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SkyCiv Structural 3D

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Plaques

Dans cette documentation, tu trouveras des tutos sur:

  1. Plaques
  2. Création de plaques dans SkyCiv S3D
  3. Plaques orthotropes
  4. assiette – Connectivité des nœuds

 

Plaques

Les plaques sont les éléments bidimensionnels d'une structure les plus couramment utilisés pour modéliser les dalles, des murs, et ponts sous charges appliquées.

SkyCiv possède de puissantes capacités de maillage et d'analyse de plaques, pour aider les ingénieurs avec des plaques 2D telles que des dalles et des murs de soutènement. Les plaques peuvent être définies comme n'importe quel matériau, et après résolution, l'utilisateur peut obtenir les efforts internes, pressions, et la déviation de cet élément de coque. Ces résultats peuvent être affichés dans l'interface graphique, exportés sous forme de résultats CSV, ou au format PDF via nos rapports d'analyse.

analyse-plaque-skyciv-deflection-simple

Cliquez ici pour plus d'informations sur Résultats de l'analyse des plaques SkyCiv

Création de plaques

Des plaques peuvent être créées (et édité) via le formulaire, la fiche technique, ou en utilisant les commandes de la souris. Pour utiliser les commandes de la souris, assurez-vous que vous êtes dans le menu des assiettes. Cliquez sur les nœuds – sans traîner – qui forment la plaque. Cliquez une deuxième fois sur le dernier nœud pour terminer la plaque.

Pour spécifier une plaque dans SkyCiv Structural 3D fournir simplement des valeurs pour:

  • ID de nœud – Les nœuds qui composent la plaque. Spécifié par les numéros de nœud séparés par des virgules.
  • Épaisseur de la plaque – L'épaisseur de la plaque. Pour les plaques Mindlin épaisses, il est recommandé que le rapport surface/épaisseur de la plaque soit inférieur 8.
  • Identifiant du matériau – L'ID utilisé pour identifier le matériau de la plaque.

Réglages avancés

Les paramètres avancés pour les plaques peuvent être consultés en activant son interrupteur à bascule. Les champs de formulaire avancés ont des étiquettes bleues, et inclure des options pour:

  • Rotation Z – La rotation (en degrés) de la plaque autour de son axe normal (son axe Z local).
  • Type de plaque – Le type d'élément de plaque. Les plaques Mindlin sont la valeur par défaut recommandée. Ils prennent en compte les déformations de cisaillement, ce qui est approprié pour les plaques épaisses et est basé sur la théorie de Mindlin-Reissner. Les plaques de Kirchhoff ne tiennent pas compte des déformations de cisaillement qui conviennent aux plaques minces.
  • Décalage – Décaler la plaque perpendiculairement à son plan. Similaire aux décalages de membres, la plaque est connectée aux emplacements des nœuds à l'aide de liens rigides.
  • État du plan – Choisissez si vous souhaitez calculer la contrainte plane ou la déformation plane lors de l'analyse de votre plaque

Comme une plaque est créée, il apparaîtra comme une région ombrée avec une étiquette. Les plaques sont identifiées par leur numéro de plaque qui apparaît au milieu de la plaque par défaut. Les utilisateurs peuvent cliquer et déplacer l'étiquette du numéro de plaque s'ils le souhaitent.

Dépannage des modèles avec plusieurs plaques

Structures parfois plus grandes (ou structures à plusieurs plaques) peut échouer à résoudre en raison d'une mauvaise connectivité pendant la phase de maillage. Nous vous recommandons fortement de mailler toutes vos plaques à la fois pour éviter des problèmes comme celui-ci.

Si votre structure a plusieurs plaques et ne parvient pas à résoudre, nous vous recommandons de remailler la structure d'un seul coup. La façon la plus simple de le faire est de:

  1. Tout sélectionner (CTRL + UNE) et Cliquez Avancé – Plaques – Plate Mesher
  2. Cliquez sur Démailler pour démailler toutes vos plaques existantes
  3. Sélectionnez à nouveau toutes les plaques (CTRL + UNE) et retourne dans le Mesher (Avancé – Plaques – Plate Mesher)
  4. Sélectionnez ensuite Quadrilatères non structurés
  5. Cliquez sur Maillage

Le logiciel maillera ensuite toutes vos plaques en une seule fois, garantissant une connectivité appropriée dans l'ensemble de votre modèle. C'est la méthode la plus fiable car elle garantit que les plaques adjacentes sont connectées aux nœuds communs.

Exemple

Dans cet exemple, nous allons créer une plaque et appliquer des supports.

1) Tracer les quatre nœuds (0,0,0) , (1,0,0) , (1,1,0) et (0,1,0).

Exemples de plaques
2) La plaque peut être créée en 4 différentes façons pour que ce soit simple et rapide, en fonction de votre méthode de saisie préférée. Regardons chacun.

1. Utilisation du menu de gauche:

d'abord, les plaques peuvent être créées dans un formulaire en cliquant sur le bouton « Plaques’ bouton de menu dans la barre de navigation de gauche. Spécifier 1,2,3,4 comme l'ordre des nœuds de la plaque dans les ‘Node IDs’ domaine. Cliquez sur Appliquer.

Exemples de plaques 2

2. Clic-droit:

Mettez en surbrillance les nœuds qui délimiteront votre assiette, puis clic droit – Ajouter une plaque. The software will automatically put the nodes in a clockwise direction and apply a plate. La mise en surbrillance des nœuds est facile avec CTRL + Cliquer glisser (dans deux sens) ou CTRL + A pour sélectionner tous les nœuds:

3. Utilisation de la fiche technique

Troisièmement, plates can be created by clicking on the Plates Datasheet. Cette méthode est similaire à la première, sauf sous forme de tableau. Il vous permet de visualiser ou de créer plusieurs plaques à la fois. Spécifier 1,2,3,4 dans les « Nœuds’ colonne et cliquez sur Appliquer pour créer une plaque. Remarque, lors de la spécification des nœuds dans la table, ordonner les nœuds tels qu'ils apparaissent autour de la plaque. c'est à dire. aller dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse pour créer un “chaîne de caractères” de nœuds qui composent la plaque.

4. Cliquez entre les nœuds:

dernièrement, les plaques peuvent être créées à l'aide des commandes de la souris. Pour utiliser les commandes de la souris, assurez-vous que vous êtes dans le menu Assiettes. Cliquez sur les nœuds – sans traîner – qui forment la plaque. Cliquez une deuxième fois sur le dernier nœud pour terminer la plaque.

Exemples de plaques 3
3) Appliquer 4 prend en charge en cliquant sur le bouton « Prise en charge’ bouton de menu, and enter 1,2,3,4 dans le "Node ID’ domaine.

14
Voici à quoi devrait ressembler la plaque:

15
Now you have the plate created, consultez le prochain article pour suivre cet exemple et apprendre à mailler votre assiette.

 

Plaques orthotropes

Orthotropic plates can also be added in SkyCiv Structural 3D. Dans certaines situations, les modèles peuvent avoir besoin d'inclure des plaques avec des propriétés mécaniques différentes dans chaque direction orthogonale, ce qui signifie que le module d'élasticité n'est plus une valeur unique, mais il a une valeur pour chaque direction. aditionellement, une entrée pour le module de cisaillement dans chaque direction est également requise.

Pour ajouter des plaques orthotropes, commencer par ajouter un matériau orthotrope (avec Ex, Hé, Gxy, Gxz, Fille) sous le Matériaux menu dans la section avancée, fournir des valeurs pour:

  • Young’s Modulus xModulus of elasticity in the local x-axis
  • Young’s Modulus yModulus of elasticity in the local y-axis
  • Module de cisaillement xy – Module de cisaillement dans le plan
  • Module de cisaillement xz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis xz
  • Module de cisaillement yz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis yz

Veuillez garder à l'esprit que lorsque les valeurs du matériau orthotrope sont fournies, Young’s Modulus specified as a single value is ignored for the analysis of the plates with the orthotropic material assigned to them.

Remarque: If not sure about which is the physical direction of each plate’s local axes, allez dans les paramètres de visibilité et basculez le “Axes locaux” option (plus d'informations sur les paramètres de visibilité ici)

Ajout de plaques orthotropes dans SkyCiv Structural 3D
Axes et plans locaux pour les plaques dans SkyCiv S3D

assiette – Connectivité des nœuds

When modeling complex buildings, there will be a need to include Slabs elements and these can be modeled using Plate Elements according to the sections mentioned above. It is a must to correctly define node connectivity between elements such as beams and plates.

This section is going to show a short example that consists of a Reinforced Concrete one-level building.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

Les éléments modélisés consistent à:

  • Cadres de moment pour résister à la gravité et aux charges latérales.
  • Dimensions des colonnes: 500 millimètre x 500 mm.
  • Beams dimensions: 500 millimètre x 700 mm.
  • Propriétés du béton: f’c = 25 MPa. (ACI-318)

The loads we will include in the model are:

  • Charge de gravité: poids propre (SW).
  • Charge latérale (LL): une charge de ligne de 5 kN/m appliqué aux poutres en “avec” direction.
  • Combinaison de charge: SW + LL

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Avant d'exécuter le solveur, qui est une analyse statique linéaire, il faut mailler précisément toutes les plaques y compris les éléments en contact avec elles.

Pour faire cette étape de maillage, première, select all plates (ctrl+A), then go to ‘Editand choose ‘Plate’ >> ‘Plate Mesher’ >> ‘Types of Elements: Quadrilatères non structurés’ et définissez une option de granularité très fine à l'aide du curseur ou en définissant une petite taille physique au maillage. Nous recommandons le dernier avec une taille de 0,8 m.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

With a finer mesh, we can improve connectivity and avoid some issues in our structural models. Voir l'image suivante

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

finalement, running analysis we can see that the lateral load has been transferred in an excellent way.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

Comment résoudre les problèmes de connectivité plaque-nœud dans votre modèle?

Si vous avez une mauvaise connectivité entre les membres de votre modèle, il faudra les améliorer, dans la majorité des cas, modification de certaines propriétés de maillage. Vous apprendrez dans l'exemple suivant comment résoudre le problème d'un modèle.

Les images suivantes sont une séquence d'étapes pour analyser un tunnel en béton armé.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity Plate structure, modeling plates Plate structure, modeling plates

Les première et deuxième images sont le modèle structurel et un maillage très pauvre avec une charge horizontale, respectivement. Si nous exécutons l'analyse sans ajuster le modèle, on obtiendra des éléments se chevauchant. Cela peut être confirmé en regardant le rectangle rouge dans la troisième image.

Pour résoudre ce problème, il faut ajuster le maillage pour toutes les plaques. Passer à l'étape suivante:

  • Sélectionnez toutes les plaques avec “ctrl + UNE” et filtrer par plaques (Les options de filtre sont accessibles par clic droit lorsque les éléments sont sélectionnés).
  • Aller à Modifier >> Plaques >> Mailleur de plaques >> vous devriez vous sentir prêt à vous attaquer à des projets beaucoup plus vastes et complexes “Démailler” to clean the plates from the irregular mesh (This option also can be used by right click and then ‘Unmesh’).
  • Sélectionnez à nouveau toutes les plaques et accédez à “Mailleur de plaques” comme nous l'avons fait auparavant pour mailler correctement ces éléments.
  • Modifiez le type d'éléments dans la fenêtre Plate Mesher en “Quadrilatères non structurés” et définir une taille physique de 0,4 m (L/10).
  • Appliquer le maillage. Nous obtiendrons un résultat comme indiqué ci-dessous.

Plate structure, modeling plates

  • finalement, run the analysis and observe how a correct mesh improves the result mainly by connecting well all nodes and elements. Plate structure, modeling plates

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Références:

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