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Types de supports dans l'analyse structurelle

Les supports sont sans doute l'un des aspects les plus importants d'une structure, car il spécifie comment les forces au sein de la structure sont transférées au sol. Cette connaissance est requise avant de résoudre le modèle, car il nous dit quelles sont les conditions aux limites. SkyCiv Structural 3D offre à ses membres des conseils professionnels et experts sur la modélisation de votre structure pour vous assurer que votre conception est optimisée.

Différents types de supports structurels

Les supports sont une partie cruciale de votre modèle d'analyse structurelle. Il est impératif que vous compreniez les différents types de supports structuraux dès le début car ils ont le potentiel de représenter incorrectement votre modèle. Cela peut entraîner des résultats incorrects qui ne simulent pas avec précision la situation réelle. Cet article de SkyCiv aura pour objectif d'expliquer les différents types de supports ainsi que leurs exemples réels, avantages, inconvénients ainsi que leurs réactions admissibles.

1. Support fixe

Un support fixe est le type de support ou de connexion le plus rigide. Il contraint le membre dans toutes les traductions et rotations (c'est à dire. il ne peut ni bouger ni tourner dans aucune direction). L'exemple le plus simple d'un support fixe serait un poteau ou une colonne en béton. Le poteau ne peut pas se tordre, faire pivoter ou déplacer; il est fondamentalement limité dans tous ses mouvements à cette connexion.

Application: Les supports fixes sont extrêmement avantageux lorsque vous ne pouvez utiliser qu'un seul support. Le support fixe fournit toutes les contraintes nécessaires pour assurer la statique de la structure. Il est le plus largement utilisé comme seul support pour un cantilever.

Limites: Les supports fixes n'offrent absolument aucun "don". Dans un sens, son plus grand avantage peut aussi être sa chute, car parfois une structure nécessite un peu de déviation ou de "jeu’ pour protéger les autres matériaux environnants. Par exemple, à mesure que le béton continue de gagner en résistance, il se dilate également. Donc, si un support n'est pas conçu correctement, l'expansion pourrait entraîner une réduction de la durabilité.

À l'aide de SkyCiv Structural 3D, et autres logiciels d'analyse structurelle, ce type de support est défini par le code de fixité “FFFFFF” ce qui signifie que le support est fixe (F) dans toutes les traductions et rotations (c'est à dire. c'est fixe en tout 6 degrés de liberté). Pour plus d'informations sur la signification de ces codes, visitez notre article sur Codes de fixité.

Exemple Graphique dans le logiciel Code de fixité
types de supports structuraux - support fixe Verticale, Horizontal, Des moments

Fixité: FFFFFF

Support fixe: (La gauche) Ce mât est un exemple de support fixe; le béton empêche la base du poteau de bouger du tout (Milieu) 3D structurelle représentation et (À droite) les réactions associées à ce type de support et son code de fixité.

 

2. Support épinglé

Un support épinglé est un type de support très courant et est le plus souvent comparé à une charnière en génie civil. Comme une charnière, un support épinglé permet une rotation mais pas de translation (c'est à dire. il résiste aux forces horizontales et verticales mais pas un instant). Pense à ton coude; vous êtes capable d'étendre et de fléchir le coude (rotation) mais tu ne peux pas bouger ton avant-bras de gauche à droite (Traduction).

Application: Les supports épinglés peuvent être utilisés dans les fermes. En reliant plusieurs membres reliés par des connexions de charnière, les membres vont se pousser les uns contre les autres; induisant une force axiale à l'intérieur de l'élément. L'avantage de ceci est que les membres ne contiennent aucune force de moment interne, et peuvent être conçus en fonction de leur force axiale uniquement.

Limites: Un seul support épinglé ne peut pas retenir complètement une structure, car il faut au moins deux supports pour résister au moment.

Exemple Graphique dans le logiciel Code de fixité
types de supports structuraux - support épinglé Verticale, Horizontal

Fixité: FFFFRR

Support épinglé: (La gauche) Un grand membre est soutenu ici par un support de goupille et ne pourrait pas se déplacer vers le haut ou vers le bas, mais serait capable de tourner, (Milieu) 3D structurelle représentation et (À droite) les réactions associées à ce type de support et son code de fixité.

3. Support de rouleau

Les supports à rouleaux peuvent résister à une force verticale mais pas à une force horizontale. Un support de rouleau ou une connexion est libre de se déplacer horizontalement car rien ne le contraint.

Application: L'utilisation la plus courante d'un support à rouleaux est dans un pont. En génie civil, un pont contiendra généralement un support de rouleau à une extrémité pour tenir compte du déplacement vertical et de l'expansion dus aux changements de température. Ceci est nécessaire pour éviter que l'expansion n'endommage un support épinglé.

Limites: Ce type de support ne résiste à aucune force horizontale. Cela a évidemment des limites en soi car cela signifie que la structure nécessitera un autre support pour résister à ce type de force.

Exemple réel Graphique dans le logiciel Code de fixité
types de supports structuraux - support de rouleau support de rouleau Verticale

Fixité: RFFRRR

Support de rouleau: (La gauche) Un pont peut se dilater horizontalement à l'aide d'un support à rouleaux. Ce rouleau supporte un côté du pont. (Milieu) 3D structurelle représentation et (À droite) les réactions associées à ce type de support et son code de fixité.

 

4. Support simple

Un support simple est essentiellement là où le membre repose sur une structure externe. Ils sont assez similaires aux supports à rouleaux en ce sens qu'ils sont capables de retenir les forces verticales mais pas les forces horizontales. L'élément repose simplement sur une structure externe à laquelle la force est transférée. Dans ce cas, si vous appliquez une force verticale, il ne pourra pas le supporter. Un exemple est une planche de bois posée sur deux blocs de béton. La planche peut supporter n'importe quel (verticale) force mais si vous appliquez une force horizontale, la planche glissera simplement des blocs de béton.

Les supports simples ne sont pas largement utilisés dans les structures réelles à moins que l'ingénieur ne puisse être sûr que le membre ne se traduira pas; autrement, ils courent le risque que le membre tombe simplement du support.

Exemple réel Graphique dans le logiciel Code de fixité
types de supports structuraux - prise en charge simplifiée Verticale

Fixité: FRFFFR

Support simple: (La gauche) Stonehenge est un excellent exemple de support simple. La pierre supérieure repose sur la « colonne’ des pierres, dont le poids le maintient en place. (Milieu) 3D structurelle représentation et (À droite) les réactions associées à ce type de support et son code de fixité.

Les supports sont un élément impératif de la construction de votre modèle pour garantir des résultats précis et sûrs. Ils ne sont pas un aspect du modèle à deviner, car cela peut empêcher votre structure de se comporter comme vous l'aviez anticipé. Avec notre SkyCiv Structural 3D adhésion, vous pouvez obtenir de l'aide pour toutes vos questions de modélisation. Renseignez-vous à tout moment sur votre modèle ou votre design et nous serons heureux de vous aider!

Sam Carigliano PDG et co-fondateur de SkyCiv
Sam Carigliano
PDG et co-fondateur de SkyCiv
BEng (Civil), BCom
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