5. Modélisation C#

5.1. Caractéristiques de la modélisation#

Le chargement est un couplage traction – compression et flexion.

_images/1000020000000189000000EB5E0D602A193B4B87.png

Figure 5.1-a : m aillage et conditions aux limites

Modélisation: DKT

Conditions aux limites: couplage de Traction – Compression et Flexion:

  • \(\mathrm{DX}=0.0\) et \(\mathrm{DRY}=0.0\) sur l’arête \({A}_{1}-{A}_{3}\)

  • \(\mathrm{DX}={U}_{0}\times f(t)\) et \(\mathrm{DRY}={R}_{0}\times f(t)\) sur l’arête \({A}_{2}-{A}_{4}\) ,

où \({U}_{0}=1.5\times {10}^{-4}m\) , \({R}_{0}=5.\times {10}^{-3}\mathit{rad}\) et \(f(t)\) est l’amplitude du chargement cyclique en fonction du paramètre (de pseudo-temps) \(t\) . On considère deux types de chargement:

  • La même fonction \(\mathrm{f1}\) de chargement pour la membrane et la flexion (cas synchrone):

_images/10000000000001F8000001201AA96929C8D1ABF2.png

Figure 5.1-b : fonction de chargement f1

  • La fonction \(\mathrm{f2}\) de chargement de membrane deux fois plus rapide que celui de flexion (en pratique les fréquences de membrane d’une dalle sont supérieures à celles de flexion):

    _images/10000000000001F8000001205BAC63A07247F1DC.png

Figure 5.1-c : fonction de chargement f2

5.2. Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 9. Nombre de mailles: 8 TRIA3; 8 SEG2.

5.3. Grandeurs testées et résultats : premier chargement (même fonction de chargement pour membrane et flexion)#

On compare la somme des forces selon l’axe \(\mathit{Ox}\) en \(\mathit{A1}-\mathit{A3}\) , les déplacements selon l’axe \(\mathit{Oy}\) en \(\mathit{A4}\) , les moments selon l’axe \(\mathit{Oy}\) en \(\mathit{A1}-\mathit{A3}\) et les rotations selon l’axe \(\mathit{Ox}\) en \(\mathit{A4}\) obtenus par la modélisation multicouche avec la loi ENDO_ISOT_BETON et par celle reposant sur la loi BETON_REGLE_PR, en termes de différences relatives;les tolérances sont prises en valeur absolue:

Identification

Type de référence

Valeur de référence

Tolérance

PHASE ELASTIQUE \(t=0,25\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=1,0\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE DECHARGEMENT \(t=1,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ELASTIQUE \(t=2,25\)

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE RECHARGEMENT \(t=3,0\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE DECHARGEMENT \(t=3,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Diagrammes comparés desefforts \({N}_{xx}\) – en fonction du déplacement \(\mathrm{DX}\) imposépour le chargement \(\mathrm{f1}\) :

_images/10000201000002D700000236F8397DAA0BC1D6B0.png

Diagrammes comparés du moment \({M}_{yy}\) en fonction de la rotation \(\mathrm{DRY}\) imposéepour le chargement \(\mathrm{f1}\) :

_images/10000201000002D200000235ABEA33B747C9FDE8.png

Diagrammes comparés déplacement \(\mathrm{DY}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f1}\) :

_images/10000201000002D800000235CEF8BC5072DBA5CA.png

Diagrammes comparés rotation \(\mathrm{DRX}\) (due à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f1}\) :

_images/10000201000002ED000002355D8F40C167936A3B.png

5.4. Grandeurs testées et résultats : deuxième chargement (membrane deux fois plus rapide que flexion)#

On compare les forces selon l’axe \(\mathrm{Ox}\) en \(\mathit{A1}-\mathit{A3}\) , les déplacements selon l’axe \(\mathrm{Oy}\) en \(\mathit{A4}\) , les moments selon l’axe \(\mathrm{Oy}\) en \(\mathit{A1}-\mathit{A3}\) et les rotations selon l’axe \(\mathrm{Ox}\) en \(\mathit{A4}\) obtenus par la modélisation multicouche avec la loi ENDO_ISOT_BETON et par celle reposant sur la loi BETON_REGLE_PR, en termes de différences relatives;les tolérances sont prises en valeur absolue:

Identification

Type de référence

Valeur de référence

Tolérance

PHASE ELASTIQUE \(t=0,2\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ELASTIQUE \(t=0,25\)

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=0,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=1,0\)

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE DECHARGEMENT \(t=1,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ELASTIQUE \(t=2,25\)

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE ELASTIQUE \(t=2,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathit{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE RECHARGEMENT \(t=3,0\)

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathit{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

PHASE DECHARGEMENT \(t=3,5\)

Différence relative des efforts \({N}_{xx}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des déplacements \(\mathit{DY}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des moments \({M}_{yy}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Différence relative des rotations \(\mathit{DRX}\)

NON_REGRESSION

1 10-6

Diagrammes comparés de la force \(\mathrm{FX}\) ( efforts \({N}_{xx}\) ) – en fonction du déplacement \(\mathrm{DX}\) imposé pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :

_images/10000201000002D700000236B23E287185A71AD1.png

Diagrammes comparés moment \({M}_{yy}\) en fonction de la rotation \(\mathrm{DRY}\) imposéepour le chargement \(\mathrm{f2}\) :

_images/10000201000002D20000023562D7413FCF27C14E.png

Diagrammes comparés déplacement \(\mathrm{DY}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :

_images/10000201000002D800000235AE987DD76773BB5F.png

Diagrammes comparés rotation \(\mathrm{DRX}\) (due à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :

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5.5. Remarques#

D’après les courbes précédentes, on constate que le modèle multicouche avec la loi BETON_REGLE_PR représente le comportement global du béton armé en flexion et traction d’une manière satisfaisante en charge. Les mêmes seuils d’endommagement sont identifiés. Cependant en décharge, la loi BETON_REGLE_PR suit la même courbe que la charge à la différence de la loi ENDO_ISOT_BETON.

L’effet de Poisson n’est pas modélisé par la loi BETON_REGLE_PR, on obtient donc une rotation nulle dans la direction DRX et un déplacement DY nul.

Pour le second chargement, on observe un comportement similaire pour le couplage de membrane-flexion entre BETON_REGLE_PRet ENDO_ISOT_BETON en charge (réponse élastique, endommagement et compression). Les mêmes seuils d’endommagement sont identifiés.