope, la rigidité est définie directement, alors que pour les modificateurs de propriétés, un coefficient multiplicateur de la rigidité isotrope est ajouté.
Les modificateurs de propriétés sont un peu plus flexibles car ils ne dépendent pas directement des propriétés de l’élément modifié. Si vous souhaitez insérer une plaque unidirectionnelle, vous pouvez le faire pour une dalle de 20 cm et une autre de 30 cm en utilisant les mêmes valeurs. Les propriétés orthotropes requièrent la définition séparée des propriétés pour chaque dalle (celle de 20 cm et celle de 30 cm).
D’un autre côté, l’orthotropie a aussi ses avantages. Elle peut être paramétrée, le logiciel contient une série de générateurs qui vous aide à l’insérer.
Cependant, il est important d’expliquer et de comprendre chaque paramètre d’orthotropie (voir les recommandations de lecture à la fin de l’article). La rigidité est définie par les paramètres commençants par "D" ou "d".
Les paramètres d'orthotropie peuvent être introduits dans la fenêtre suivante :
Le logiciel peut calculer directement les paramètres "D" et "d" selon le type d'orthotropie, comme vous pouvez le voir ci-desous :
Vous pouvez introduire les modificateurs de propriétés dans la fenêtre suivante :
Les paramètres commençant par "D" représentent la rigidité d’une plaque. Les paramètres commençant par "d" sont les rigidités membranaires.
La direction découle des axes locaux de l’élément.
D11 : Rigidité flexionnelle dans la direction "x" (flexion)
D22 : Rigidité flexionnelle dans la direction "y" (flexion)
D12 : Rigidités combinée de D11 et D22 (contraction transversale)
D33: Rigidité torsionnelle
D44 : Rigidité flexionnelle par cisaillement dans la direction "x"
D55 : Rigidité flexionnelle par cisaillement dans la direction "y"
d11 : Rigidité membranaire normale dans la direction "x" (étiré)
d22 : Rigidité membranaire normale dans la direction "y"
d12 : Rigidité combinée de "d11" et "d22" (contraction transversale)
d33 : Rigidité membranaire en cisaillement
Dans le cas simple d'une plaque isotrope, les rigidités peuvent être exprimées avec les formules suivantes :
Vous pouvez trouver plus d'information sur ce sujet dans l'aide en ligne de SCIA Engineer :