Catalogue Scia Engineer

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1 Catalogue Scia Engineer FR Tractebel Engineering - Musée des Confluences - Lyon, France - image isochrom.com Nouvelle plate-forme pour modéliser, concevoir, analyser et détailler tous les types de structures 1D, 2D, 3D et 4D

2 Préface Bienvenue dans le catalogue des logiciels Nemetschek Scia! L industrie de la construction adopte à grande vitesse les nouvelles technologies afin de pouvoir répondre aux besoins sans cesse croissants du calcul de structure et de la conception rentable et économique. Avec plus de 37 ans d expérience dans le domaine de l ingénierie des structures, Nemetschek Scia est fière de servir chaque jour plus de bureaux d ingénierie, entreprises de construction de toutes sortes, organismes de contrôle, entreprises industrielles et établissements académiques. Scia offre une technologie innovante qui fournit des solutions 3D intégrées pour presque toutes les structures (structures métalliques et béton, immeubles de grande hauteur spectaculaires, des bâtiments ordinaires, ponts et tunnels, réservoirs, etc.). Scia a créé une plate-forme de calcul de structure avancée, appelée Scia Engineer un logiciel intégré de conception des structures qui a également été décliné en des outils pour les applications verticales telles qu échafaudages, bâtiments préfabriqués, béton préfabriqué, structures mixtes, canalisations et autres. Ce catalogue vous informe sur tous les détails concernant les modules de Scia Engineer pour la modélisation, l analyse, la conception et le dessin. Il commence avec la présentation des Editions de Scia Engineer : Concept, Professional, Expert et Structural. Scia Engineer est complètement orienté objet avec une interface utilisateur attrayante et intuitive et offre des hautes fonctionnalités pour la génération automatique de notes de calcul et de dessins. Il s agit là d une pierre angulaire du concept Building Information Modelling (BIM) pour les ingénieurs en construction. Dans l optique BIM, toute l information concernant la structure est partagée avec des architectes, entreprises, fabricants et autres professionnels de la construction. Scia est un pionnier dans l implémentation du concept BIM dans ses logiciels depuis des années ; c est pourquoi nos solutions logicielles comme Scia Engineer (calcul), Allplan (dessin) et Scia Fabsteel (fabrication) offrent un niveau d intégration sans égal. Ce catalogue vous donne une information technique détaillée sur chaque module actuellement disponible dans Scia Engineer. Votre ingénieur commercial local de Scia vous conseillera avec plaisir sur l adéquation du logiciel en fonction de vos besoins individuels. Nous vous souhaitons une agréable lecture de ce catalogue. Et rejoignez nos clients en adoptant la technologie de Scia pour votre travail d ingénierie. Dr. Ir. J.P. Rammant CEO de Nemetschek 1

3 Table des matières Éditions Scia Engineer 3 Liste des modules 5 Modules 1. Modélisation Générateur de charges Analyse Conception acier Détails Conception béton Conception autres matériaux Conception de fondations 125 2

4 Éditions Scia Engineer Éditions Scia Engineer esa.ed.ba C esa.ed.pr P esa.ed.ex E esa.ed.st S Scia Engineer - édition Concept Cette version s adresse aux ingénieurs qui débutent dans la modélisation, l analyse et la conception de structures en béton, acier ou autres matériaux avec Scia Engineer. Le modèle 3D est constitué de poteaux, poutres droites ou courbes, dalles, voiles, coques éventuellement placés par rapport à une grille 3D. La modélisation se fait via l importation de fichiers, l utilisation de modèles paramétrés, la création en direct grâce à l utilisation du modeleur interne et des outils d aide associés. Dans cette édition, l incorporation du module des outils de productivité et de la galerie d images apporte toute la puissance de la technologie objet sur laquelle repose le logiciel. Au niveau des calculs, l édition Concept fournit les capacités de calculs statiques (linéaire et non-linéaire géométrique) par éléments finis. Les éléments 1D et 2D sont contrôlés suivant une norme (Eurocode ou autre norme nationale selon disponibilité) tant pour l acier que pour le béton. Le générateur 2D de charges climatiques est compris (Eurocode ou autre norme nationale suivant disponibilité). Tous les outils nécessaires pour la construction métallique sont intégrés : le contrôle du taux de travail avec prise en compte des instabilités (flambement, déversement), l optimisation des sections (laminées, PRS, à parois minces). De même, pour le béton armé, l utilisateur calcule le ferraillage nécessaire (longitudinal et de cisaillement) pour les poutres et poteaux ou dalles, voiles et coques suivant les normes les plus récentes y compris le contrôle des fissures et du poinçonnement. Le ferraillage pratique (barres, étriers et treillis soudés) est pris en compte dans le contrôle détaillé d une section. Il en résulte également des vues 3D très détaillées pour le modèle en entier ou les détails. Cette édition «Concept» est le meilleur choix pour les applications quotidiennes. Les ingénieurs pourront se reposer sur sa qualité pour remplir leur mission auprès de leurs clients et des organismes de contrôle. Scia Engineer - édition Professional Ceci est la version pour l ingénieur expérimenté avec Scia Engineer. En plus des possibilités de l édition «concept» elle apporte des éléments de modélisation avancés : sections quelconques (forme et multi-matériaux), modélisation paramétrique (géométrie, charges, etc.). Cette version inclut tous les outils relatifs à l application du concept BIM (Building Information Modelling), à savoir des capacités avancées d échange avec d autres logiciels d architecture, de dessin et de calculs (Revit, Allplan, Tekla Structures, etc.), contrôle des collisions des modèles. L application des charges est étendue aux charges mobiles sur filaires et surfaciques. Les calculs aux éléments finis couvrent toutes les non-linéarités (pression seule sur surface, ressorts non linéaires, etc.), l analyse de stabilité, la dynamique (fréquence, mode, charges sismiques, charges temporelles, etc.). La partie conception et optimisation est complétée par le contrôle au feu pour l acier, incluant courbes d élévation de température, ainsi que pour les sections en béton. Le calcul des assemblages en acier, avec plaques d abouts, boulons, raidisseurs, soudures, est également inclus pour différents types (assemblages rigides, boulonnés, soudés, articulés, diagonales boulonnées) et stocké dans un système expert. Les plans d ensemble des structures en acier ainsi que les plans de détail des assemblages sont présents et accompagnent les visualisations 2D et 3D présentes dans la note de calcul. Pour la conception béton, les déformations tiennent compte de la fissuration et du fluage en fonction du ferraillage mis en place. Scia Engineer - édition Expert En complément à l édition Professional, l Expert intéressera les utilisateurs les plus exigeants et les plus pointus pour des calculs avancés dans le génie civil, etc. Quelques ajouts: charges mobiles avancée et trains de charges, phases de construction (modification du système statique prise en compte pour chacune des phases). L édition «expert» offre des outils puissants de calculs de la précontrainte par pré- et post-tension pour des éléments en béton avec la prise en compte des effets différés (relaxation, retrait, fluage etc.), modélisation directe des torons par éléments finis et contrôle des sections selon les normes en vigueur. D autres calculs complexes peuvent être entrepris pour les câbles (incluant l effet chaînette et la tension initiale) et les membranes ou maçonneries (traction ou compression seule dans les éléments surfaciques) ainsi que pour l interaction solstructure (avec prise en compte des paramètres de rigidité du sol). Les modes de flambement critiques prennent en comptes les non-linéarités éventuelles d éléments de structure (barres en traction seule, appuis en butée, ressorts non-linéaires, effets P-delta). Scia Engineer - édition Structural Scia Engineer Edition Structural est un outil destiné aux ingénieurs et dessinateurs pour modéliser et concevoir des structures (les fonctionnalités d analyse et de contrôle selon les normes ne sont pas incluses) tout en s insérant dans un processus BIM. Il comprend des fonctionnalités pour la modélisation ainsi que l importation de modèles et de plans provenant d applications tierces (BIM structures), les outils de correction, d alignement et de paramétrisation du modèle, le contrôle des conflits et l export vers d autres logiciels de CAO. Des Plans d ensemble automatiques peuvent être réalisés de façon simple et rapide. 3

5 Éditions Scia Engineer Editions Scia Engineer - Tableau comparatif Concept Professional Expert Structural Modeleur Modeleur - Outils de productivité avec document actif - IFC, DWG, DXF, VRML (esa.00, esa.01, esa.02, esa.04, esa.06) x x x x Outils BIM - Modélisation paramétrique - Section graphique - Liens Allplan, Tekla, ETABS (esa.26, esa.11, esa.07, esa.28, esa.22, esa.29) x x x Lien Revit Structures - Modélisation Free-form (esa.21, esa.24) x Générateurs de charges Générateur de charges : vent, neige, panneaux de charges (esas.05.xx, esas.29) x x x Générateur de charges de vent 3D - Charges mobiles (esas.46.xx, esas.02, esas.35) x x Charges mobiles avancées, train de charges (esas.03, esas.36, esas.04) x Analyse Analyse statique linéaire (esas.00, esas.01) x x x Analyse statique non linéaire - Barres en traction seule, appuis en butée - Non-linéarité géométrique (esas.07, esas.08, esas.10, esas.11) x x x Analyse statique non linéaire avancée - Rotules non linéaires et éléments de contact, surfaces en compression seule, analyse de stabilité, analyse dynamique (fréquences propres, harmonique, sismique, dynamique temporelle) x x (esas.09, esas.44, esas.13, esas.14, esas.21, esas.22, esas.23, esas.24) Calculs avancés : Interaction sol-structure, câbles, stabilité non linéaire, membranes, analyse séquentielle, appuis à frottement (esas.06, esas.12, esas.34, esas.37, esas.45, esas.42) x Phases de construction linéaires et non linéaires (esas.27, esas.38, esas.28) x Structures précontraintes, analyse en fonction du temps (esas.20, esas.40) x Conception acier Contrôle acier - Optimisation des sections en acier (esasd.01.xx) x x x Contrôle de la résistance au feu - Sections à parois minces - Analyse plastique (esasd.05.xx, esasd.15.xx, esas.15) x x Assemblages acier : modélisation (esa.18) x x x Assemblages acier : contrôles (esasd.02, esasd.03, esasd.06, esasd.07, esasd.08) x x Conception béton Conception et contrôle du béton armé, calcul du ferraillage, contrôle du poinçonnement, déformations différées selon les normes (esacd.01.xx, esacd.02.xx, esacd.03.xx, esas.18, esas.19) x x x Définition d un ferraillage pratique (esacdt.01, esacdt.03) x x x x Contrôle de résistance au feu pour les poutres en béton armé (esacd.07.xx) x x Précontraintes et post-contrainte : définition des câbles, conception et contrôle (esa.17, esa.20, esacd.04.xx) x Détails Plans d ensemble automatisés (esadt.01) x x x Plans d assemblages détaillés (esadt.02) x x x Fondations Blocs de fondation (esafd.02.01) x x 4 Modules en option Calcul non-linéaire des poutres et poteaux en béton (esas.16) Optimisation globale (esa.23) Amortissement non uniforme (esas.25) Accumulation d eau (esas.30) Déversement 2nd ordre (esasd.14) Poutres cellulaires (esasd.12.01) Aluminium (esaad.01.01) Contrôle bois (esatd.01.01) Poutres mixtes acier-béton (esascd.02.xx) Poteaux mixtes acier-béton (esascd.01.xx) Dalles à corps creux (esacd.11.01) Dalles alvéolaires (esacd.06.01) Conception de pieux (esafd.01.03) Contrôles d échafaudages (esasd.13.01) Pylônes à haute tension (esa.16, esasd.10.03) Contactez votre représentant pour plus d informations sur les modules supplémentaires. Charges Conditions de bord Calcul Résultats Contrôle normatif Optimisation Edition Structural Modélisation Import directe IOA/DAO Modèle de structure Structure2Analysis Modèle d analyse Contrôle de collision Plans d ensemble automatisés Métré Document Espace papier

6 Liste des modules 1. Modélisation C P E S consultez les éditions, page 3 µ Pré-requis Modélisation Standard esa.00 Modeleur d éléments 1D C P E S 18 µ esa.08 Module de base pour chaque installation de Scia Engineer. Inclut la modélisation de géométrie d ossatures. Autres outils de base : interface utilisateur graphique et manipulation d image avec rendu, modèle d analyse et de structure DAO intégré, bibliothèques de profils (profils acier standards, barres avec jarrets et sections variables, profils reconstitués soudés, sections aluminium, sections paramétriques en béton, en bois et sections de pont, sections numériques), bibliothèque de matériaux (acier, béton, bois, aluminium et autres matériaux à définir par l utilisateur), bibliothèque de boulons, bibliothèque de diaphragmes (bardages), bibliothèque étendue d éléments structurels paramétriques (blocs catalogue), enregistrement de géométries et d éléments de géométrie définis par l utilisateur en tant que bloc utilisateur pour réutilisation dans d autres projets, trames 2D et 3D pour l introduction rapide et aisée de structures, nombreux modes d accrochage, fenêtre 3D pour représentation sélective de détails, différentes options pour points de vue et coupes, fenêtre des propriétés pour la modification rapide des caractéristiques de tous les objets, galerie d images (modification et enrichissement de dessins à l aide de textes, cotes, commentaires, etc.), importation et exportation en différents formats de fichiers (PSS, DStV, DXF, DWG, VRML, XML, EPW, IFC etc.), rédaction de notes de calcul (document) avec importation des résultats et dessins et exportation aux formats RTF, HTML, PDF et TXT. esa.01 Eléments 2D plans C P E S 18 µ esa.00 Modélisation de surfaces planes (dalles, plaques et parois), éventuellement ajoutés à une structure barres (voir esa.00). Définition de la géométrie avec une épaisseur constante ou variable, épaississement local et ouvertures, lignes et noeuds internes, nervures. (Extension sur esa.00). esa.02 Eléments 2D courbes C P E S 18 µ esa.01 Modélisation d éléments surfaciques courbes (coques), liés ou non à un élément de construction (voir esa.00) et/ou à une surface plane (voir esa.01). Définition de la géométrie (p. ex. mur arrondi, cylindre, cône, sphère, cône tronqué, etc.) d épaisseur constante ou variable. (Extension sur esa.01). esa.04 Découpes sur les surfaces C P E S 18 µ esa.01 Les modules de modélisation géométrique de base déterminent les intersections (points, lignes droites ou courbes) entre éléments 1D, 2D et 3D. Lorsque les lignes d intersection ainsi calculées séparent les éléments en plusieurs parties, ce module permet à l utilisateur d indiquer les parties du modèle à conserver et celles à supprimer. esa.08 Langue de l interface utilisateur C P E S µ esa.00 Chaque installation contient un langage standard selon le choix de l utilisateur. esa.19.x Langue supplémentaire µ esa.00 Tchèque, Allemand, Anglais, Français, Italien, Néerlandais, Roumain, Slovaque, Russe, Espagnol. Modélisation Extension esa.06 Outils de productivité C P E S 22 µ esa.00 Ce package inclut des outils performants destinés à augmenter la productivité de l utilisateur. Le «Document actif» est une extension au Document standard (note de calcul) fourni avec le modeleur de base (esa.00). Le Document standard permet de manipuler toutes les données requises (importation, exportation, dessins, tableaux, etc.) sous une forme standard. En complément au Document standard, le Document actif permet de réaliser des gains considérables de temps et de productivité par la prise en compte automatique des modifications apportées au modèle (changements de géométrie, redimensionnement de certains éléments, autres charges ou autres conditions d appui, etc.). Cette liaison assure une totale cohérence entre le projet et la note de calcul. En outre, des modifications peuvent être apportées directement dans les tableaux du document lui-même ; ces changements sont répercutés dans le modèle, après quoi toutes les données et résultats du document sont régénérés. Des «modèles» permettent de définir à l avance le contenu et la structure des Documents. Une fois un modèle appliqué, le Document est complété automatiquement par les données du projet en cours. Grâce à la «galerie d images évoluée», les données que vous avez enregistrées dans la galerie sont adaptées elles aussi en cas de modification apportée à la structure. Les textes, cotes, commentaires, etc. ajoutés par l utilisateur sont adaptés également. Les «charges prédéfinies» peuvent inclure des tableaux comprenant, par exemple, des définitions de vent et de neige établies sur la base de leurs courbes normalisées spécifiques. Le module permet l exportation d images 3D vers Adobe 3D-PDF. Il est possible de visualiser ces images 3D en format PDF à l aide de l application standard Adobe Acrobat Reader (version 8.0 ou plus). Ce logiciel standard permet aussi de manipuler ces images 3D PDF : rotations, zooms, changement de style de représentation (lignes cachées, transparence...). esa.07 Section graphique P E S 26 µ esa.00 Saisie graphique de sections de forme quelconque, constituées éventuellement de différents matériaux. Une interface simple et conviviale permet de définir les sections suivantes : polygones avec ou sans une ou plusieurs ouvertures, profils à paroi mince, compositions à partir de profils disponibles dans la bibliothèque, profils importés au format DXF ou DWG. Les caractéristiques de la section sont calculées (superficie, moments d inertie, modules de flexion, caractéristiques de torsion, etc.). Pour les modules de calcul par phases (dans le cas d une précontrainte par exemple), cet outil permet d indiquer la partie de la section active pour telle ou telle phase. Enfin, il est possible (avec esa.11) de paramétrer chaque point de la section, de façon à créer rapidement une bibliothèque complète de formes. 5

7 Liste des modules esa.11 Introduction paramétrique P E S 27 µ esa.00 Pratiquement tous les éléments d une structure peuvent faire l objet d une définition paramétrique (coordonnée, dimensions, valeur d une charge, section, etc.). Il est également possible d appliquer des formules dans lesquelles certains paramètres sont calculés en fonction d autres valeurs. Une fois les paramètres fixés, ils sont attribués à l objet concerné de la structure (noeud, barre, charge, etc.). Les paramètres peuvent être organisés selon un système d onglets clair et logique. Lors du démarrage d un projet paramétrique, les valeurs paramètres concernés peuvent être données de façon à générer rapidement la structure avec ses conditions d appui, son chargement et la note de calcul. Cette technique est également applicable aux blocs utilisateur (voir esa.00). Modules de Dessin / Extension esa.27 Package Scia Modeller µ esa.08 Modeleur de base 3D. Modélisation de structures 3D composées d éléments 1D et 2D de volumes de base. Les volumes ne peuvent pas être crées directement mais peuvent être importés à partir de fichiers VRML et IFC. Import et export de nombreux formats (lecture et écriture en PSS, DStV, DXF, DWG, EPW, XML, IFC, BMP, WMF...). Package comprenant esa.00, esa.01, esa.02. esa.24 Modeleur de formes libres 3D S 28 µ esa.00 Modélisation avancée de volumes de base, volumes extrudés, volumes de révolution, etc. Gestion des opérations booléennes d inter- µ esa.27 section, d union et de soustraction appliquées aux volumes et fonctions élaborées de modification de formes (maillage de surfaces, manipulations géométriques avec les noeuds). esa.18 Modeleur d assemblages P E S 30 µ esa.00 Modélisation de la géométrie des assemblages boulonnés et soudés en acier entre les éléments en I, les portiques rigides, articulés, boulonnés avec diagonales, les planchers articulés et les pieds de poteaux. Cette option est limitée à la modélisation ; les calculs sont exclus. Ce modeleur comprend la galerie d images et les assistants pour générer automatiquement les coupes des portiques en acier (vues d ensemble) et pour la génération des plans d assemblages. Interopérabilité esa.26 BIM et outils pour groupe de travail P E S 31 µ esa.00 Outils pour augmenter la productivité notamment dans le cas d échange de données entre applications DAO et IAO ou entre groupes de travail. Ces outils comportent : Structural2Analysis model : conversion automatique d un modèle structurel en modèle d analyse, Mise à jour de projets Scia Engineer : partage de projets au sein de groupes de travail avec outils de mise à jour et de fusion. Reconnaissance d éléments : conversion automatique de volumes en éléments 1D et 2D. esa.28 Lien intelligent avec Nemetschek Allplan P E S 32 µ esa.00 Interface intelligente Round-Trip avec Nemetschek Allplan. Import, export et mise à jour d une géométrie et d un ferraillage. Le modèle structurel peut être conçu avec Allplan ou Scia Engineer et transféré d un programme à l autre. Les données sont préservées et les modifications peuvent être acceptées ou rejetées. Transfert à Allplan des schémas d armatures de poutres et poteaux définis dans Scia Engineer (fichier ASF). Module esa.26 (BIM et outils pour travail collaboratif) inclus. esa.21 Interface avec Revit S 34 µ esa.00 Interface d import, export et mise à jour avec Autodesk Revit Structure 4. Le modèle est exporté grâce au plug-in gratuit disponible sur le site de Nemetschek Scia. L export de modèle de Scia Engineer vers Revit Structure est aussi pris en charge. Le module BIM et les outils pour travail collaboratif sont recommandés. esa.22 Interface avec Tekla Structures P E S 36 µ esa.00 Interface d import et de mise à jour des modèles créés avec Tekla Structures. Le modèle est exporté grâce au plug-in gratuit disponible sur le site de Nemetschek Scia. Le module BIM et les outils pour travail collaboratif sont recommandés. esa.29 Interface ETABS P E S 38 µ esa.00 Interface ETABS : Interface d import/export bi-directionnel entre Scia Engineer et ETABS. Les éléments courants tels que barres, surfaces, charges et appuis sont supportés. Licences esa.09 Licence réseau µ esa.00 Solution pour les installations réseau. Le prix dépend des modules installés. Pour plus de détails, contactez votre revendeur. esa.10 Clé matérielle µ esa.00 Licence utilisateur unique. La clé doit être connectée sur un port parallèle ou sur un port USB de la machine. 6

8 Liste des modules 2. Générateur de charges Charges surfaciques esas.29 Générateur de charges surfaciques C P E 40 µ esas.00 Distribue automatiquement une charge surfacique, linéique ou ponctuelle agissant sur une surface planes sur les éléments barres de la structure. Les éléments porteurs sont éventuellement choisis par l utilisateur sans quoi la charge est distribuée sur toutes les barres de la surface concernée. Charges climatiques esas.05.xx Générateur de vent et de neige C P E 40 µ esas.00 Génération automatique de charges de vent et de neige sur des structures filaires, selon le contrôle. La génération est effectuée sur des structures 2D (générées éventuellement comme coupes dans une structure 3D) sur la base de paramètres spécifiés : région, caractéristiques du terrain, direction du vent, surpression ou sous-pression. Les coefficients de pression déterminés par le logiciel peuvent éventuellement être adaptés par l utilisateur. esas.46.xx Générateur de vent 3D P E 41 µ esas.00 Générateur de vent 3D : Générateur de charges de vent 3D sur des structures 3D fermées, selon la norme EC-EN1991. Charges mobiles esas.02 Charges mobiles sur ossature P E 43 µ esas.00 Ce module génère des zones et des lignes d influence pour une charge mobile qui se déplace suivant une trajectoire donnée. Les lignes d influence sont déterminées sur base de charges unitaires dont la direction et l intensité sont choisies par l utilisateur. En outre, des systèmes de charges définis peuvent être positionnés sur les lignes d influence calculées. Les positions critiques sont détectées pour ces systèmes selon le principe de l exploitation des lignes d influence. Il est possible de calculer automatiquement l enveloppe des effets les plus défavorables. Ce module est destiné à la saisie et au calcul d un groupe de charges ponctuelles et d une charge uniformément répartie se déplaçant le long d une trajectoire sur une ossature ; il permet de calculer l enveloppe des effets sur l ensemble de la structure et les implications locales en un point de la structure. esas.03 Charges mobiles avancées - ossature E 43 µ esas.02 Extension du module esas.02 pour le saisie et calcul avec des systèmes de charges multiples comportant plusieurs groupes de charges ponctuelles mobiles et de charges réparties (avec interactions). esas.04 Train de charges E 44 µ esa.01 Définition de groupes de charges avec leur trajectoires des éléments 2D. Génération automatique de cas de charge pour différentes positions de la charge le long de la trajectoire. esas.35 Charges mobiles - surfaces P E 43 µ esas.02 Ce module génère des zones et des lignes d influence pour une charge mobile qui se déplace suivant une trajectoire donnée. La direction et l intensité de la charge mobile sont définies par l utilisateur. En outre, des systèmes de charges définis peuvent être positionnés sur les lignes d influence calculées. Les positions critiques sont détectées pour ces systèmes selon le principe de l exploitation des lignes d influence. Il est possible de calculer automatiquement l enveloppe des effets les plus défavorables. Ce module est destiné à la saisie et au calcul d un groupe de charges ponctuelles et d une charge uniformément répartie se déplaçant le long d une trajectoire sur des surfaces ; calcul de l enveloppe des effets sur l ensemble de la structure et des implications locales en un point de la structure (extension sur esas.02). esas.36 Charges mobiles avancées - surface E 43 µ esas.35 Saisie et calcul de systèmes de charges multiples comportant plusieurs groupes de charges ponctuelles mobiles et de charges linéiques (avec interactions). Calcul de l enveloppe des effets sur l ensemble de la structure et des implications locales en un point de la structur. (extension sur esas.35). 3. Analyse Analyse linéaire esas.00 Calcul statique linéaire des structures 2D C P E 45 µ esa.00 Calcul statique linéaire des structures planes composées de barres et/ou de surfaces (éléments finis) soumises à des charges dans leur plan (p.ex. portiques, parois) ou perpendiculaires au plan (p.ex. grillages de poutres, dalles de plancher). Le type de structures qu il est possible de calculer dépend de la disponibilité des fonctions de modélisation esa.00 et esa.01. Inclut la modélisation et l analyse d appuis (rigides ou à rigidité linéaire aux nœuds, sur barres ou bords de dalles), rotules internes dans des barres et entre surfaces, liens rigides, excentricités, profils à hauteur variable, dalles à épaisseur variable, etc. Types de charges : poids propre, charges aux nœuds et ponctuelles, charges uniformément réparties et charges trapézoïdales, charges uniformes ou charges libres sur les éléments surfaciques, déplacements d appuis, température (uniforme ou gradient de température). Combinaisons de charges automatiques en fonction de la norme sélectionnée ; possibilité de combinaisons définies par l utilisateur. Résultats : représentation numérique et graphique des déformations, réactions aux appuis, efforts internes et contraintes. Représentations graphiques en perspective, en coupe, détaillées, avec isolignes et isobandes. Tous les outils des modules de base sont disponibles. 7

9 Liste des modules esas.01 Calcul statique linéaire des structures 3D C P E 45 µ esas.00 Extension sur le module esas.00 (calcul 2D), ce module permet de calculer des constructions 3D composée de barres et/ou d éléments surfaciques plans ou courbes selon les modules de modélisation disponibles (esa.00, esa.01 et esa.02). Le modèle 3D permet la reprise de charges dans n importe quelle direction. Analyse non-linéaire / Interaction sol-structure esas.06 Interaction sol-structure (Soilin) E 47 µ esa.01 Tient compte de l interaction entre la dalle de sol et le sol pour déterminer les paramètres «réels» de rigidité du sol C et pour cal- µ esas.00 culer les tassements. Ce module prend en considération la distribution et l intensité des surcharges, la contrainte de contact entre la fondation et le sol, la géométrie de la fondation et les conditions géologiques du lieu donné. Le calcul est basé sur le modèle de sol de Pasternak et consiste en un processus de calcul itératif pour arriver à l équilibre entre les valeurs des contraintes de contact et des tassements. Le logiciel fournit également les déformations et efforts internes dans la structure sous l effet des tassements. Analyse non-linéaire / Analyse non-linéaire matérielle esas.07 Barres en traction/compression C P E 48 µ esas.00 Calcul de structures avec possibilité de définir des barres ne reprenant que des efforts de traction ou de compression, ou des efforts limités de traction ou de compression. Application pratique : élimination des efforts de compression dans les contreventements. esas.08 Appui ou semelle en compression seule C P E 48 µ esas.00 Calcul de structures avec possibilité de définition d appuis aux noeuds, linéiques ou surfaciques reprenant des efforts dans une seule direction. Application pratiques : poutre ou dalle sur sol. esas.44 Éléments 2D en compression seule P E 50 µ esas.00 Analyse des éléments 2D soumis uniquement à des efforts de compression. Utilisé par exemple pour l analyse des murs de maçonnerie et des arches. esas.09 Rotules non linéaires et éléments avec jeu P E 48 µ esas.00 Calcul de structures avec possibilité de définir des ressorts avec comportement non linéaires aux appuis ou aux nœuds internes (p.ex. assemblages semi-rigides) et des éléments de contact ou de jeux (p.ex. barres ne reprenant des efforts qu à partir d une déformation donnée). esas.42 Ressorts à frottement E µ esas.00 Ressorts à frottement aux appuis. Analyse non-linéaire / Analyse non-linéaire géométrique esas.10 Calcul géométrique non linéaire - ossatures C P E 48 µ esas.00 Calculs au second ordre appliqués aux ossatures. Comprend le calcul de la déformée des structures en tenant compte de l effet P-Delta (déformations initiales et imperfections géométriques) et de l incidence des efforts normaux sur la rigidité. Méthodes de calcul de Timoshenko (pour les structures où l effort N reste constant pendant le calcul) et de Newton-Raphson, avec application incrémentielle des charges (pour déformations plus importantes et effort N variable pendant le calcul). esas.11 Calcul géométrique non linéaire - surfaces C P E 48 µ esas.10 Calculs au second ordre appliqués aux surfaces (éléments finis surfaciques), en tenant compte de l état déformé (imperfections géométriques et déformations initiales). esas.12 Analyse de câbles E 48 µ esas.10 Calcul de structures comprenant des câbles, le cas échéant des câbles précontraints. Possibilité d introduction initiale d un câble de forme incurvée. La courbure finale du câble est calculée en fonction de l équilibre des efforts et de la précontrainte. esas.37 Eléments membranes E 48 µ esas.00 Calcul de coques comme éléments 2D avec rigidité membranaire seule. Analyse non-linéaire / Analyse séquentielle esas.45 Analyse séquentielle 51 µ esas.00 La possibilité d exécuter une analyse qui prend les résultats d une autre analyse comme état initial, Les combinaisons suivantes sont disponibles: a) non-linéarité locale sur poutre + stabilité linéaire; b) non-linéarité locale sur poutre + dynamique (vibration libre). 8 Analyse non-linéaire / Accumulation d eau esas.30 Accumulation d eau selon NEN 53 µ esas.00 Accumulation d eau selon NEN pour les ossatures 2D et 3D avec charge d eau résultante et déformation correspondante.

10 Liste des modules Optimisation esa.23 Optimisation globale 54 µ esa.00 En utilisant des incréments pour les paramètres, l utilisateur peut optimiser facilement les structures. Sur base d un projet Scia Engineer paramétrique, des intervalles et incréments peuvent être définis pour certains paramètres. Scia ODA permet de gérer de tels projet et de fournir un ensemble de résultats à partir duquel l utilisateur sélectionne la combinaison optimale de paramètres et les exporte vers un tableau comme MS Excel (tm) pour une analyse ultérieure. esa.30 Optimisation générale 55 µ esa.00 Les projets paramétriques peuvent être optimisés grâce à ce module. L utilisateur sélectionne les paramètres à optimiser ainsi que l algoritme mathématique adéquat. Le logiciel calcule alors les variantes du projet d origine et effectue les itérations jusqu à la solution optimale. Toutes les étapes sont affichées dans un tableau et l optimum est mis en évidence. Analyse de stabilité esas.13 Stabilité (modes flambement) - ossatures P E 48 µ esas.00 Détermination des modes de flambement globaux et des charges globales de flambement (charges critiques) pour structures filaires. Sur la base de la valeur obtenue pour la charge de flambement, l utilisateur peut choisir d effectuer ou non un calcul au second ordre. Le mode de flambement critique peut être utilisé comme déformation initiale pour le calcul géométrique non linéaire (module esas.10). esas.14 Stabilité (modes flambement) - surfaces P E 48 µ esas.13 Détermination des modes de flambement globaux et des charges globales de flambement (charges critiques) pour les surfaces. Le mode de flambement critique peut être utilisé comme déformation initiale pour le calcul géométrique non linéaire 2nd ordre (module esas.11). esas.34 Analyse de stabilité non linéaire E 48 µ esas.13 Détermination de la forme globale de flambement et de la charge critique d ossatures, tenant compte des non-linéarités telles que barres en traction seule, appuis en butée, ressorts non linéaires, etc. La valeur de la charge critique détermine l opportunité ou non de réaliser une analyse au second ordre. Le mode de flambement critique peut être utilisé comme déformation initiale pour le calcul géométrique non linéaire (module esas.11), (extension sur esas.13). Dynamique esas.21 Dynamique des structures (fréquences propres) - ossatures P E 57 µ esas.00 Calcul des fréquences et des modes propres des structures filaires. Prise en compte automatique de la masse propre de la structure. D autres masses peuvent être introduites en tant que masses locales ou réparties ; des charges peuvent être converties en masses dynamiques à partir d un calcul statique effectué précédemment. L utilisateur indique le nombre de valeurs propres souhaitées. Le mode propre est calculé pour chacune de ces valeurs sur la base de la méthode d itération sur sous-espace. Les résultats peuvent être représentés sous forme numérique ou graphique. esas.22 Dynamique des structures (fréquences propres) - surfaces P E 57 µ esas.21 Calcul des fréquences et des modes propres des plaques et des coques. Prise en compte automatique de la masse propre de la structure. D autres masses peuvent être introduites en tant que masses locales ou réparties ; des charges peuvent être converties en masses dynamiques à partir d un calcul statique effectué précédemment. L utilisateur indique le nombre de valeurs propres souhaitées. Le mode propre est calculé pour chacune de ces valeurs sur la base de la méthode d itération sur sous-espace. Les résultats peuvent être représentés sous forme numérique ou graphique. esas.23 Dynamique des structures (avancé) - ossatures P E 57 µ esas.21 En extension au calcul des valeurs propres de structures filaires (esas.21), ce module permet de calculer la réaction d une structure soumise à une charge harmonique ou sismique. Pour la charge harmonique, on définit la fréquence et l amortissement. Le calcul des charges sismiques est destiné notamment à la simulation de tremblements de terre ; les spectres des normes EC 8, PS 92 (norme française), DIN 4149 (norme allemande), SIA 260/261 (norme suisse) et ceux de la norme turque sont disponibles dans la version standard et peuvent peut être enrichis par l utilisateur. Les facteurs de participation modaux sont indiqués. Pour les deux types d analyse, les résultats peuvent être combinés avec ceux d une analyse statique. esas.24 Dynamique des structures (avancé) - surfaces P E 57 µ esas.22 En extension au calcul des valeurs propres des surfaces (esas.22), ce module permet de calculer la réaction d une structure soumise µ esas.23 à une charge harmonique ou sismique. Pour la charge harmonique, on définit la fréquence et l amortissement. Le calcul des charges sismiques est destiné notamment à la simulation de tremblements de terre ; les spectres des normes EC 8, PS 92 (norme française), DIN 4149 (norme allemande), SIA 260/261 (norme suisse) et ceux de la norme turque sont disponibles dans la version standard et peuvent être enrichis par l utilisateur. Les facteurs de participation modaux sont indiqués. Pour les deux types d analyse, les résultats peuvent être combinés avec ceux d une analyse statique. esas.25 Amortissement non uniforme des ossatures µ esas.23 Introduction d un amortissement spécifique à chaque barre de la structure (amortissement relatif ou décrément logarithmique). Appliqué notamment pour des structures comportant des sous-structures avec des caractéristiques d amortissement différentes (p. ex. constructions mixtes acier-béton, constructions sur fondations, etc.) : Dynamique : calcul de l amortissement modal pour chaque fréquence propre dans la structure. 9

11 Liste des modules Phases de construction esas.27 Phases de construction - ossatures E 59 µ esas.00 Étant donné qu un nombre sans cesse plus grand de constructions civiles sont réalisées en plusieurs matériaux (p.ex. acier, éléments préfabriqués et béton coulé sur place), le système statique de la structure est modifié en cours de construction. Ce module permet de calculer la structure au cours des différentes phases de construction. L historique des contraintes est calculé en tenant compte de l ajout ou de la suppression d appuis, d éléments structuraux ou de charges, de la modification de certaines sections, etc. Applications pour les structures filaires. esas.28 Phases de construction non linéaires - ossatures E 59 µ esas.27 Extension du calcul linéaire d une structure avec les phases de construction (esas.27) ; prise en compte, pour une phase donnée, de la géométrie de la structure déformée de la phase précédente. esas.38 Phases de construction - surfaces E 59 µ esas.27 Étant donné qu un nombre sans cesse plus grand de constructions civiles sont réalisées en plusieurs matériaux (p.ex. acier, éléments préfabriqués et béton coulé sur place), le système statique de la structure est modifié en cours de construction. Ce module permet de calculer la structure au cours des différentes phases de construction. L historique des contraintes est calculé en tenant compte de l ajout ou de la suppression d appuis, d éléments structuraux ou de charges, de la modification de certaines sections, etc. Applications pour les structures avec éléments surfaciques. (extension sur esas.27). 10 Analyse de la précontrainte esas.20 TDA (Analyse en fonction du temps) E 60 µ esas.00 Solveur pour les structures en béton, mixtes ou précontraintes. Analyse en fonction du temps : pertes dues au fluage, développement de la rigidité, retrait, vieillissement, pertes à long terme, relaxation, redistribution des contraintes. Ce module est requis pour la conception et le contrôle précis des poutres et des ossatures en béton. esas.40 Calcul de structures précontraintes E µ esas.00 + Calcul de la géométrie 3D, pertes de précontrainte, génération automatique d éléments finis excentriques pour les groupes de µ esa.17 ou torons (les torons deviennent partie intégrante du modèle structural), charges équivalentes, efforts internes et contraintes dus à la µ esa.20 précontrainte. 4. Conception acier Barres esasd.01 Contrôle acier C P E 61 µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des éléments des constructions métalliques selon le contrôle avec optimisation des profils. Le contrôle et l optimisation peuvent être effectués par barre, par type de section ou pour l ensemble de la structure. Un système de représentation par codes couleurs personnalisable permet à l utilisateur de repérer en un coup d œil les taux d utilisation des divers éléments, les parties sous- ou surdimensionnées de la structure. Les longueurs de flambement sont calculées automatiquement. Toues les classes de profilés sont contrôlées, y compris les profilés de classe 4 (p.ex. profilés à paroi mince). Tous les contraintes et effets d instabilité sont vérifiés : flambement, déversement et voilement à cause de l effort latéral. Si souhaité, le rapport peut inclure les références aux formules utilisées dans la norme. L utilisateur peut renforcer les profilés par des éléments tels que raidisseurs, panneaux de couverture et bardage etc. afin d obtenir une répartition optimale des contraintes. esasd Contrôle acier - EN 1993 C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon EN 1993, avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - DIN C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon DIN 18800, avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - NEN 6770/6771 C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon NEN 6770/6771, avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - ÖNORM 4300 C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon ÖNORM 4300, avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - ANSI/AISC C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon AISC-ASD et AISC-LRFD, avec optimisation des profils (inclut ASD 9ème édition et LRFD 3ème édition). esasd Contrôle acier - CM 66 C P E 63 µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon CM 66, avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - CSN C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon CSN , avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - SIA 263 C P E 65 µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon SIA 263, avec optimisation des sections.

12 Liste des modules esasd Contrôle acier - BS C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon BS :2000, avec optimisation des sections (inclut BS 5950 :1990). esasd Contrôle acier - STN C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques selon STN , avec optimisation des sections. esasd Contrôle acier - EAE Nov : 2004 C P E µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions métalliques avec optimisation des sections. Résistance au feu esasd.05 Contrôle de résistance au feu P E µ esas.00 Contrôles des contraintes et de la stabilité des éléments de constructions métalliques exposées à un risque d incendie. Calcul dans le domaine de résistance ou de température-temps selon le contrôle. L environnement de travail est identique à celui du module contrôle acier (esasd.01.01). L utilisateur indique la courbe d incendie utilisée et la période d exposition. Les profils peuvent être protégés par différents types de matériaux isolants/protecteurs (plaques protectrices, protections pulvérisées). La bibliothèque de matériaux d isolation est personnalisable. Le logiciel recalcule le module E et les contraintes limites en fonction de la température atteinte dans les éléments : les valeurs des sollicitations sont ensuite comparées aux valeurs de résistance. Le cas échéant, la note de calcul peut inclure la mention détaillée des articles concernés dans la norme. esasd Contrôle de résistance au feu - EN P E 67 µ esas.00 Contrôle de contrainte et de stabilité des constructions métalliques exposées à un risque d incendie. Calcul dans le domaine de résistance ou de température-temps selon EN et ECCS N 111. esasd Contrôle de résistance feu - NEN 6072 P E µ esas.00 Contrôle de contrainte et de stabilité des constructions métalliques exposées à un risque d incendie. Calcul dans le domaine de résistance ou de température-temps selon NEN esasd Contrôle de résistance feu - SIA 263 P E 69 µ esas : Contrôle de contrainte et de stabilité des constructions métalliques exposées à un risque d incendie. Calcul dans le domaine de résistance ou de température-temps selon SIA 263 :2003. Profilés minces esasd.15 Contrôle des profilés minces P E µ esasd.01 Le module de contrôle des profilés à paroi mince est une extension du module de contrôle acier esasd Tant le contrôle en section que le contrôle de stabilité sont effectués de façon analogue aux profilés standards. esasd Contrôle des profilés minces - EN1993 P E 76 µ esasd.01 Le module de contrôle des profilés à paroi mince selon la norme EC est une extension du module de contrôle acier EC-EN1993 esasd Tant le contrôle en section que le contrôle de stabilité sont effectués de façon analogue aux profilés standards. esasd Contrôle des profilés minces - AISI NAS 2007 P E µ esasd.05 Le module de contrôle des profilés à paroi mince selon la norme AISI NAS 2007 est une extension du module de contrôle acier ANSI/AISC esasd Tant le contrôle en section que le contrôle de stabilité sont effectués de façon analogue aux profilés standards. Eléments spéciaux esasd Contrôles des échafaudages - PrEN µ esas.00 Introduction d une déformation initiale des échafaudages, contrôles des barres et des assemblages selon la norme pren Contrôle spécifique selon EN12811 pour les sections tubulaires, bibliothèque de manchons et contrôle des manchons, calcul avancé des longueurs système. esasd Poutres cellulaires selon ENV , 1992/A2 75 µ esas.00 Définition et contrôle de poutres cellulaires selon ENV Les poutres cellulaires sont définies à partir de la bibliothèque et sont contrôlées de manière similaire au Contrôle acier. Les poutres cellulaires sont calculées au moyen du solveur ArcelorMittal ACB. esasd.14 Analyse du déversement au second ordre - LTB-II µ esas.00 Calcul détaillé de Mcr via une solution des valeurs propres et une analyse au 2nd ordre utilisant 7 degrés de liberté. Analyse plastique esas.15 Analyse plastique de structures métalliques P E 48 µ esas.00 Calcul avec des rotules plastiques pour les structures en acier selon EC, DIN, NEN, ÖNORM ou CSN. 11

13 Liste des modules Assemblages esasd.02 Assemblages rigides portiques P E 78 µ esas.00 Conception et contrôle d assemblages d ossatures boulonnées et soudées selon la méthode des composants. Les capacités admissi- µ esa.00 bles des composants sont calculées selon EC3, DIN T1 et BS :2000. Formes disponibles : poteau-poutre (gousset, lien transversal en croix, T simple et double), éclissages et pied de poteau. Les assemblages peuvent être calculés suivant l axe fort ou l axe faible du poteau. Les éléments de l attache sont introduits à l aide de boîtes de dialogue conviviales et clairement organisées : platine d about - boulons (standard ou haute résistance) - plaque de couverture - raidisseurs rectangulaires, triangulaires ou diagonaux - fourrures - plats, etc. L assemblage est visualisé immédiatement dans le modèle DAO. Les exigences de la norme (p.ex. pour les intervalles entre boulons) et la faisabilité sont contrôlées pour chaque opération. La capacité de l assemblage est contrôlée par rapport aux efforts internes, après quoi il peut être optimisé de façon interactive. La rigidité du noeud est comparée aux hypothèses de calcul ; si l utilisateur le souhaite, le diagramme final moment-rotation (d un assemblage semi-rigide par exemple) peut être répercuté sur le modèle de base (via le module esas.09). esasd.03 Assemblages de portiques articulés P E 80 µ esas.00 Conception et contrôle d assemblages articulés selon EC3, DIN T1 et BS :2000. L assemblage poteau-poutre peut être un gousset, un lien transversal en croix, un T simple ou double. Les éléments de liaison peuvent être constitués de plaques soudées ou boulonnées, de cornières ou d une platine d about courte. Les assemblages sont introduits à l aide de boîtes de dialogue conviviales et clairement organisées. L assemblage est visualisé immédiatement dans le modèle DAO. Les exigences de la norme (p.ex. pour les intervalles entre boulons) et la faisabilité sont contrôlées pour chaque opération. La capacité de l assemblage est contrôlée par rapport aux efforts internes, après quoi il peut être optimisé de façon interactive. esasd.06 Assemblages - Diagonales boulonnées P E 82 µ esas.00 Calcul de diagonales boulonnées dans les ossatures métalliques selon EC3. Dans la plupart des cas, les diagonales sont boulonnées sur un gousset. La diagonale, les boulons et le gousset font l objet d un contrôle. Le nombre de boulons nécessaire est calculé par une procédure d optimisation automatique. Les assemblages directs entre les diagonales et le poteau (comme dans les pylônes et les racks de stockage) sont également calculés. Après le calcul, les efforts admissibles et réels sont comparés pour permettre l optimisation du gousset. esasd.07 Système expert pour assemblages - bibliothèque P E 84 µ esasd.02 Sélection intelligente d assemblages (boulonnés, soudés ou rotulés) à partir d une bibliothèque étendue : DSTV, SPRINT ou assem- µ esasd.03 blages définis par l utilisateur. L assemblage peut être optimisé de manière interactive pour chacun des calculs (voir les descriptions des différents modules) ; l assemblage peut également être recherché dans la base de données experte. La liste générée inclut tous les assemblages répondant aux critères de sélection de l utilisateur (le cas échéant avec une tolérance prédéfinie) ; un contrôle unitaire est effectué (rapport effort effectif - effort admissible). Après sélection de l assemblage souhaité, la modélisation de l assemblage s effectue comme mentionné dans les descriptions des différents modules d assemblage. Le système expert est une bibliothèque ouverte et permet l enregistrement d assemblages définis par l utilisateur. esasd.08 Assemblages de planchers articulés P E 85 µ esas.00 Conception et contrôle de planchers rotulés dans des structures métalliques selon EC3, DIN et BS :2000. Les éléments de liaison peuvent être constitués de plaques soudées ou boulonnées, de cornières ou d une platine d about courte. Les nœuds sont introduits à l aide de boîtes de dialogue conviviales et clairement organisées : cornières, platine d about, boulons (standard ou haute résistance), solives d enchevêtrure, etc. L assemblage est visualisé immédiatement dans le modèle DAO. Les exigences de la norme (p.ex. pour les intervalles entre boulons) et la faisabilité sont contrôlées pour chaque opération. La capacité du nœud est contrôlée par rapport aux efforts internes, après quoi le nœud peut être optimisé de façon interactive. 5. Détails Plans d ensemble esadt.01 Plans d ensemble - Structures métalliques P E S 86 Assistant pour la génération automatique des vues et coupes de la structure à partir du modèle DAO 3D (voir esa.00). Les images générées peuvent être modifiées et complétées par des légendes, des lignes de cotes... Différents vues/coupes, plans d assemblages (voir esadt.02), plans provenant de la galerie d images (voir esa.00 et esa.06) et d autres fichiers externes (fichiers BMP par exemple) peuvent ensuite être réunis sur l Espace papier. Tous les dessins restent liés au modèle d origine et est régénéré automatiquement lors de modifications éventuelles (cotes ou géométrie par exemple). Le résultat peut être exporté au format DXF, DWG, BMP ou WMF. 12 esadt.02 Plans de détail des assemblages Plans détaillés d assemblages P E S Assistant pour la génération automatique d images du schéma d assemblage et des plans de détail des pièces constituant l assemblage (platine d about, raidisseurs, etc.). Fonctionne pour quasi tous les types d assemblage (rigides, rotules, plancher articulé). Les images générées peuvent éventuellement être modifiées et complétées par des légendes, des lignes de cotes... Par la suite, elles peuvent être intégrées sur l Espace Papier (voir esadt.01).

14 Liste des modules 6. Conception béton Poutres et poteaux esacd.01 Poutres et poteaux en béton armé C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon le contrôle. Calcul des armatures longitudinales et transversales requises. Introduction des données relatives au béton (enrobage, armature) et des coefficients de la norme dans des boîtes de dialogue conviviales et clairement organisées. Un ferraillage de base peut être défini pour les poutres ; le ferraillage supplémentaire requis est calculé par la suite. Le calcul des poteaux est effectué selon la méthode de la colonne-modèle ; de ce fait un calcul linéaire suffit. En résultat, le programme représente sous forme graphique et numérique le diagramme des moments et des efforts tranchants redistribués, ainsi que le ferraillage nécessaire. Un contrôle détaillé de section permet à l utilisateur de visualiser rapidement de manière graphique et en détail les efforts, contraintes et déformations dans une section donnée de la structure. Les efforts effectifs peuvent être modifiés manuellement de façon à permettre un contrôle rapide. Le programme effectue également un contrôle de fissuration aux états limites. esacd Poutres et poteaux en béton armé - EC 2 C P E 88 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon EN esacd Poutres et poteaux en béton armé - DIN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon DIN esacd Poutres et poteaux en béton armé - NEN 6720 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon NEN esacd Poutres et poteaux en béton armé - ÖNORM B 4700 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon ÖNORM B esacd Poutres et poteaux en béton armé - ACI-318 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon ACI-318. esacd Poutres et poteaux en béton armé - BAEL C P E 90 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon BAEL. esacd Poutres et poteaux en béton armé - CSN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon CSN. esacd Poutres et poteaux en béton armé - SIA 262 C P E 92 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon SIA262. esacd Poutres et poteaux en béton armé - BS 8110 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon BS. esacd Poutres et poteaux en béton armé - STN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de poutres et poteaux en béton armé selon STN. Résistance au feu esacd Contrôle de la résistance au feu - EC 2 P E 94 µ esas.00 Contrôle de la résistance au feu des poutres, poteaux et dalles alvéolées selon les règles spécifiques pour les dispositions constructives et la méthode simplifiée définie dans l EN Dalles, voiles et coques esacd.02 Dalles et voiles en béton armé C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon l EC2. Calcul de l armature µ esa.01 théorique requise. Introduction des données relatives au béton (enrobage, armature) et des coefficients de la norme dans des boîtes de dialogue conviviales et clairement organisées. Le programme calcule deux ou trois lits d armature de chaque côté de la dalle ou du voile. En résultat, le programme fournit l armature théorique requise par lit (également pour le contrôle de fissuration) sous forme numérique et graphique (isolignes, isobandes, coupes, etc.). esacd Dalles et voiles en béton armé - EC2 C P E 96 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon EN µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - DIN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon DIN µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - NEN 6720 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon NEN µ esa.01 13

15 Liste des modules esacd Dalles et voiles en béton armé - ÖNORM B 4700 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon ÖNORM B esacd Dalles et voiles en béton armé - ACI-318 C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon ACI 318. µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - BAEL C P E 98 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon BAEL. µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - CSN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon CSN. µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - SIA 262 C P E 100 µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon SIA262. µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - BS C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon BS. µ esa.01 esacd Dalles et voiles en béton armé - STN C P E µ esas.00 Calcul du ferraillage, avec contrôle de section et de fissuration de dalles et de voiles en béton armé selon STN. µ esa.01 Déformations différées du béton esas.18 Calcul des déformations à long terme dans les ossatures suivant norme nationale C P E 102 µ esas.00 Détermination de la déformation totale, déformée à court terme et de la déformée additionnelle des ossatures en béton, avec prise en compte de la variation de la rigidité à long terme suivant prescriptions de la norme choisie. esas.19 Calcul des déformations à long terme dans les dalles suivant norme nationale C P E 103 µ esas.18 Détermination de la déformation totale, déformée à court terme et de la déformée additionnelle des dalles en béton, avec prise en compte de la variation de la rigidité à long terme suivant prescriptions de la norme choisie. Analyse non-linéaire matérielle pour structures en béton esas.16 Physique non-linéaire béton/maçonnerie - ossatures 104 µ esas.01 Calcul de la redistribution des efforts internes dans les ossatures en béton dans un environnement 3D. Lors de l analyse, les effets des fissures et du comportement non linéaire du béton ou de la maçonnerie sont pris en compte via le diagramme contrainte-déformation non linéaire. 14 Poinçonnement esacd.03 Poinçonnement dans les plaques C P E 105 µ esas.00 Ce module effectue le contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les plaques suivant le contrôle. Différentes configurations µ esa.01 géométriques (poteau dans un coin, le long du bord et à l intérieur de la plaque) sont détectées automatiquement et peuvent être modifiées manuellement. L utilisateur peut définir des ouvertures dans les plaques et des têtes de poteaux. Le programme définit automatiquement tous les paramètres critiques et contrôle régulièrement le poinçonnement. Si nécessaire, un ferraillage supplémentaire est calculé et proposé. Les documents de sortie peuvent être personnalisés : du rapport le plus simple à la note de calcul la plus détaillée. esacd Poinçonnement des dalles - EC2 C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme EN µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - DIN C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme DIN. µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - NEN C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme NEN. µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - ÖNORM C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme ÖNORM. µ esa.01

16 Liste des modules esacd Poinçonnement des dalles - BAEL C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme BAEL. µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - CSN C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme CSN. µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - SIA C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme SIA. µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - BS 8110 C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme BS µ esa.01 esacd Poinçonnement des dalles - STN C P E 105 µ esas.00 Contrôle de la contrainte de poinçonnement dans les dalles selon la norme STN µ esa.01 Ferraillage pratique esacdt.01 Ferraillage pratique des éléments 1D (poutres et poteaux) C P E S 106 Ferraillage pratique des poutres et poteaux. L utilisateur peut définir différents types d ancrages pour les étriers et les armatures longitudinales puis effectuer les contrôles selon une norme spécifique. Il est également possible de lancer la conception automatique du ferraillage pratique à l ELU pour les ossatures en béton (poutres et poteaux). Le programme détermine les étriers nécessaires, les armatures longitudinales et leur espacement. Ce module permet de concevoir la disposition pratique du ferraillage dans les ossatures en béton afin d utiliser ce dernier dans un stade ultérieur pour le contrôle des déformations. esacdt.03 Ferraillage pratique des éléments 2D (dalles et voiles) C P E S 108 µ esa.01 Ferraillage pratique des éléments dalles et voiles. L utilisateur peut définir un treillis constitué de plusieurs lits de barres. Il est possible d utiliser un treillis de base et d y ajouter des barres. Le ferraillage pratique peut être défini à partir de la bibliothèque de treillis puis attribué à une dalle ou un voile. Le ferraillage pratique des éléments 2D peut être utilisé ultérieurement pour le contrôle des déformations à long terme de la dalle. esa.17 Schémas des fils de précontrainte E 109 µ esa.00 Introduction de la géométrie des fils de précontrainte dans les sections en béton. L utilisateur peut utiliser un schéma de fils de la bibliothèque. La boîte de dialogue offre une série d outils pour modéliser rapidement un schéma constitué de fils de différents diamètres. Chaque fil peut être fixe, ancré ou adhérent. Dans le cas de fils adhérents, l utilisateur peut définir le nombre de fils et la zone d adhérence. Jusqu à 10 longueurs d ancrage peuvent être définies. Une partie du module permet à l utilisateur de vérifier en ligne l influence de son modèle et les propriétés géométriques de la section précontrainte (axe neutre, centre de gravité, moment du second ordre). Chaque schéma de fils peut être stocké dans une base de données et utilisé ultérieurement pour un calcul. L utilisateur dispose ainsi d un outil rapide pour la conception de sections en béton précontraint. esa.20 Câbles de post-tension intérieurs et extérieurs E 110 µ esas.00 Module pour la définition des torons post-contraints. L utilisateur dispose de plusieurs types de torons : torons à fils simples ou multiples adhérents dans leurs gaines, câbles extérieurs libres, câbles non adhérents à simples ou multiples torons (analyse approchée). L utilisateur peut définir un toron sur base des éléments géométriques de la bibliothèque (parties droites ou courbes) ou l importer à partir d une application DAO (fichier DWG ou DXF). Chaque toron peut être constitué d un ensemble de torons (groupe de torons). Pour chaque toron, l utilisateur peut définir les données des pertes par frottement et des ancrages. Le toron peut être mis en tension à partir du début et/ou de l extrémité. Lors de la conception, il est possible de visualiser les résultats tenant compte des pertes dues au frottement suivant les directions XY et XZ. L élongation du toron peut être contrôlée avant et après l ancrage. Précontrainte esacd Contrôle précontrainte EC 2 E 111 µ esas.27 + Contrôle de la capacité des sections précontraintes à l ELU sous une combinaison de moments de flexion et d efforts normaux. µ esas.40 Contraintes admissibles (en compression et/ou traction) dans le béton et dans les câbles à l ELS. Suivant norme EN et EN esacd Contrôle précontrainte NEN 6720 E µ esas.27 + Contrôle de la capacité des sections précontraintes à l ELU sous une combinaison de moments de flexion et d efforts normaux. µ esas.40 ou Contraintes admissibles (en compression et/ou traction) dans le béton et dans les câbles à l ELS. µ esas.38 esacd Contrôle précontrainte CSN E µ esas.27 + Contrôle de la capacité des sections précontraintes à l ELU sous une combinaison de moments de flexion et d efforts normaux. µ esas.40 ou Contraintes admissibles (en compression et/ou traction) dans le béton et dans les câbles à l ELS. µ esas.38 15

17 Liste des modules esacd Contrôle des dalles alvéolaires selon EN µ esas.00 Contrôles des dalles alvéolaires pour le cisaillement, l éclatement, la combinaison cisaillement et torsion, les conditions d appuis et le poinçonnement selon EN Ce module permet d effectuer des contrôles détaillés selon les normes EN les plus récentes. Ce module est recommandé en complément à EN et Special checks esacd Dalles creuses bi-axiales - EC 115 µ esacd.02 Dalles creuses bi-axiales - EC: Avec ce module, l ingénieur est capable de modéliser, concevoir et contrôler efficacement un système de plancher constitué de dalles creuses. L accent est mis sur l optimisation du processus de conception et dessin afin de garantir sa vitesse et son économie. Le ferraillage calculé peut être envoyé vers Allplan pour terminer les plans de ferraillage. 7. Conception autres materieaux Mixte acier-béton esascd Planchers mixtes acier-béton EC µ esas.00 Conception de poutres et de dalles mixtes acier-béton au stade final (mixte - EN 1994) et lors des phases de construction (nonmixte - EN1993). Inclut également le calcul de la résistance au feu pour les éléments mixtes. esascd Planchers mixtes acier-béton BS 117 µ esas.00 Conception de poutres et de dalles mixtes acier-béton au stade final (mixte) et lors des phases de construction (non-mixte) selon BS Inclut également le calcul de la résistance au feu pour les éléments mixtes. esascd Poteaux mixtes acier-béton EC µ esas.00 Conception de poteaux mixtes acier-béton selon EN Inclut également le calcul de la résistance au feu pour les éléments mixtes. Bois esatd Contrôle bois - EC5 121 µ esas.00 Contrôle des contraintes et de la stabilité des constructions en bois selon EC5, y compris le contrôle du fluage en service. 16 Aluminium esaad Conception des structures en aluminium - EN µ esas.00 Calcul des structures en aluminium selon EN , y compris les soudures transversales, l élancement de l aluminium, les imperfections et courbures initiales. Les contrôles et optimisations se font par barre, par famille de profil ou pour toute la structure. L utilisation de couleurs en relation avec un pourcentage donné des contraintes admissibles offre à l utilisateur la possibilité de déterminer en un coup d oeil quels éléments de la structure sont sous- ou sur-dimensionnés. La sortie comprend, si l utilisateur le souhaite, la référence aux formules utilisées dans la norme. 8. Conception de fondations Géneral esafd Conception de pieu - EC µ esas.00 Les pieux sont intégrés dans Scia Engineer avec le modèle de la structure et les profils géologiques. Ces derniers sont générés à partir de données CPT (test de pénétration conique). Ce module permet à l utilisateur de réaliser la conception et le contrôle de pieux selon la norme NEN :2009 (NEN-EN , NEN-EN /NB et NEN ). esafd Conception de pieu - NEN 125 µ esas.00 Les pieux sont intégrés dans Scia Engineer avec le modèle de la structure et les profils géologiques. Ces derniers sont générés à partir de données CPT (test de pénétration conique). Ce module permet à l utilisateur de réaliser la conception et le contrôle de pieux selon la norme NEN. esafd Blocs de fondation - EC P E 127 µ esas.00 Ce module permet à l utilisateur de réaliser un contrôle de stabilité d un bloc de fondation selon la norme EC-EC Solutions métiers esaod.00 Général Scia ODA-One Dialog Application - Module de base Module de base pour toute installation de Scia ODA. Sert à exploiter les différents modèles.

18 Liste des modules esamd.00 Structures mixtes Mixbeam (Poutres mixtes) ODA Aide pas à pas à l établissement du modèle de calcul de poutres de pont constitué de sections mixtes acier-béton. esamd Mixbeam (Poutres mixtes) CGPC µ esasmd.01 Controle de la section, calcul des soudures et des goujons selon la norme française. esa.ver.scaf Pipelines Echafaudage Métier Ce logiciel métier contient des modules nécessaires pour modeler, l analyse et la conception d échafaudages. esa.ver.scmod Modélisation d échafaudages Système pour la modélisation d échafaudages, tubes et attaches. Interface utilisateur graphique dédiée dans laquelle le bâtiment est défini par l utilisateur; l échafaudage est alors généré automatiquement. L utilisateur peut adapter le bâtiment et/ou l échafaudage soit localement soit globalement. Le modeleur génère une modèle complet en 3D de l échafaudage. Ce modèle peut ensuite être transféré à Scia Engineer en tant que modèle structurel. L utilisateur peut alors, au sein de Scia Engineer, en générer un modèle d analyse, un métré, des plans d ensemble et obtenir les informations relatives aux surfaces (m²) et volumes (m³). Pipelines esa.15 Assistant pour pipelines µ esa.00 Assistant pour une modélisation rapide de structures pipelines. esas.31 Appuis de canalisations µ esas.01 Prise en compte de ressorts non linéaires pour simuler le comportement du sol. esas.39 Calcul des pipelines - NEN µ esa.01 Calcul des contraintes tangentielles des pipelines selon NEN (pipelines enterrés). esasd Contraintes axiales pipelines - NEN µ esas.01 Calcul des contraintes axiales des pipelines selon NEN (pipelines aériens). Pylônes électriques esa.16 Blocs utilisateur spéciaux pour pylônes µ esa.00 Modélisation facile de pylônes basée sur une bibliothèque adaptée de blocs utilisateur. esas.33 Charges d entretien et SCS µ esas.01 Charge d entretien et facteur de réduction pour le flambement : application spéciale pour les pylônes à haute tension. esasd Contrôles spéciaux des pylônes de haute tension - EN µ esas.01 Contrôle de l élancement limite selon EN (Montant avec contreventement symétrique, contreventement en K, contreventement en croix, SCS,...). Versions éducation esa.st.01 esa.st.02 esa.st.03 esa.st.04 esa.man Scia Engineer (Étudiant) Version complète et entièrement fonctionnelle du logiciel Scia Engineer, conditions commerciales spéciales pour étudiants. Cette version n est pas compatible avec la version industrielle. Les fonctions d exportation (p.ex. PSS, HTML, RTF, DXF, DWG, etc.) ne sont pas prises en charge. Protection par une clé matérielle USB. Scia Engineer (Enseignement) Version complète et entièrement fonctionnelle du logiciel Scia Engineer, conditions commerciales spéciales pour institutions d enseignement. Cette version n est pas compatible avec la version industrielle. Les fonctions d exportation (p.ex. PSS, HTML, RTF, DXF, DWG, etc.) ne sont pas prises en charge. Protection par une clé matérielle USB. Scia Engineer (Enseignement) - Package 20 Licences FlexLM Version complète et entièrement fonctionnelle du logiciel, conditions commerciales spéciales pour institutions d enseignement. Cette version n est pas compatible avec la version industrielle. Les fonctions d exportation (p.ex. PSS, HTML, RTF) ne sont pas prises en charge. Scia Engineer (Enseignement) - Package 50 Licences FlexLM Version complète et entièrement fonctionnelle du logiciel, conditions commerciales spéciales pour institutions d enseignement. Cette version n est pas compatible avec la version industrielle. Les fonctions d exportation (p.ex. PSS, HTML, RTF) ne sont pas prises en charge. Une version imprimée de l ensemble des manuels disponibles (une langue au choix) 17

19 Module de base Modélisation Une solution puissante True Analysis Interface utilisateur 18 Scia Engineer est une application Windows de pointe pour l analyse et la conception de structures d ingénierie civile 2D ou 3D constituées d acier, de béton et/ou d autres matériaux et constituées de poutres/poteaux et dalles/voiles. Scia Engineer est un système modulaire qui s adapte aux besoins particuliers de l utilisateur. Les performances globales du système, sa convivialité et sa rapidité en font un outil puissant pour les tâches les plus compliquées. Au cœur du système, le modeleur de base gère les tâches principales comme l installation, les entrées et sorties de données, l importation et l exportation vers d autres applications, la sélection de matériaux standards et de sections dans les bibliothèques intégrées, l aide en ligne, etc. Point forts Interface utilisateur graphique conviviale. Barres droites et courbes, surfaces planes et courbes y compris leur intersection. Contrôle complet du style d affichage (perspective, rendu, activité, gestion des couleurs, etc.) Bibliothèque étendue de matériaux prédéfinis, de sections et de structures types. Des modèles structurels et d analyse indépendants pour des résultats précis et des images réalistes attrayantes. Interface avec Revit et Tekla. IFC 2x3. Import / export SDNF. La plupart des logiciels de conception et d analyse structurelle s appuient uniquement sur un modèle dit d analyse, limité aux données nécessaires au calcul de la structure. Scia Engineer a ceci d unique qu il permet à l ingénieur de définir très rapidement la relation entre ce modèle d analyse et la forme réelle de la structure utilisée dans les systèmes DAO (modèle structurel). Ce modèle structurel peut même contenir des objets absents du modèle d analyse (p. ex. rampes, baies de fenêtre, etc.). L utilisateur peut préciser lequel de ces deux modèles est le principal, l autre sera alors créé automatiquement par Scia Engineer (liaison «Structure2Analysis»). L association d un modèle structurel à un modèle d analyse dans un projet présente de nombreux avantages, notamment : Des plans d ensemble peuvent être générés automatiquement, ce qui est utile pour la communication entre les intervenants du projet ou lors d un appel d offres, lorsque des dessins détaillés ne sont pas nécessaires. Il s agit de la seule approche efficace pour assurer une communication cohérente avec le logiciel DAO et l intégrité du processus BIM. Elle garantit un contrôle total sur la synchronisation des modifications apportées par les architectes (travaillant avec un programme DAO), les équipes d ingénierie (utilisant Scia Engineer), etc. L interface utilisateur assure la «communication» entre l utilisateur et le système. Ses caractéristiques principales sont les suivantes: Le contrôle de la vue de la structure (zoom, point de vue), l ouverture simultanée de plusieurs fenêtres graphiques représentant des parties de la structure suivant n importe quel point de vue ou direction d observation. Les fonctions sont clairement organisées dans un menu standard en arborescence, permettant à l utilisateur une navigation aisée au travers des différentes étapes de son travail. Les fonctions inaccessibles (non incluses dans une licence ou nécessitant des étapes de conception préliminaires) sont masquées de façon à simplifier le menu. Par exemple, les fonctions d appuis ne sont pas nécessaires tant qu une poutre n est pas définie, les masses ne sont utiles que pour l analyse dynamique, etc. Tous les éléments définis sont représentés à l écran, y compris les rotules, les armatures, les liens transversaux, les raidisseurs, etc., de façon à faciliter le contrôle du travail. La structure peut être contrôlée facilement pour chaque étape de la construction. L interface robuste et bien connue de MS Windows, XP et Vista, garantit la compatibilité avec tous les périphériques (traceurs, imprimantes, cartes vidéo performantes). L accent est mis sur la conception graphique dans un environnement DAO: l utilisateur peut modéliser rapidement ses structures par glisserdéplacer, représentation en rendu, en utilisant des trames et à l aide d autres outils graphiques esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04 Inclus dans C P E S Modules pré-requis : esa.08.

20 Module de base dédicacés. En outre, des valeurs numériques de données ou de contrôles individuels peuvent être introduites manuellement (par exemple, les coordonnées des nœuds ou des schémas d armature). Bien que le mode graphique soit généralement privilégié dans les applications de CAO, l approche «traditionnelle» de saisie numérique de valeurs dans des tableaux peut se révéler efficace dans certaines situations. Scia Engineer comprend désormais un éditeur de tableau intégré, similaire à une feuille de calcul qui permet d entrer et de modifier les données du modèle, y compris en copiant-collant des valeurs vers et à partir de Microsoft Excel. Perspective La vue en perspective d une structure offre une présentation intuitive et attrayante et est très utile lorsqu on doit présenter un projet à un client. Rendu/Animation La structure est habituellement dessinée par un ensemble de traits. Lorsque cette option est sélectionnée, les barres sont affichées en utilisant des lignes de surface (avec ou sans représentation des lignes cachées). Pour des présentations, une vue plus attrayante est disponible. Les différents modes de rendu peuvent aider à produire des dessins parlants. Des résultats pour le calcul sous charge dynamique etc. peuvent être animés facilement et alors contribuer à une meilleure compréhension du comportement de la structure. Fenêtre de propriétés La fenêtre de propriétés constitue un avantage unique de Scia Engineer. Lorsqu une entité (élément, appui, rotule, charge, etc.) est sélectionnée, ses propriétés s affichent dans la fenêtre de propriétés. Ces propriétés peuvent être analysées ou modifiées (par exemple, on peut assigner un nouveau profil à une barre). Lorsqu une propriété est modifiée, la fenêtre graphique est immédiatement mise à jour. Fenêtre 3D Dans des projets de structures géométriquement complexes, l affichage constant de tous les éléments peut réduire la lisibilité de l ensemble et provoquer certaines confusions. La Fenêtre 3D est un outil parfaitement adapté pour éviter cela. Elle agit comme un prisme rectangulaire (i), placé n importe où dans l espace, (ii) qui peut pivoter autour de tous les axes globaux et dont les dimensions (iii) sont réglables. Seule la partie de la structure présente dans le prisme s affiche ; le reste est masqué. Activité Comme la Fenêtre 3D, l outil d Activité trouve son intérêt dans la conception de structures importantes et complexes. L utilisateur peut sélectionner des éléments pour une tâche particulière et les «activer». Les autres éléments de la structure sont inactifs (temporairement masqués). Introduction de la géométrie Pour l introduction de ses données, l utilisateur peut tirer profit de l interface graphique conviviale et de tous les outils décrits ci-dessous. La structure peut être constituée de barres, et d éléments surfaciques. Les barres peuvent comporter des ouvertures, des jarrets et des sections variables définies par l utilisateur. Les surfaces peuvent comporter des nervures ou être définies avec une épaisseur variable suivant différentes directions ou des paramètres d orthotropie On peut également définir des ouvertures et des sous-régions dans les dalles. Des sous-régions sont des discontinuités locales (épaisseur, type de matériau, ) qui peuvent être introduites n importe où dans la dalle. Surfaces courbes Le modèle de la structure peut être constitué non seulement des surfaces planes, mais également de surfaces courbes. La structure peut contenir par exemple des parties cylindriques, des cônes, des hyperboloïdes, des spirales et d autres formes plus simples ou plus complexes. Du point de vue mathématique toutes ces surfaces sont définies comme des éléments à 3 ou 4 bords. La forme des bords conditionne alors la forme de la surface finale. Une fois qu une surface courbe est introduite, elle peut être éditée en utilisant les fonctions standards pour la manipulation géométrique. En outre, les bords peuvent être édités et, si nécessaire, leur forme peut être changée, par exemple d une courbure de Bezier vers une ligne droite et vice versa. Intersections des surfaces Quand deux surfaces (plaques, coques, plaque et coque, etc.) se rencontrent, Scia Engineer calcule la ligne d intersection de ces surfaces. Par exemple, en cas d une plaque et un mur, l intersection est une ligne droite. En cas d un cylindre et d une hémisphère, l intersection est une courbe. Ces intersections sont importantes pour la génération du maillage en éléments finis et pour la connexion entre les entités, de sorte que des efforts internes puissent être transférées d une entité à l autre. Les intersections peuvent être gérées aussi bien de manière automatique que manuellement. Dans ce dernier cas, l utilisateur doit appeler la fonction et indiquer quelles surfaces particulières (entités) et intersections doivent être connectées. Découpes des entités 2D Ce module étend les possibilités de Scia Engineer après la génération des intersections des entités 2D. Dans certaines circonstances, la génération de l intersection (c.-à-d. la droite ou la courbe d intersection) est suffisante, par exemple quand l utilisateur doit relier un voile et un mur de sorte qu ils soient connectés l un à l autre. Modélisation 19 esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

21 Module de base Modélisation 20 Mais il n est pas rare que les surfaces courbes exigent plus qu un calcul simple de la courbe d intersection. Il est habituellement nécessaire d enlever une partie de la structure d un côté de l intersection et d uniquement garder l autre côté. Imaginez par exemple deux tunnels semi-cylindriques qui se coupent perpendiculairement. Pour commencer, l utilisateur entre un demi-cylindre, puis l autre et finalement l intersection est produite. L utilisateur doit pourtant également donner accès d un tunnel à l autre. Et ceci peut être réalisé grâce aux découpes. Les intersections produites ont divisé les entités d origine (demi-cylindres) en plusieurs parties (devant et derrière l intersection). La fonction découpe permet ensuite d enlever les parties inutiles du modèle. Sections Scia Engineer propose une bibliothèque intégrée comprenant un grand nombre de types de sections droites: Des profils standards en acier (la bibliothèque contient tous les profils standards européens, américains, asiatiques et les profils courants pliés à froid ; les caractéristiques statiques non enregistrées dans la bibliothèque sont calculées automatiquement) Des profils composés en acier (à partir de profilés standards en acier et/ou de plats) Des profils mixtes (profil en acier avec une dalle en béton ) Des sections en béton Des sections en bois Des sections préfabriquées Des sections de pont Sections graphiques : sections de forme variable, constituées de différents matériaux et définies graphiquement au moyen d une interface conviviale : polygones sans ouverture ou avec une ou plusieurs ouvertures, sections à paroi mince, compositions à partir de sections disponibles dans la bibliothèque, sections importées au format DXF ou DWG. Et bien d autres encore. Matériaux Comme la bibliothèque de sections, le système comporte également une base de données intégrée de matériaux. Elle contient de nombreux matériaux standards provenant des normes nationales pour l acier, le béton, le bois La base de données est modifiable par l utilisateur, qui peut la personnaliser suivant ses propres besoins. Blocs catalogue Malgré les efforts créatifs des ingénieurs, il est inévitable que la pratique quotidienne implique souvent un travail répétitif. En effet, il arrive fréquemment que certains types ou parties de structures se répètent dans un même projet ou dans de nouveaux projets. C est pour cette raison que Scia Engineer offre une bibliothèque spécialisée contenant un grand choix de structures standards simples ou d éléments types tels que treillis, pylônes, portiques, courbes typiques, etc. L utilisateur peut même définir quelques blocs lui-même ou les ajuster aux blocs standards qui se trouvent dans la bibliothèque. Cette méthode permet à l utilisateur de composer ses projets à partir de blocs prédéfinis. Interopérabilité Une coopération efficace entre les différents intervenants (architectes, ingénieurs structure, professionnels de la conception ou encore responsables des installations) est essentielle pour mener à bien un projet de construction de façon rapide et économique. La fonction True Analysis de Scia Engineer améliore cette coopération grâce aux modèles structurels et d analyse. Des fichiers de différents formats, comme IFC, DXF, DWG, EPW, DStV, VRML, etc., peuvent être importés et exportés, et les éléments structurels sont importés si disponibles. Si ce n est pas le cas, le module esa.00 propose des outils de base permettant de convertir les formes génériques en modèle d analyse. Des outils avancés prenant en charge le concept BIM sont intégrés dans le jeu d outils BIM (esa.26). D autres liaisons bidirectionnelles sont disponibles séparément. Dernier avantage mais pas des moindres : le format d échange XML est géré par Scia Engineer. Celui-ci permet d améliorer les fonctions d importation, d exportation et de conception du programme. Outils Unités Un large choix d unités est proposé dans le programme et les unités sont indépendantes pour toutes les propriétés. L utilisateur peut par exemple définir la géométrie en mètres, afficher les déformations en pouces et les lignes de cotes en millimètres. Toutes les unités sont modifiables à tout moment et dans toutes les phases du projet. En outre, pour le marché américain, un mécanisme simple est implémenté pour passer du système Imperial aux unités SI et inversement. Système de coordonnées utilisateur Cet avantage, qui peut paraître superflu pour les structures 2D simples, se révèle être un élément important pour des structures complexes. L utilisateur peut positionner son propre système de coordonnées en un point de l espace et l orienter dans n importe quelle direction. En outre, il peut définir autant de systèmes de coordonnées utilisateur que nécessaire. Les coordonnées de tous les points de la structure sont alors mesurées à partir du système de coordonnées sélectionné. esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

22 Module de base Trames Les trames sont très pratiques pour l introduction de nouveaux nœuds, de barres et de dalles/voiles. Les modes d accrochage permettent à l utilisateur de définir si les points indiqués par la souris appartiennent à la trame la plus proche ou à un autre point d accrochage défini. Trame plane La trame plane est un type de grille standard ou trame de points régulièrement espacés. Elle se situe toujours dans le plan de travail de l utilisateur. Grille 3D Dans la pratique, la géométrie d une structure 3D présente souvent une certaine régularité. Le fait de définir un schéma cohérent peut être très utile lorsque vous entamez la modélisation de la structure. Dans Scia Engineer, ce schéma peut être créé au moyen de l outil Grille 3D. L utilisateur définit une ou plusieurs grilles dont les sommets peuvent être facilement sélectionnés graphiquement et utilisés comme extrémités des éléments structurels. De cette manière, la définition de la géométrie devient un jeu d enfant. La grille 3D affiche en outre certaines cotes pouvant être utiles dans la structure. Les types de grilles disponibles sont: La grille cartésienne La grille oblique (c.-à-d. grille cartésienne inclinée) La grille sphérique La grille cylindrique Les caractéristiques de la Grille 3D: Plusieurs grilles peuvent être définies dans un projet Chaque grille peut être activée ou désactivée (visible et active, ou cachée) Les plans de chaque grille peuvent être activés ou désactivés Chaque plan d une grille dispose d une description claire Si nécessaire, la grille peut être plane (non tridimensionnelle) et fonctionner ainsi comme une trame de points espacés de manière irrégulière Galerie d images Tous les dessins intéressants sont stockés dans la Galerie d images. Au besoin, ils peuvent également être modifiés dans l éditeur de la galerie pour ajouter par exemple des lignes de cotes, des dessins personnalisés ou des commentaires, ou encore pour manipuler des éléments du dessin (rotation, déplacement, etc.). Les dessins sont régénérés automatiquement lors de modifications dans le modèle de la structure. On peut exporter les images de cette galerie vers le document de Scia Engineer. Exportation > bmp, emf, wmf, dxf, dwg Les dessins stockés dans la galerie d images (comme tous les dessins de le fenêtre d interface graphique) peuvent être exportés de Scia Engineer et enregistrés dans bon nombre de formats courants: BMP (Bitmap Windows ), EMF (Métafichier Windows étendu), WMF (Métafichier Windows), DXF et DWG (pour une importation vers AutoCAD par exemple). Document Les données introduites et les résultats peuvent être présentés de façon claire et synthétique dans un document. Celui-ci peut contenir des combi- naisons de tableaux, dessins et commentaires. La mise en page du document est configurable pour correspondre aux préférences de l utilisateur. Si la structure modélisée est modifiée et nécessite un nouveau calcul, le document est automatiquement régénéré (en combinaison avec le module esa.06 - Boîte à outils de productivité). Le «ChapterMaker» permet une génération très rapide de chapitres, de données ou d illustrations pour différents cas de charges, de combinaisons ou de phases de construction. Exportation > rtf, html, txt, xls, pdf Une fois que le document a été créé et adapté, il peut être exporté vers un format standard pour être lu par des tiers qui ne disposent pas de Scia Engineer. Les formats pris en charge sont les suivants: RTF (lisible sous MS Word), HTML (lisible dans Internet Explorer), PDF (Acrobat Reader), XLS (MS Excel) et TXT (pour n importe quel éditeur de texte, dont le Bloc-notes). Modélisation 21 esa.00 / esa.01 / esa.02 / esa.04

23 Boîte à Outils de Productivité Modélisation 22 Les Outils de Productivité augmentent de manière considérable la productivité des utilisateurs. Cet ensemble se compose de plusieurs outils indépendants qui couvrent toutes les étapes de travail du spécialiste, depuis la définition du modèle de la structure jusqu à la création de notes de calculs claires et professionnelles. Modèles de projets Tout fichier de projet peut être sauvegardé en tant que modèle, ce qui offre de nombreux avantages. Point forts Modèles pour les projets répétitifs impliquant des modifications mineures. Optimisation des structures en acier et en bois pour une conception extrêmement économique. Document actif automatiquement à jour en fonction des modifications apportées au modèle, et inversement (valeur des charges, coordonnées nodales, etc.). Outils sophistiqués pour la production de documentation graphique. Possibilité d exportation des images vers des fichiers PDF 3D. Définition rapide des dalles nervurées et préfabriquées. Vue «modèle 2D» section graphique représentée via le modèle 3D ; modification aisée en 2D du modèle 3D ; liaison entre les vues 3D et 2D. Étages : dessins professionnels d étages et outils de génération de vues en plan. Cotation dans les vues 3D et modèle 2D. Attributs définis par l utilisateur minimisant les pertes de données durant le processus BIM. Contrôle externe : contrôles définis par l utilisateur intégrés dans Scia Engineer. Ils permettent entre autres d implémenter et de respecter les conventions et usages de l entreprise et offrent un gain de temps appréciable lors de la définition de projets nécessitant un environnement similaire à un projet précédent. Ces modèles permettent en effet de définir préalablement l environnement du projet comme les matériaux, les profils, les cas de charges, les combinaisons et un document type (note de calcul). L utilisateur choisit librement et sans limite les informations qu il souhaite inclure dans ce fichier modèle et la façon de les présenter. Pour un nouveau projet, l utilisation d un modèle existant représente un gain de temps considérable et unifie la façon dont l utilisateur fournit les résultats à ses clients. En outre, la combinaison de ces modèles avec le module de paramétrisation (esa.11) représente une façon très performante de réaliser des modèles paramétriques stockant non seulement des matériaux et des profils, mais aussi des géométries ou des charges paramétriques. Optimisation globale (AutoDesign) Scia Engineer vous permet de réaliser une optimisation globale de la structure dans sa totalité ou pour des parties choisies. Cette optimisation globale fonctionne pour les profils en acier et en bois. A condition de disposer des modules de calcul respectifs des différents éléments, il est possible d optimiser suivant les critères ci-dessous : Contrôle standard acier ; Contrôle résistance au feu de structures métalliques ; Contrôle bois ; Contrôle des assemblages des diagonales boulonnées ; Contrôle des blocs de fondation ; Une combinaison des contrôles ci-dessus. Les valeurs optimisées sont la section droite ou la dimension des boulons. En général, il revient à l utilisateur de définir quels types de sections droites ou diagonales boulonnées il convient d optimiser. Pour des structures plus complexes, on peut également définir différents ensembles d optimisation, p.ex. un pour tous les poteaux, un autre pour toutes les poutres, etc. Ensuite, l utilisateur peut choisir selon quelle procédure il/elle veut optimiser. Il est également possible de déterminer le nombre d itérations qui doit être effectué par le programme. L utilisateur peut alors lancer Scia Engineer pour effectuer la procédure plusieurs fois de suite. Pour plus d information sur l AutoDesign, voir le livre blanc qui se trouve sur le site web Conception optimale de constructions : AutoDesign et optimisation paramétrique - percée technologique dans Scia Engineer. Charges de vent et neige et charges prédéfinies Les charges de vent et neige constituent souvent des facteurs essentiels pour le calcul d une structure. Scia Engineer permet de les définir aisément à partir de courbes de pression de vent et de neige. La courbe concernée peut être définie manuellement suivant les conditions réelles du lieu où la structure sera construite ou peut être adaptée en accord avec les prescriptions nationales correspondantes. A signaler que, outre cette génération séparée des charges de vent et neige, Scia Engineer offre également un outil avancé pour une génération automatique des charges climatiques suivant différentes normes (esas.05.xx). esa.06 Inclus dans C P E S Modules pré-requis : esa.00.

24 Boîte à Outils de Productivité Ce générateur des charges climatiques effectue plusieurs opérations en une seule manipulation. Il crée des cas de charges individuels pour la neige et pour un vent soufflant de gauche ou de droite, considérant respectivement les cas de sous- et sur-pression. Très souvent, la charge de certaines parties structurelles est déterminée directement par la nature de la structure. Un exemple typique est le poids des planchers. Scia Engineer dispose d un éditeur de «charges prédéfinies» très pratique. Les charges prédéfinies sont déterminées par un ensemble de couches d épaisseur et de densité spécifiques. Scia Engineer calcule automatiquement le poids résultant et l applique à la partie sélectionnée de la structure. Document actif Scia Engineer est une application Windows et offre en tant que telle un grand confort d utilisation à tout point de vue. Une attention toute particulière a été portée à une des phases les plus importantes d un projet - la préparation de documents et de notes de calcul. Il s agit du document actif, qui comporte : Les données introduites du projet ; Les résultats de calculs ; Les dessins de la structure ; Les diagrammes de résultats ; Du texte introduit par l utilisateur ; Des images externes ; Les en-têtes ; Les pieds de page ; Une table des matières. Toutes ces informations sont combinées librement et avec un degré de détail choisi par l utilisateur. Les informations contenues dans le document ne constituent pas une sortie simplement imprimable et «passive», mais restent activement liées au modèle de la structure. Il s agit d un avantage important : ainsi, toute modification ultérieure de la structure se reflète sans difficulté dans le document par une simple régénération automatique de ce dernier. En outre, les tableaux de données sont édités directement dans le Document (de la même manière que dans un logiciel tel que Microsoft Excel) et le modèle s adapte en conséquence. Par exemple, la modification de coordonnées nodales dans la table du Document se traduit par une modification de la géométrie de la structure; la modification de la valeur d une charge entraîne une modification de la charge appliquée à la structure. Le document peut être sauvegardé avec le projet ou exporté vers un format standard pour pouvoir être lu par des tiers ne disposant pas de Scia Engineer. Les formats supportés sont : RTF (p.ex. pour MS Word), HTML (p.ex. pour Internet explorer, MS Excel), TXT (pour n importe quel éditeur de texte, ou MS Excel,...) et PDF. Scia Engineer supporte également le format PDF 3D. Dans ce format, l utilisateur peut naviguer dans les images comme dans l environnement standard de Scia Engineer (zoom, changement de point de vue, rotation). Modèles de Documents Tout comme les modèles de projets, le Document peut lui aussi être basé sur un modèle. L utilisateur ne doit donc plus définir le contenu du Document lorsqu il entame un nouveau projet. Un ou plusieurs modèles de Document peuvent être créés à l avance afin de servir de référence et de «table des matières» pour la génération automatique d une note de calcul. Scia Engineer lit le modèle, reprend un par un les paragraphes insérés et actualise automatiquement les données et résultats pour le projet en cours. Les utilisateurs qui traitent régulièrement le même type de structures apprécieront tout particulièrement cette fonctionnalité qui leur permet de concevoir un Document (ou une série de Documents) une fois pour toutes et de s en servir de nombreuses fois. Galerie d images évoluée : Un lien actif entre le modèle 3D et les dessins dérivés 2D Scia Engineer contient un outil avancé pour la préparation d images. Habituellement, l utilisateur définit les vues souhaitées et génère ensuite l image de la structure analysée. Selon cette méthode, l image doit être recréée chaque fois que la structure est modifiée. Ce n est désormais plus nécessaire, grâce à la Galerie d images évoluée proposée. L image contient toutes les informations pertinentes quant à son mode de création et à la représentation de la partie de la structure analysée. En cas de modification de la structure, l image est ainsi régénérée automatiquement, sans perte des paramètres d affichage. Cet automatisme s applique également aux modifications de charges, d appuis, de rotules et d autres parties du modèle. Si nécessaire, les Modélisation 23 esa.06

25 Boîte à Outils de Productivité Modélisation 24 images peuvent être modifiées ultérieurement dans l éditeur graphique intégré à l aide des fonctions graphiques standards, telles que le dessin de lignes, l ajout de lignes de cotes, l ajout de texte, le déplacement ou la copie d objets, etc. On peut ensuite exporter les images dans les formats les plus courants comme bmp, vrml et même dwg/dxf. Dalle nervurée Avec cette fonctionnalité, l utilisateur peut introduire rapidement une dalle raidies par des nervures multiples. Le calcul considère cette entité comme une vraie dalle nervurée. On peut obtenir le même résultat (mais plus lentement) par une saisie séparée de la dalle et des nervures, en utilisant deux fonctionnalités différentes. Dalle préfabriquée Ce type particulier de dalle est exploité au maximum en relation avec la fonctionnalité de conversion de projet 2D en projet 1D. L idée est la suivante : Supposons un plancher composé d éléments préfabriqués (p.ex. des dalles alvéolaires). Les contrôles qui sont exécutés exigent que ces éléments soient définis. D autre part, l analyse de la structure complète peut être effectuée avec une dalle de «substitution» dont les caractéristiques correspondent au système complet des éléments préfabriqués. On peut également utiliser le modèle analysé de la dalle de substitution ou extraire seulement un seul élément dans un projet séparé, y compris les efforts internes obtenus par une analyse de la structure entière, et effectuer un contrôle détaillé de cet élément. Vue «modèle 2D» La vue «modèle 2D» affiche le modèle 3D de la structure de la même façon qu une vue 3D standard. Elle est néanmoins définie par les sections de la vue 3D, et l utilisateur peut opter pour des sections verticales, des vues en plan et des coupes quelconques. Il dispose de divers outils facilitant la définition de cette vue. La vue «modèle 2D» possède une direction d affichage fixe (perpendiculaire au plan de section) et un plan de travail fixe. Lors de l activation d une nouvelle vue «modèle 2D», la fenêtre 3D est activée et ses bords sont définis en fonction des plans arrière et avant. Toutes les fonctions de modification de la fenêtre 3D sont disponibles dans la vue 2D. Étages et grille 3D avancée Scia Engineer propose des outils avancés de dessin et de modélisation : les étages et les grilles 2D. Ces deux objets standard possèdent leurs propriétés spécifiques et peuvent être modifiés au moyen de la boîte de dialogue des propriétés. Il existe trois types de grilles 2D : Les lignes libres sont des entités créées manuellement par l utilisateur (lignes droites uniquement) et regroupées pour former une grille générique. Elles permettent de créer rapidement des grilles originales ou difficiles à définir au moyen de grilles rectangulaires ou circulaires. Des nœuds ou intersections de grille existants peuvent en revanche être employés. Les grilles rectangulaires permettent à l utilisateur de spécifier leur espacement par rapport aux axes X et Y ainsi que leurs propriétés. Les grilles circulaires permettent à l utilisateur de spécifier leur espacement par rapport aux axes X et Y (angle). Les grilles rectangulaires et circulaires peuvent être éclatées en lignes libres, qui peuvent être modifiées en conséquence. Toutefois, en cas d éclatement d une grille, les lignes de cote ne sont plus liées aux grilles libres. Ceci permet de créer rapidement une grille aléatoire complexe. La grille 2D définitive peut être composée de différentes grilles de tous types. L utilisateur peut donc créer une grille plane de pratiquement toute forme générique. Un étage définit l élévation d un niveau ou d un plancher dans un bâtiment. Les étages sont affichés sous la forme de lignes de cote verticales automatiques dans la vue 3D. Les grilles 2D, combinées aux étages, forment une grille 3D virtuelle. Elles peuvent être projetées sur tout étage, offrant ainsi autant de points d accrochage qu avec une grille 3D. Cependant, l avantage des grilles 2D et des étages est qu ils permettent de générer automatiquement des coupes et des vues en plan. Cotation Scia Engineer permet aux concepteurs de placer des lignes de cote dans les vues «modèle» 2D et 3D. Les lignes de cote sont gérées au moyen des styles de dimensions, qui offrent une grande souplesse dans leur représentation. Principales caractéristiques des lignes de cote : Modification aisée du format grâce aux styles de dimensions ; Calques des lignes de cote également définis via les styles de dimensions ; Possibilité de définition manuelle des étiquettes esa.06

26 Boîte à Outils de Productivité Création d un fichier de données additionnelles personnalisées. Définition d une référence au fichier Excel correspondant. de lignes de cote, ou automatique en fonction des paramètres des styles de dimensions ; Modifications des marques de fin ; Nouvelles options de positionnement des étiquettes ; Possibilité de définir la position verticale de l étiquette (au-dessus, alignée et en-dessous). Attributs définis par l utilisateur Les attributs permettent de lier facilement des données additionnelles à un élément de la structure. L utilisateur peut créer lui-même des attributs et étendre ainsi les propriétés des éléments (barres et surfaces). Scia Engineer ne fait aucune distinction entre les propriétés codées dans le programme et les attributs utilisateur dans les impressions (Document), les représentations des dessins et l échange des données via les interfaces standard comme XML. Ainsi, des attributs utilisateur peuvent être utilisés dans les contrôles externes (voir la section «Contrôle externe»). Il est également possible d ajouter des attributs aux données de barre en fonction de la couleur, du type de surface, etc. L utilisateur peut définir pour chaque nouvel attribut une liste des données valables (par exemple, de couleurs) ou une plage de valeurs acceptables. Contrôle externe Scia Engineer propose un grand nombre de contrôles avancés pour les barres : calcul du ferraillage dans le béton, contrôles acier, conception aluminium, contrôles des assemblages en acier et bien d autres encore. Il arrive également que l utilisateur souhaite effectuer un contrôle spécial, non implémenté dans Scia Engineer. C est là qu entre en jeu le module Liens pour contrôles externes Microsoft Excel : il permet à l utilisateur de définir un contrôle personnalisé et de le lier à un ou plusieurs fichiers Excel existants. Pendant le contrôle, les données introduites dans Scia Engineer (efforts internes, données de barre, charge et dimensions par exemple) sont envoyées vers Excel, qui analyse les résultats et les renvoie à Scia Engineer. Scia Engineer affiche ensuite les résultats dans des vues standard : diagrammes sur les barres analysées, fenêtre d aperçu ou Document. La région sélectionnée dans la feuille Excel peut être affichée sous forme graphique dans le Document Scia Engineer. Ces données sont ensuite utilisées pour des barres ou des nœuds. Elles peuvent aussi être sauvegardées dans une base de données. Un nouveau service sera disponible dans l arborescence de Scia Engineer : Contrôle personnalisé L étape suivante consiste à exécuter un contrôle personnalisé après un calcul dans Scia Engineer Le composeur de tableaux affiche également les données personnalisées dans l aperçu Le bouton Contrôle simple commande l ouverture du fichier Excel, dans lequel figurent les résultats mis à jour du contrôle. Modélisation 25 esa.06

27 Section graphique Modélisation 26 Scia Engineer permet de définir des sections de barres de forme quelconque et même de matériaux différents. L environnement graphique simplifie la création de la forme souhaitée. Cet environnement est très proche de l interface graphique de définition de la structure et contient toutes les options d introduction de données, comme le glisser-déplacer et l édition numérique des coordonnées des sommets, la copie, la rotation, la symétrie, l arrondi, etc. Des sections polygonales ou à paroi mince peuvent être définies. De même, tous les profils de la bibliothèque Scia Engineer peuvent être utilisés comme section ou partie de section. Ils peuvent être combinés pour définir manuellement des formes particulières. Sorties et affichage L éditeur graphique permet d ajouter des lignes de cotes dans l image de la section pour produire une documentation complète, présentant les résultats de manière claire. Les étiquettes des lignes de cotes sont modifiables et contiennent la dimension, du texte supplémentaire ou une description. Point forts Saisie graphique avancée de toute forme de section. Sections composées d un nombre quelconque d éléments. Calcul automatique des caractéristiques de section. Sections paramétriques. Import de forme de sections via le format DXF / DWG. Eléments de section en recouvrement Scia Engineer permet de définir des profils mixtes acier-béton ou béton-béton avec une partie préfabriquée et l autre coulée sur place. Dans ce cas, un paramètre de priorité est assigné à chaque forme partielle de façon à définir quel est l élément en place lorsqu un ou plusieurs éléments de section se recouvrent. Paramétrisation Les coordonnées des nœuds peuvent recevoir des valeurs paramétriques définies par l utilisateur. Les paramètres peuvent être des valeurs ou des formules ; ils permettent de définir sans difficulté des formes à dépendances internes variées. Certains paramètres sont modifiables directement dans la boîte de dialogue du profil, de la même façon que les paramètres dimensionnels des profils du catalogue Scia Engineer. Ils sont également modifiables à partir d autres points du logiciel Scia Engineer ; c est par exemple le cas des paramètres d un jarret etc. Comme les sections graphiques sont également admises dans des barres à section variable, il n y a aucune limite à la création de barres 3D. Importation DWG / DXF Les formes peuvent être importées à partir de fichiers DWG et DXF. Les entités de type ligne et polyligne sont prises en charge. Le contrôle manuel des données permet de vérifier comment certaines entités importées sont prises en compte (éléments de paroi, polygone solide et ouverture), avec la possibilité d assembler automatiquement les lignes sélectionnées en polygones fermés. esa.07 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

28 Paramètres Des paramètres peuvent être utilisés dans un projet pour optimiser des solutions d ingénierie ou pour évaluer d éventuelles modifications. Prenons le cas où la portée de plusieurs portiques doit être accrue pour une raison quelconque. Grâce aux paramètres, il suffit de modifier la valeur correspondante ; Scia Engineer régénère alors automatiquement le modèle en tenant compte du paramètre modifié. La structure est recalculée ; le Document est lui aussi régénéré automatiquement. Par exemple, il est possible de préparer un modèle paramétrique pour une poutre continue, un portique plan à deux étages, un pont en arc ou n importe quelle structure simple ou complexe. En outre, un projet paramétrique peut également contenir des rubriques de Document prédéfinies. Utilisation des paramètres Presque toutes les valeurs qui déterminent le modèle structurel peuvent être définies comme paramètre. Un paramètre peut définir, par exemple, la position d une extrémité d une barre (coordonnée x, y ou z), la valeur d une charge imposée, le profil utilisé, l affichage d un tableau dans le document, etc. Les paramètres peuvent également être utilisés dans des formules pour définir la relation entre certaines parties du modèle. Une fois que les paramètres sont définis, une valeur peut leur être assignée suivant le modèle. De plus, vous pouvez organiser vos paramètres sous différents onglets ; il suffit alors d y sélectionner les paramètres à inclure dans votre projet. En combinant les paramètres et les blocs utilisateur (une fonctionnalité standard de Scia Engineer ), il est possible d importer des projets paramétriques en tant que sous-structure dans un nouveau projet. La modélisation d une structure devient alors plus rapide, car il n est plus nécessaire de modéliser à nouveau tous les éléments similaires. Quelques applications types : portiques, pylônes, racks de stockage,... Modélisation Les blocs utilisateur Les blocs utilisateur font partie du service Structure. Tous les éléments structurels sont introduits à partir de ce service. La bibliothèque des blocs utilisateur est un outil évolué qui met à la disposition de l utilisateur un ensemble de projets stockés à un endroit spécifique. L arborescence de répertoires où sont stockés les projets s affiche sous la forme d une arborescence de menu, les projets étant présentés sous la forme de blocs utilisateurs. Il n y a pas de limite à la complexité d un bloc utilisateur. Vous pouvez ajouter des appuis, des charges, des paramètres, des assemblages, etc. à votre projet et l enregistrer comme bloc utilisateur. En se servant conjointement des modèles de projet accessibles dans le module Outils de productivité, l utilisateur peut définir des projets paramétriques avec une géométrie, des charges, des combinaisons et un Document. Ces fonctionnalités permettent de préparer des calculs standard pour un type de structure et d effectuer les calculs en quelques minutes. Point forts Géométrie du modèle et propriétés définies avec des paramètres. Modification simple et rapide du modèle. «Optimisation» manuelle simple de la conception. Préparation de modèles pour les types de structures répétitives. 27 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00. esa.11

29 Allplan freeform modeller : modeleur de formes quelconques Modélisation 28 Le modeleur de formes quelconques (Freeform Modeller) est un outil convivial de modélisation de formes volumétriques en 3D, conçu principalement pour les applications en construction et génie civil. Il permet d exploiter tous les avantages d un environnement de modélisation complètement 3D, comme l introduction dans n importe quelle direction ou plan quelconque repéré en 3D, affichage rendu ou transparent des entités. Le modeleur de formes quelconques traite principalement les volumes qui se basent sur des formes courbes. Toutes les courbes définies peuvent être modifiées simplement en déplaçant de façon rapide et intuitive leurs points de définition. Le modeleur de formes quelconques est simple et convivial grâce à une introduction très facile de formes de bases ; ces formes de base peuvent ensuite être combinées ou modifiées de diverses manières en vue de réaliser des formes complexes et de les adapter. Cette approche permet de créer facilement quasi tous les volumes 3D, des plus simples aux plus complexes. L interface utilisateur graphique Point forts Volumes basés sur formes courbes pouvant être modifiés. Edition numérique des coordonnées de sommets. «Bubble stretch» : réaliser une surface courbe lissée à partir de segments initiaux droits. Outil efficace de contrôle de géométrie. Peut-être utilisé comme une application isolée ou comme fonction interne de Allplan. esa.24 efficace est basée sur le contrôle graphique unique de Scia Engineer qui combine à la fois un affichage parfait des formes courbes modélisées et des possibilités puissantes et intuitives d introduction et modification des entités dans toutes les directions de l environnement 3D complet, y compris le glisser-déposer (drag & drop). Le modeleur de formes quelconques offre la possibilité de combiner des volumes généraux avec des objets spécifiques de construction telles que poutres, voiles, dalles, etc., y compris le transfert d objets de construction en volumes généraux et vice versa. Cette approche correspond bien aux habitudes des ingénieurs en construction et c est ce que distingue le modeleur de formes quelconques de Scia d autres logiciels de modélisation 3D, généralement utilisé dans la construction mécanique, la machinerie, etc. Le modeleur des formes quelconques peut être utilisé comme une application autonome ou comme une fonction interne d Allplan. S il est appelé à partir d Allplan, l utilisateur peut modéliser des formes 3D quelconques dans Allplan ou modifier des entités déjà créées séparément grâce au Freeform Modeller. L application permet également de reprendre et modifier des formes créées directement dans Allplan. Introduction des volumes de base par extrusion et rotation de lignes et courbes. Le Freeform Modeller offre deux manières de créer des formes volumétriques: par extrusion ou par rotation. Chaque ligne ou bord peut être droit ou courbe ; il est dès lors possible de créer une grande variété de formes. Inclus dans S Modules pré-requis : esa.00, esa.27.

30 Allplan freeform modeller : modeleur de formes quelconques Toutes les courbes conservent leur type et sont disponibles en vue d une opération transversale. Toutes les courbes/lignes suivent la position de leurs points de définition ; il est dés lors possible de les modifier rapidement par simple déplacement de ces points au moyen des fonctions de modification de la géométrie. Les fonctions «déplacer», «échelle», «étirer» sont disponibles ainsi que la modification numérique des coordonnées des sommets par la fonction «modifier table». La paramétrisation est disponible comme pour les autres entités de Scia Engineer ; les volumes peuvent donc être utilisés sans aucune limitation pour créer des modèles paramétriques. Opérations booléennes 3D Les opérations booléennes sont un outil standard pour la modélisation efficace des formes 3D. Le modeleur 3D de Scia Engineer comprend toutes les opérations usuelles: addition, soustraction, intersection (XOR) et division (OR). Modélisation Formes paramétriques (optionnel esa.11) Une série de formes de base est disponible et peut être étendue par l utilisateur grâce au module «Modeleur paramétrique». La série de base contient des formes volumétriques fondamentales ainsi que des coques. Modélisation de formes libres Comme mentionné ci-dessus, le modeleur de formes quelconques comprend une série de fonctions pour une modification transversale efficace des volumes de base. Ces fonctions se fondent sur la technologie de la définition des surfaces à plusieurs niveaux, ce qui permet de traiter aussi bien la définition primaire que secondaire de la géométrie au moyen d une séparation interne des surfaces. Un des outils puissants est la fonction bubble stretch, ce qui permet de créer une forme courbe lissée à partir de segments initiaux droits et plans. 29 esa.24

31 Modeleur d assemblages Modélisation Les Modeleur d assemblages Scia Engineer rassemble une suite performante de programmes pour la conception des assemblages de structures métalliques. Ils offrent au concepteur un outil graphique interactif pour la modélisation des assemblages boulonnés et soudés. 30 Utilisation du Modeleur d assemblages La conception de l assemblage s effectue sur le modèle DAO, dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les nœuds dans lesquels un assemblage doit être conçu sont sélectionnés en utilisant la souris. Les éléments de l assemblage (cornières, jarrets, raidisseurs, boulons,...) se définissent dans une boîte de dialogue conviviale. Les boulons et les ancrages sont sélectionnés dans une bibliothèque ouverte. Tous les éléments de l assemblage sont visibles à l écran. Des dessins détaillés reprenant tous les éléments de l assemblage sont générés automatiquement par l assistant des Plans de détail des assemblages (esadt.02). Assemblages de portique rigides Les assemblages suivants sont pris en charge : Assemblages poutre-poteau : assemblages boulonnés avec platine ou assemblages Point forts Définition rapide des assemblages pour certains types de barres en acier. Représentation graphique réaliste des assemblages. soudés (poutre-poteau, poutre transversale, poutre en T simple ou double) ; Assemblages poutre-poutre : union de barres de type platine (assemblage platine-platine) ; Pieds de poteaux : assemblage par plaque d embase boulonnée. Les types «poutre-poutre» et «pieds de poteaux» peuvent prendre en charge les poutres en I symétriques et asymétriques (y compris les éléments de hauteur variable) et les sections rectangulaires creuses, pour une configuration en flexion suivant les axes forts. Le type «poutre-poteau» peut prendre en charge les éléments poutre en I symétriques et asymétriques (y compris les éléments de hauteur variable) et les sections rectangulaires creuses, pour une configuration en flexion suivant les axes forts ; l élément poteau peut être un I (également les éléments de hauteur variable) dans une configuration de flexion suivant son axe fort, ou encore une section en I symétrique pour une configuration en flexion suivant son axe faible. Les types de raidisseurs suivants peuvent être utilisés : Jarrets en profilés ou en plats ; Doublure d âme ; Contreplaques ; Raidisseurs triangulaires (demi) et rectangulaires. Pour les pieds de poteaux, les types de raidisseurs suivants peuvent être appliqués : Jarrets en profilés ou en plats, Raidisseurs triangulaires (demi) et rectangulaires ; Bêche ; Raidisseurs de platine. Les éléments d ancrage suivants sont pris en charge : ancrages droits, à crochets et coudés ; ancrages à disque, ancrages réalisés à l aide de barres lisses ou de barres à haute adhérence. Assemblages articulés Les assemblages des portiques articulés sont des assemblages qui ne transfèrent aucun moment, par suite du jeu entre la semelle de la poutre et celle du poteau. On peut concevoir les assemblages poutrepoteau (poutre-poteau, poutre transversale, poutre en T simple ou double). Les éléments d assemblage suivants sont pris en charge : Platine soudée sur l âme de la poutre et sur la semelle du poteau ; Platine boulonnée sur l âme de la poutre et sur la semelle du poteau ; Cornière boulonnée sur l âme de la poutre et sur la semelle du poteau ; Platine courte : soudée sur l âme de la poutre et boulonnée sur la semelle du poteau. Pour l élément poutre, le module prend en charge les poutres en I symétriques pour une configuration en flexion suivant l axe fort. L élément poteau peut être un I symétrique dans une configuration de flexion suivant l axe fort ou suivant l axe faible. esa.18 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

32 Jeu d outils BIM et Workgroup La plupart des logiciels de conception et d analyse structurelle s appuient uniquement sur un modèle dit d analyse, limité aux données nécessaires à au calcul. Scia Engineer a ceci d unique qu il permet à l ingénieur de définir très rapidement la relation entre ce modèle d analyse et la forme réelle de la structure utilisée dans les systèmes DAO (modèle structurel). L utilisateur peut préciser lequel de ces deux modèles est le principal, l autre sera alors créé automatiquement par Scia Engineer. L association d un modèle structurel à un modèle d analyse dans un projet présente de nombreux avantages, notamment dans le contexte BIM (modélisation des informations du bâtiment) : Le modèle structurel est extrait directement du progiciel de DAO et les modifications qui y sont apportées dans Scia Engineer sont renvoyées vers ce dernier ; La fonction de reconnaissance des éléments crée automatiquement le modèle structurel à partir des volumes ; L algorithme puissant de liaison «Structure2Analysis» transforme un modèle DAO (avec assemblages imprécis) en un modèle d analyse rigoureux ; Le Round-Trip Engineering assure le partage du modèle structurel avec Allplan, y compris la géométrie et le ferraillage ; Prise en charge directe des API Revit Structure et Tekla Structures ; Échange des données aux formats IFC, XML, VRML, DXF, DWG, etc. ; Maîtrise parfaite des modifications apportées au modèle par les architectes via la fonction de mise à jour. Liaison «Structure2Analysis» Le modèle structurel n a pas les mêmes fonctions que le modèle d analyse. Les plans de détail portent principalement sur l assemblage des volumes. Dans le modèle d analyse, en revanche, ce sont les lignes moyennes et les plans moyens des volumes qui ont le plus d importance. Cette différence d approche peut se traduire par des divergences. Lors de la conversion du modèle structurel en modèle d analyse, l utilisateur peut influencer le résultat de l algorithme de connection en modifiant les distances limites, les tolérances et les priorités. Il est possible d assembler tous les éléments de la structure (procédure automatisée) ou certains seulement (procédure par étapes). Toute modification peut être enregistrée sous un nom donné pour réutilisation ultérieure. La forme initiale peut être enregistrée en tant que modèle structurel «gelé». Ces informations concernant la structure initiale sont toujours disponibles pour comparaison visuelle avec le modèle d analyse actif (notamment des excentricités, épaisseurs, détails, etc.). Si la position des plans moyens ou des lignes moyennes d un élément est déplacée perpendiculairement au cours de l assemblage, Scia Engineer enregistre ces informations comme une excentricité et les prend en compte lors du calcul. Reconnaissance des éléments Les modèles constitués de poutres, poteaux, dalles et voiles standard peuvent être transférés relativement aisément entre différents types de logiciels. Mais si des formes complexes sont impliquées, il est nécessaire d avoir recours à un outil permettant d identifier ces formes et de les convertir en objets correspondants. Scia Engineer 2010 propose une version améliorée de sa fonction de reconnaissance des éléments. Celle-ci permet de convertir même les formes et sections les plus complexes en barres et surfaces. Contrôle de conflits Le contrôle est réalisé pour toutes les entités, volumes et éléments structuraux de Scia Engineer. Utilisé en combinaison avec la possibilité d introduire une forme volumétrique 3D à partir de fichiers dwg/dxf ou IFC, le modeleur de formes quelconques constitue un outil efficace pour contrôler la géométrie, même si d autres logiciels sont utilisés. Mise à jour du modèle existant Le concept BIM a pour objectifs l échange de données et la réutilisation des modèles de projet. Les intervenants d un projet ne peuvent se permettre d attendre que chacun ait achevé son travail pour recevoir les fichiers, c est pourquoi ils partagent leurs informations respectives de façon régulière à mesure qu ils modifient leur modèle. Au cours de ces échanges de données, il est essentiel que les informations existantes ne soient ni écrasées, ni supprimées des modèles de chacun. Le Round-Trip Engineering avec Allplan offre une boîte de dialogue de mise à jour conçue à cette fin. Les différences entre les modèles fusionnés sont mises en évidence, de sorte que l utilisateur peut toutes les valider ou seulement celles portant sur des éléments sélectionnés. Pour chaque élément, il est possible de mettre à jour la forme structurelle graphique et/ou la géométrie du modèle d analyse (par exemple, les épaisseurs, les profils ou la géométrie, etc.). Toutes les données additionnelles (telles que les appuis, les cas de charges, les combinaisons et autres données de l élément) sont conservées. Point forts Gestion simultanée du modèle de structure et du modèle d analyse dans le même projet Création automatique du modèle d analyse à partir du modèle de structure Conversion de solides quelconques en éléments de structure tels que poutres, poteaux, dalles et voiles Fusion de projets Scia Engineer avec un contrôle complet sur les modifications Modélisation 31 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00. esa.26

33 Round-Trip Engineering avec Allplan Modélisation L interface entre Allplan et Scia Engineer est gérée par des outils uniques qui permettent de générer, au départ du modèle architectural d une structure créé dans Allplan, un modèle d analyse d efficacité hors pair, fondé sur des calculs statiques et dynamiques dans Scia Engineer. Le modèle architectural n ayant pas les mêmes finalités qu un modèle d analyse cohérent, Scia Engineer est doté de fonctions robustes permettant l assemblage des lignes moyennes et des plans moyens des poutres, poteaux, voiles et dalles, fonctions qui sont indispensables pour une analyse optimale par éléments finis. De plus, comme le modèle architectural Allplan subit souvent plusieurs modifications de conception, l interface Scia Engineer comprend une fonction de mise à jour intelligente, grâce à laquelle l utilisateur contrôle l importation de ces changements dans son modèle d analyse. La liaison directe entre les interfaces fait en sorte que les changements apportés dans Allplan sont répercutés automatiquement dans Scia Engineer à l aide d un lien actif. Les données du modèle définies dans Scia Engineer sont conservées ; l utilisateur ne doit donc pas redéfinir les conditions de bord, les charges, etc., à chaque modification du modèle dans Allplan. 32 Point forts Deux modèles dans un seul projet : modèle structurel et modèle d analyse Possibilité de convertir automatiquement le modèle structurel en modèle d analyse (liaison «Structure2Analyse») Mise à jour ou fusion des projets Scia Engineer pour optimiser le processus de modification Mises à jour du modèle structurel répercutées dans le modèle d analyse, sans perte des données additionnelles Table de correspondance des matériaux Les deux programmes bénéficient de la certification IFC 2x3 : Allplan pour la vue architecturale et Scia Engineer pour la vue structurelle. C est pourquoi ce module permet une liaison IAO-DAO bidirectionnelle. Échange de géométrie L échange de modèles de projet intelligents exige l utilisation d objets architecturaux. Le modèle doit être entièrement créé au moyen de poutres, poteaux, dalles et voiles, y compris tous les types d ouvertures possibles. Il est également possible de transférer des objets en tant que volumes. Dans Scia Engineer, ces objets s affichent sous la forme de volumes également, l avantage étant qu ils peuvent être convertis en barres ou surfaces, au moyen du jeu d outils BIM, puis intégrés dans l analyse structurelle. La forme 3D exacte de l élément provenant d Allplan est stockée comme modèle structurel dans Scia Engineer. La forme de chaque entité du modèle d analyse est créée au cours de l importation et enregistrée comme sa «deuxième interprétation» (il s agit du modèle dit parallèle). Les lignes moyennes et les plans moyens de chaque entité sont placés au centre de gravité de la section, de façon à fournir les meilleurs résultats numériques. Bien entendu, l utilisateur peut adapter ce positionnement ultérieurement à l aide des fonctions classiques de modification de Scia Engineer. L importation peut être effectuée directement en lançant le programme Scia Engineer (liaison directe) si les deux programmes sont présents sur l ordinateur. Lorsque le dessinateur et l ingénieur travaillent sur deux ordinateurs distincts, le modèle doit parfois être transféré de l un à l autre. Le fichier de données Scia Engineer est alors utilisé (liaison indirecte). Les fonctionnalités et les possibilités offertes sont les mêmes dans les deux cas. esa.28 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

34 Round-Trip Engineering avec Allplan Échange de ferraillage Il est également possible d échanger les données du ferraillage 3D modélisé dans Allplan entre ce dernier et Scia Engineer grâce au Round-Trip Engineering et ce, de diverses façons. Scia Engineer utilise deux types de ferraillages : le ferraillage pratique et le ferraillage théorique. L interface entre Allplan et Scia Engineer les prend tous deux en charge. Ferraillage théorique Ce type de ferraillage correspond à la quantité d acier devant être ajoutée à l élément d après les calculs. Les résultats de ces derniers peuvent être représentés sous forme graphique. Scia Engineer calcule et optimise le ferraillage requis pour les barres et les surfaces. Le ferraillage théorique des surfaces peut être transféré vers Allplan par l intermédiaire d un fichier ASF. Sur base de ces valeurs, Allplan propose une interprétation graphique du ferraillage modélisé. Chaque barre insérée dans le modèle est ajoutée dans le schéma de ferraillage avec la couleur et la direction correspondante. L utilisateur peut donc voir facilement les zones nécessitant un ferraillage supplémentaire et celles qui ne doivent plus être modifiées. Des fichiers ASF peuvent également être utilisés pour automatiser entièrement le calcul du ferraillage dans Allplan. Leurs valeurs sont automatiquement converties en ferraillage pratique. Modélisation Ferraillage pratique Scia Engineer permet en outre de modéliser le ferraillage pratique des barres et des surfaces. Différents modèles prédéfinis de ferraillage sont disponibles pour aider l ingénieur à définir directement le ferraillage pratique (étriers et barres longitudinales) dans Scia Engineer. Une autre manière de procéder consiste à définir le ferraillage dans le modèle avec Allplan, puis à l exporter d Allplan vers Scia Engineer afin de vérifier s il est suffisant. Autre possibilité : l ensemble du modèle, y compris le ferraillage, peut être importé dans Scia Engineer à partir d Allplan et converti en modèle d analyse au moyen des fonctionnalités décrites plus haut. Le ferraillage peut être optimisé dans Scia Engineer afin de répondre aux réglementations applicables tout en minimisant la quantité d acier requise. Le ferraillage créé ou modifié dans Scia Engineer peut être réutilisé dans Allplan sans perte de données. Table de correspondance des matériaux Dessinateurs et ingénieurs ne font pas le même usage des matériaux. Un modèle structurel doit idéalement indiquer si un objet donné est en acier, en briques ou en bois. Il arrive même que des appellations de matériau très précises soient utilisées pour les métrés. En revanche, l ingénieur ne pourra utiliser que les matériaux pris en charge par les calculs (ainsi, «béton» n est pas une indication suffisante). Scia Engineer doit en effet être «informé» du type de béton utilisé (par exemple «C20/25»). Scia Engineer 2010 propose à cet effet une table de correspondance des matériaux. Cette table lie les matériaux utilisés dans Allplan aux matériaux correspondants de Scia Engineer. Elle se présente sous la forme d un simple fichier texte, qui peut être étendu et/ou modifié par l utilisateur. Jeu d outils BIM et Workgroup Le module esa.28 comprend le module esa.26, avec son jeu d outils BIM et Workgroup. Ce module comprend trois outils supplémentaires permettant de convertir le modèle structurel Allplan en modèle d analyse Scia Engineer. Principales fonctionnalités : Algorithme interne «Structure2Analysis» (Structure-à-analyse) Reconnaissance d éléments Mécanisme de mise à jour Pour plus d informations sur ces fonctionnalités, reportez-vous à la fiche technique correspondante (esa.26). 33 esa.28

35 Scia Engineer et Autodesk Revit Structure L interopérabilité de Scia Engineer : Modélisation 34 Grâce à la cohérence entre son modèle structural et son modèle d analyse, la plateforme Scia Engineer offre une interopérabilité et des possibilités IAO (Ingénierie Assistée par Ordinateurs) uniques pour les structures en béton, en acier, en aluminium et en bois, ainsi que pour les structures mixtes. L analyse par éléments finis de Scia Engineer permet, grâce à son modèle structural DAO intrinsèque, une analyse directe des plaques, des dalles, des parois, des portiques et de tout autre type de structure mixte modélisés à l aide de n importe quelle application externe, telle que par exemple Autodesk Revit Structure 3 et 4. Que peut-on exporter/importer? La géométrie (Revit génère un modèle architectural/structural et le convertit en modèle d analyse) : plaques, dalles, parois, coques, poutres, poteaux et contreventements ; Les appuis (les semelles sont converties en appuis rigides dans Scia Engineer ; Les charges (Revit définit les charges dans les cas de charge. Ces dernières sont converties en charges lires dans Scia Engineer ) ; Les combinaisons (les combinaisons sont possibles mais peuvent être ignorées pour l exportation vers Scia Engineer puisque Scia Engineer peut générer les combinaisons suivant différentes normes). Principe de fonctionnement Revit crée le modèle, qui peut être exporté vers Scia de deux façons via Outils externe > Point forts Plate-forme ouverte pour l interopérabilité avec un modèle unique de structure et d analyse pour les structures en béton, en acier, en aluminium, en bois ou mixtes. Echange Scia et Revit : 1. Si le modèle est exporté directement dans Scia Engineer, le programme est lancé et la structure s affiche à l écran. Une structure peut être à nouveau modifiée dans Revit et à nouveau mise à jour dans Scia Engineer, où ce même modèle sera modifié en conséquence. 2. Si le modèle est exporté/enregistré dans un fichier : Scia Engineer contrôle la géométrie, effectue le maillage et l analyse ; La structure peut être optimisée et modifiée dans Scia Engineer, et actualisée dans Revit : 1. Via la fonction Mise à jour à partir de Scia Engineer : la structure dans Revit sera mise à jour avec les nouvelles dimensions. 2. Après la mise à jour, l utilisateur peut à nouveau enregistrer le modèle dans un fichier Revit ; Les modifications peuvent être suivies dans Revit : les modifications ou les ajouts d éléments sont mis en surbrillance, les suppressions sont répertoriées dans une liste. Scia Engineer offre également la possibilité de mettre en surbrillance, accepter, supprimer, les modifications effectuées dans Revit et mises à jour vers Scia Engineer. Étape 1. Autodesk Revit Structure : Un modèle 3D est préparé dans Autodesk Revit Structure. Puis exporté vers Scia Engineer par le plug-in Revit Structure 4, conçu par Nemschek Scia ; Fonctionnalités d exportation : Un modèle complet ou seule une partie sélectionnée du modèle peuvent être exportés. Les combinaisons Revit peuvent être exportées ou ignorées de manière à définir de nouvelles combinaisons dans Scia Engineer ; L exportation peut être effectuée directement vers Scia Engineer, lorsque Scia Engineer est installé sur le même ordinateur. Le plug-in ouvrira Scia Engineer, ce qui signifie que les deux applications seront ouvertes. Les modifications effectuées dans Scia Engineer seront enregistrées dans Revit. Une fois la mise à jour à partir de Scia Engineer effectuée, le modèle sera accepté dans Revit et les modifications du modèle pourront être analysées dans Revit Structure ; L exportation peut être effectuée vers un fichier externe. Ce fichier, d extension *.r2s, sera enregistré dans un dossier défini et pourra ensuit être envoyé à un collègue. Ce dernier pourra ouvrir et enregistrer le modèle avec la même extension. Les tables de correspondances devront être définies par l utilisateur pour lier la liste des sections Revit Structure à la bibliothèque de sections Scia Engineer. Il devra faire de même pour les matériaux définis dans Revit Structure et pour les sections et familles de matériaux Revit. Après cette première exportation, les nouvelles modifications effectuées dans Revit peuvent être répercutées dans Scia Engineer. Étape 2. Scia Engineer - logiciel d analyse par éléments finis : Le modèle, provenant de Revit Structure, peut être contrôlé et, si besoin, redimensionné automatiquement afin de satisfaire aux exigences de stabilité, puis être mis à jour dans Scia Engineer pour d éventuelles analyses ultérieures. Ce modèle peut contenir les éléments suivants : Poteaux, poutres ; Plaques, dalles ; esa.21 Inclus dans S Modules pré-requis : esa.00.

36 Scia Engineer and Autodesk Revit Structure Trous ; Voiles ; Coques ; Charges et cas de charge ; Appuis ; Combinaisons. a. Le modèle structural est automatiquement converti en modèle d analyse : b. A tout moment, le modèle structural de Scia Engineer peut être consulté dans Scia Engineer pour un nouveau contrôle ou suivi : c. Après contrôle de la cohérence de la structure, le maillage est affiché et la structure calculée. d. Les résultats dans les portiques, les plaques et les coques peuvent être visualisés en détail : Déformations des plaques : Modélisation Efforts internes dans les plaques : Résultats sur les barres : Étape 3. Autodesk Revit Structure : Après l analyse, le modèle optimisé et mis à jour est à nouveau mis à jour dans Autodesk Revit Structure. 35 esa.21

37 Interface Tekla Modélisation Scia Engineer offre un modèle unique de structure et d analyse pour les structures en béton, en acier, en aluminium, en bois ou mixtes. Cette fonctionnalité est utile, par exemple, lorsque le modèle est partagé avec d autres applications, car l utilisateur peut gérer à la fois le modèle d analyse IAO et le modèle structurel CAO en un seul projet. L interface Tekla, comme son nom l indique, permet l échange transparent de données entre Scia Engineer et Tekla Structures. Scia vers Tekla L interface permet à l utilisateur d exporter un modèle Scia Engineer vers Tekla Structures (version 15 ou ultérieure). Les modèles sont limités aux structures composées d éléments 1D uniquement. Les dalles et d autres données additionnelles telles que les rotules et les appuis ne peuvent pas être transférées vers Tekla Structures (en raison des limitations de l API Tekla). Si l ingénieur n a créé qu un modèle d analyse, alors c est ce modèle qui sera exporté. En revanche, si un modèle structurel a été créé parallèlement dans Scia Engineer, l utilisateur pourra choisir lequel des deux modèles sera exporté. L échange de données est basé sur le format de fichier *.s2t. Lorsque le fichier d échange de données a été créé, il peut être ouvert dans l outil complémentaire Scia2Teckla. La boîte de dialogue d ouverture du fichier fournit des informations de base concernant les calques, matériaux, sections, nœuds et poutres transférés. Autre fonction très intéressante : la possibilité de choisir des tables de correspondances pour les matériaux et les sections. Les tables de correspondances de base sont fournies avec Scia Engineer. Si nécessaire, l utilisateur peut définir des tables supplémentaires à l aide du Scia Mapping Editor. La table de correspondances des matériaux fait correspondre les matériaux de la bibliothèque de Scia Engineer à ceux de la bibliothèque de Tekla Structures. Cette mise en correspondance est nécessaire car les matériaux de Tekla utilisent une convention de nomenclature plus élaborée que ceux de Scia Engineer. Par exemple, S235 pour Scia Engineer peut signifier S235JR, S235JRG2, S235JO, S235J2G3 ou S235J2G4 pour Tekla. une table de correspondances n est pas vraiment nécessaire car toutes les informations requises peuvent être calculées à partir de la forme. Marche à suivre pour l importation dans Tekla Structures Lancez Tekla Structures. Ouvrez un nouveau projet (vide). Lancez le module Scia2Tekla et chargez le fichier *.s2t requis. Effectuez les actions demandées (correspondances, type de modèle, etc.). Cliquez sur le bouton «Charger les données dans Tekla Structures». La liaison établira une connexion avec la fenêtre Tekla active. Le modèle sera alors importé et un rapport dans la fenêtre du module Scia2Tekla indiquera les éléments importés, les correspondances établies, etc. 36 Point forts Interface bidirectionnelle entre Tekla et Scia Engineer. Les modèles créés dans Tekla peuvent être analysés dans Scia Engineer. Les sections optimisées peuvent être renvoyées vers Tekla. Il est possible d analyser le modèle entier ou seulement une partie de celui-ci. Afin de garantir un niveau de détail précis, les matériaux adéquats doivent donc être sélectionnés lors du transfert du modèle structurel. Il en va de même pour les sections. Scia Engineer utilise une bibliothèque de profilés organisé en groupes (p. ex : HE) et en types (p. ex : 100A, 100B ou 100M), tandis que Tekla Structures nécessite des descriptions de section telles que HEA100. Lors de l utilisation de sections géométriques, Tekla vers Scia L exportation vers Scia Engineer peut être effectuée de manière directe ou indirecte. Lors d une exportation directe vers Scia Engineer (à l aide de l option automatique), Scia Engineer s ouvre et la structure y est transférée. Ceci n est possible que si les deux logiciels sont installés sur l ordinateur. Cependant, bien souvent, l ingénieur et le dessi- esa.22 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

38 Interface Tekla nateur travaillent sur deux ordinateurs différents. L exportation nécessite alors un fichier externe d extension *.t2s. Ce fichier peut être ouvert dans Scia Engineer où la géométrie et le maillage sont vérifiés et où une analyse structurelle est réalisée. Les sections peuvent être modifiées et optimisées dans Scia Engineer puis renvoyées automatiquement avec les mises à jour vers Tekla Structures. Les tables de correspondances doivent être définies par l utilisateur pour lier la liste des sections Tekla Structures à la bibliothèque de sections Scia Engineer. La même opération doit être effectuée pour les matériaux définis dans Tekla Structures. Modélisation Données pouvant être importées (de Tekla Structures vers Scia Engineer) La géométrie (modèle conçu dans Tekla Structures et converti en modèle d analyse) Les nœuds Les sections à partir de la bibliothèque Les sections leur géométrie Les matériaux Les éléments 1D barres (lignes, arcs) Les sections variables Les éléments 2D (plaques) Les ouvertures 2D Les types d EF (effort normal seul) Les assemblages rigides Les appuis ponctuels (sur barre ou au nœud) Les appuis répartis Les informations de charge Les cas de charges Les combinaisons de charges Le poids propre Les charges ponctuelles (sur barre ou au nœud) Les moments ponctuels (sur barre ou au nœud) Les charges linéiques Les moments répartis Les charges thermiques 37 esa.22

39 Interface ETABS Modélisation 38 Les ingénieurs civils ont recours à des programmes toujours plus nombreux pour la conception de projets de grande envergure. Si chacun de ces programmes comporte des technologies et fonctionnalités spécifiques, il a parfois ses inconvénients. Scia Engineer allie quantd à lui un modeleur convivial et d excellente qualité, un générateur de maillage automatique et un solveur ultrarapide. Et grâce à la liaison entre ETABS et Scia Engineer, l utilisateur peut profiter non seulement des avantages de ces deux programmes, mais aussi de ceux inhérents à la liaison de deux logiciels IAO : Comparaison des résultats de ces derniers Utilisation d un plus grand éventail de normes Conception d une dalle dans Scia Engineer Analyse des dalles et / ou des éléments précontraints dans Scia Engineer Entités prises en charge Géométrie : Géométrie des nœuds Poteaux et poutres droites Polylignes Point forts User is able to compare the results in a different program User can use the meshing and the FEM solver in Scia Engineer Use of intuitive modeller of Scia Engineer User can do the slab design in Scia Engineer User can analyze PT slabs and/or prestressed elements in Scia Engineer Dalles et voiles droits Sections : Profil laminé Section circulaire Section rectangulaire Section graphique Données du modèle : Degrés de liberté pour les appuis et assemblages d éléments Appuis Assemblages rigides ou articulés Appuis ponctuels Rotules sur barres Charges : Charges statiques Charges permanentes et surcharges Poids propre Charges ponctuelles et moments ponctuels Charges thermiques, charges réparties et moments répartis Charges surfaciques Déplacements du sol Cas de charge Combinaisons Principe de fonctionnement Importation d un fichier ETABS dans Scia Engineer L utilisateur peut sélectionner un fichier ETABS à importer dans le menu Fichier > Importer de Scia Engineer. Ensuite, il peut choisir la norme liée au projet et les matériaux équivalents. Le modèle ETABS s ouvre alors dans Scia Engineer en tenant compte de ces préférences. L utilisateur peut consulter le fichier journal pour vérifier les données importées. Exportation de données Scia Engineer vers ETABS L exportation de fichiers Scia Engineer vers ETABS s effectue au moyen du menu Fichier > Exporter de Scia Engineer. L utilisateur peut ensuite sélectionner le projet Scia Engineer à exporter vers un fichier ETABS (*.e2k). Une fois l exportation terminée, l utilisateur peut ouvrir le fichier e2k dans ETABS et travailler dans le modèle exporté dans ETABS. L utilisateur peut consulter le fichier journal pour vérifier les données exportées. esa.29 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

40 Notes 39

41 Générateur de vent et de neige / Générateur de charges surfaciques Générateur de charges 40 Générateur de charges de vent et de neige sur les portiques Le module Scia Engineer de génération de vent et de neige est un outil graphique interactif pour introduire rapidement et sans difficulté des charges climatiques sur les portiques. Les charges de vent et de neige sont générées automatiquement sur les structures suivant les Eurocode, DIN, NEN, NV65, CSN, STN et IS. Le programme offre des valeurs standards pour les coefficients de distribution de pression du vent. Ces valeurs standards peuvent être modifiées par l utilisateur pour refléter les conditions du projet analysé. La distribution standard de vent pour une région et une catégorie de terrain donnée est générée automatiquement. Les coefficients de pression sont générés pour une direction donnée du vent, c est-à-dire desvents qui soufflent du côté gauche ou droite, combiné à une surpression ou une dépression interne. Les résultats sont présentés dans une boîte de dialogue simple qui permet de modifie chaque coefficient de pression, si nécessaire. Le poids de la neige et les coefficients d exposition sont déterminés de la même manière. Comme pour les charges de neige, l utilisateur peut vérifier et agir sur chaque étape de la génération automatique. Point forts Génération des coefficients de pression pour toute direction du vent avec surpression ou dépression interne. Génération des coefficients de charges pour la charge de neige. Algorithmes conformes à EN :2005. Distribution automatique des charges surfaciques sur les barres sélectionnées. Distribution automatique d une charge surfacique sur les barres d un plan Le générateur de charges surfaciques distribue automatiquement une charge répartie (charge de plancher, surcharge...) sur les barres sélectionnées dans ce plan. La zone chargée est introduite graphiquement par les utilisateurs. Elle est un polygone général avec des bords droits et d éventuelles des ouvertures L utilisateur décide si la charge surfacique est distribuée sur toutes les barres situées sous la surface de chargement ou si seulement quelques barres choisies seront chargées. esas.05.xx / esas.29 esas.29 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00.

42 Générateur de charges de vent 3D Le générateur de charges de vent 3D fait partie de la famille de générateur de charges de Scia Engineer. À la différence du générateur de charges de vent 2D utilisé pour les portiques et halls standard, ce nouveau générateur permet à l utilisateur de générer des charges sur les constructions 3D fermées. Le calcul des charges de vent d une structure complète représente une tâche fastidieuse en raison du grand nombre de zones de vent et de cas de charge devant être pris en compte. Ce processus est extrêmement simplifié grâce à Scia Engineer et à son générateur de charges de vent 3D. «Enveloppe» exposée aux vents Pour pouvoir utiliser le générateur, le modèle de la structure analysée doit comporter certains éléments formant l «enveloppe exposée aux vents». Lorsque les murs extérieurs et la toiture ont été définis dans le cadre du modèle d analyse, aucune action particulière n est nécessaire. En revanche, les structures de type «ossature» nécessitent la définition de panneaux de toiture et/ou de façade auxquels la charge de vent pourra être appliquée. Le principe de ces panneaux est que, bien qu ils soient ignorés lors des calculs, toute charge répartie leur étant associée est automatiquement transférée sur les éléments porteurs de la structure. Ces éléments peuvent être les poutres soutenant le panneau, les bords du panneau ou ses sommets. Tous les éléments de l «enveloppe» exposée aux vents, qu il s agisse de voiles droits, de plaques ou de panneaux, sont répartis en catégories d après la fonction qu ils remplissent dans le bâtiment, c est-à-dire élément mural ou de toiture. Les éléments de type toiture sont classés en différents types : Toiture plate Toiture à un pan Toiture à deux pans Toiture en croupe Cette classification est nécessaire pour la création automatique de zones de vent sur les éléments de l enveloppe. Direction du vent Outre le type des éléments de l enveloppe exposée aux vents, l utilisateur doit préciser la direction du vent et la combinaison de signes (+ + / + / + / ) des coefficients Cpe/Cpi. Il est possible d introduire autant de directions de vent et de combinaisons de signes que nécessaire. Le générateur de charges de vent 3D prend en charge le reste des opérations : Création de zones de vent Génération des cas de charge Définition des charges effectives Zones de vent Les zones de vent générées peuvent être visualisées et modifiées le cas échéant. Il est également possible d introduire les zones manuellement à l aide de l Editeur de zones. La procédure normale consiste à recourir au générateur pour générer les valeurs Cp associées. Toutefois, l utilisateur peut modifier au besoin les zones générées ou introduire les zones manuellement. Trois options sont proposées pour la création des zones : Modèle selon la norme La géométrie des zones est calculée en fonction de la valeur «e» définie (voir l illustration 7.5 suivant l EN ), la valeur de Cpe étant introduite manuellement. Dimensionnement manuel La géométrie et les autres valeurs sont définies manuellement par l utilisateur. Fonction Générer La géométrie des zones et les coefficients de vent sont calculés automatiquement par le générateur. La fenêtre graphique affiche les zones de vent générées et les coefficients CPE calculés. Cas de charge Les cas de charge sont calculés en fonction de la direction de vent et de la combinaison de signes Cpe/Cpi indiquées. Les cas de charge générés sont ajoutés aux cas de charge existants et peuvent être examinés au moyen du gestionnaire des cas de charge. Charge La charge de chaque cas de charge généré peut être examinée dans la fenêtre graphique. Les étiquettes permettent à l utilisateur de basculer entre l affichage des coefficients Cpe ou de la charge. Highlights Le générateur de charges de vent 3D est un outil extrêmement convivial. Il suffit de quelques clics pour générer les zones de vent et charges pour l ensemble de la structure. Les zones et facteurs C associés sont représentés dans la fenêtre graphique. Le générateur permet d analyser la résistance aux charges de vent pour tous les types de constructions 3D fermées. Générateur de charges 41 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.29. esas / esas.46.05

43 42 Notes

44 Charges mobiles sur barres et surfaces (système de charges unique) / Charges mobiles avancées sur barres et surfaces (systèmes de charges multiples) Ces quatre modules offrent une solution souple et performante pour le calcul des structures soumises à des charges mobiles (ouvrages d art, ponts roulants, etc.). Ils couvrent tout le processus de conception utilisé dans les normes actuelles de construction de ponts, y compris une grande variété de systèmes de charges définies par l utilisateur, d enveloppes de résultats, de résultats aux points sélectionnés, etc. Le module génère des zones ou des lignes d influence pour une charge mobile qui se déplace sur une trajectoire donnée. La direction et l intensité d une charge mobile unitaire sont modifiables. En outre, des systèmes de charges définis peuvent être positionnés sur les lignes d influence calculées. Les positions critiques sont détectées pour ces systèmes selon le principe de l utilisation des lignes d influence. Il est possible de calculer automatiquement l enveloppe des effets les plus défavorables. Divers types de systèmes de charges offrent des possibilités de calcul plus étendues. Modules esas.02 et esas.34 - système de charges unique Le système de charges consiste en un groupe de charges ponctuelles et en une charge uniformément répartie sur toute la trajectoire. La charge uniformément répartie n est prise en compte que pour les surfaces positives de la ligne d influence. L influence favorable éventuelle de la charge répartie est ainsi éliminée. Le module esas.02 permet l analyse de charges mobiles sur des structures à barres, le module esas.34 permet l analyse de charges mobiles sur des structures avec éléments surfaciques. Modules esas.03 et esas.35 - systèmes de charges multiples La charge mobile consiste en un, deux ou plusieurs groupes de charges ponctuelles. Les options suivantes sont disponibles pour un seul groupe de charges ponctuelles : Système de charges avec un nombre donné de charges ponctuelles ; Charge uniformément répartie agissant sur la surface positive de la ligne d influence ; Charge répartie interrompue au droit du groupe de charges ponctuelles ; Coefficient de réduction pour les charges ponctuelles agissant sur la surface négative de la ligne d influence. Les options suivantes sont disponibles pour deux groupes de charges ponctuelles : Deux systèmes de charges avec un nombre donné de charges ponctuelles ; Distance minimale et maximale entre les deux systèmes de charges ; Charge uniformément répartie agissant sur la surface positive de la ligne d influence ; Coefficient de réduction pour des charges ponctuelles agissant sur la surface négative de la ligne d influence ; Charge uniformément répartie agissant sur les surfaces négatives de la ligne d influence entre les deux groupes de charges. Les options suivantes sont disponibles pour des groupes multiples de charges ponctuelles : Systèmes de charges avec un nombre de charges ponctuelles ; Distance fixe entre groupes de charges ; Charge uniformément répartie agissant sur la surface positive de la ligne d influence ; Coefficient de réduction pour des charges ponctuelles agissant sur la surface négative de la ligne d influence ; Charge uniformément répartie agissant sur les surfaces négatives de la ligne d influence entre les deux groupes de charges. La première étape de l analyse d une charge mobile consiste à définir la trajectoire le long de laquelle la charge se déplace. La trajectoire est définie graphiquement. Le système de charges est défini au cours d une deuxième étape. Des options supplémentaires peuvent être définies : Déplacement limité sur la trajectoire ; Coefficient multiplicateur pour les résultats ou pour tous les résultats sauf les déformations (coefficient d impact). L enveloppe de résultats est stockée dans une série de cas de charge contenant les valeurs maximales et minimales des composants des efforts internes et des déplacements. Au total, 24 cas de charge sont générés pour une structure 3D. L enveloppe de résultats peut être combinée à d autres cas de charge pour déterminer les efforts finaux extrêmes et les déplacements. Ces combinaisons sont utilisées pour le calcul du ferraillage ou pour le contrôle de la contrainte et de la stabilité des structures en acier. Le module esas.03 permet les analyses de charges mobiles sur structures à barres ; le module esas.35 permet les analyses de charges mobiles sur structures avec éléments surfaciques. Point forts Solution complexe pour la conception de structures soumises à des charges mobiles comme les ponts roulants et les rails de grue. Génération de lignes et de zones d influence. Recherche des positions critiques des systèmes de charges. Calcul automatique des enveloppes des effets les plus défavorables. Divers types de systèmes de charges. Générateur de charges 43 esas.02, esas.35 Inclus dans P E esas.03, esas.36 Inclus dans E Modules pré-requis : Pour esas.02 : esas.00 ou esas.01. Pour esas.03 : esas.02. Pour esas.35 : esas.02, esa.01. Pour esas.36 : esas.35. esas.02 / esas.03 / esas.35 / esas.36

45 Des trains de charges Générateur de charges 44 Le module des Trains de charges permet l utilisateur de générer des charges mobiles sur des plaques. Le générateur utilise des groupes de forces prédéfinis des trajets et des pas spécifiques prédéfinis pour générer des cas de charges, dans lesquels les forces sont mises aux places convenants. Des plaques chargées peuvent faire partie du modèle 3D, lequel est plat ou voûté. Les forces sont composées de charges (de point) concentrées, des charges de ligne et des charges de surface distribuées uniformément, c.à.d. toutes sortes de charges libres. Les charges se déplacent le long des trajets comme un «corps rigide». Si les charges représentent un véhicule long et elles doivent être «cassées» dans les virages du trajet, il est possible de définir des points tournants. Des groupes de forces sont sauvegardées dans une base de données, il est possible de les partager avec d autres projets. L installation du programme comprend une série des charges prédéfinies suivant le standard EC-EN. Le groupe de charges est introduit dans le modèle en utilisant les cas de charge actuels sur une position définie par l utilisateur (avec la souris ou des coordonnées). Cette manière d introduire est utile si les mêmes charges sont utilisées dans le même projet ou dans d autres projets à plusieurs reprises. Point forts Génération avancée de charges mobiles sur les surfaces. Le convoi peut comporter des charges ponctuelles, linéiques et surfaciques. Calcul efficace des ouvrages longs avec gestion des points d inflexion Trajectoire de forme quelconque. La deuxième manière d introduire des forces est de les mettre le long de trajets prédéfinies. Le trajet, qui doit être suivie par les forces, consiste de parties droites et voûtées. La série des cas de charges est générée automatiquement. Les forces bougent le long du trajet et peuvent être mises à chaque location appropriée. L évaluation des résultats est faite en utilisant l enveloppe, des cas de charges générés. L enveloppe montre les forces ou les contraintes internes. Si souhaité, il est possible de revoir les résultats pour chaque cas de charge individuel. esas.04 Inclus dans E Modules pré-requis : esa.01.

46 Calcul statique linéaire Le calcul linéaire dans Scia Engineer propose un outil professionnel pour l analyse des structures en barres 2D ou 3D composées d acier, de béton et d autres matériaux. Les résultats pour les structures en acier et en béton sont liés à différents contrôles selon les normes. L utilisateur peut également travailler sans difficulté avec des cas particuliers : Portique XZ - portiques plans avec des charges uniquement dans le plan de la structure et Grillage XY - grillages plans avec des charges uniquement dans le plan perpendiculaire au grillage. La limitation aux treillis est également possible (2D et 3D). Cependant, l analyse de constructions spatiales complexes s effectue dans le cadre du cas général Portiques XYZ. Une grande variété d entités (barres, appuis, rotules, jarrets, etc.) permettent de modeler les constructions réelles avec précision. Introduction de la géométrie Analyse Lors de l introduction de la géométrie, l utilisateur de Scia Engineer dispose de tous les outils du modeleur de base, dont le mode graphique intuitif et convivial, qui permet de travailler avec toutes les informations des fenêtres de propriétés, des trames, des calques etc. Une bibliothèque de blocs catalogue facilite l étude de structures standard répétitives et de leurs éléments. Les formes les plus courantes sont proposées et se définissent à l aide de quelques paramètres. Modèle Les structures peuvent être modélisées avec précision grâce à un grand choix d éléments comme : Les barres et les surfaces ; Les appuis encastrés, simples, à rouleaux, élastiques ponctuels et répartis ; Les rotules dans une barre et les assemblages de surfaces ; Les bras rigides entre des nœuds de la structure ; l Excentricité de certaines barres et surfaces Les blocs de fondation et les semelles sur sol élastique ; Les jarrets et les sections variables ; l Épaisseur variable des dalles et des nervures. L utilisateur contrôle le modèle mathématique de façon précise grâce à la définition du maillage, par exemple pour le calcul de jarrets (les jarrets sont approximés par un nombre fini de barres prismatiques excentrées). Le calcul peut tenir compte de l influence de la déformation d effort tranchant. Cette approche est plus réaliste que la solution simple de Navier, qui donne parfois un écart de 50% d erreur par rapport aux formules élémentaires des poutres. L analyse des dalles peut être exécutée selon la théorie de Mindlin ou de Kirchhoff. Les calculs sont basés sur l approche par éléments finis. Charges Les types de charges suivants peuvent s appliquer : Poids propre : il peut être assigné à la structure entière pour le type de cas de charge spécial. Dans un cas de charge standard, des barres peuvent également être chargées par leur poids propre combiné à d autres charges. L accélération de la pesanteur peut être définie à 9,81 m/s2 ou approximée à 10m/s2. La charge appliquée est calculée automatiquement suivant la section et le matériau utilisé ; Charges et moments concentrés au nœud ou ponctuels sur les barres ; Charges et moments concentrés distribués uniformément ou de façon trapézoïdale. Les charges distribuées et concentrées peuvent être définies dans le système de coordonnées globales ou dans le système local de la barre. Une direction peut être définie pour modifier le signe et l angle de la charge active ; Charges réparties sur les bords d une surface ; Charge répartie sur les surfaces ; Une excentricité peut être définie pour les charges ; Déplacements (tassements) et rotations d appuis ; Température (uniforme ou gradient) ; Absence d éléments et d appuis pour certains cas de charge (pour simuler les phases de construction) ; Les charges prédéfinies permettent d introduire des charges provenant des différentes Point forts Analyse par éléments finis du modèle composé d éléments 1D et 2D, y compris les appuis encastrés, rotulés, libres et élastiques, les rotules, l excentricité des éléments, les blocs de fondation, les jarrets, les sections variables, etc. Génération automatique de combinaisons de cas de charge, conformément aux normes nationales. Recalcul rapide d un modèle modifié «en arrière plan». Effets primaires (p.ex. pour précontrainte, retrait, température). 45 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esa.00. esas.00 / esas.01

47 Calcul statique linéaire Analyse couches de matériaux (comme pour les planchers) ; Les charges climatiques comme la pression du vent et le poids de la neige peuvent être définies à partir de courbes ou à l aide des données d une norme nationale. Combinaisons de charges Les combinaisons des normes implémentées (EC, CM66, BAEL, SIA, BS, AISC, DIN, NEN, ÖNORM, CSN, ) sont générées automatiquement. Si nécessaire, l utilisateur peut également créer des combinaisons personnalisées. Sorties Une visualisation correcte des résultats à l écran est un élément indispensable de tout projet. Scia Engineer permet de visualiser graphiquement les déformations, les efforts internes, les contraintes et les réactions. Le métré récapitulatif, la résultante des réactions et les efforts aux noeuds peuvent également être calculés et affichés. L utilisateur contrôle entièrement le mode de dessin. Le logiciel offre de nombreuses options pour obtenir l image souhaitée. Les sélections, les activités (ON/OFF) et la répartition des barres en calques sont des outils performants pour un travail clair, en particulier pour les grandes structures. Grâce à ces outils, l utilisateur peut sélectionner les barres suivant son intérêt. L aperçu offre une sortie numérique pratique des quantités affichées à l écran. Le Document constitue une sortie détaillée comprenant des textes et des images. 46 esas.00 / esas.01

48 Interactions sol-structure pour les structures sur dalles de fondation Le module calcule les paramètres C pour l interaction entre la dalle de sol et le sol des fondations, en tenant compte de la distribution et de l intensité des surcharges, de la contrainte de contact éventuelle dans le plan entre la structure et le sol, de la géométrie de la fondation et des conditions géologiques du lieu donné. Introduction Le modèle utilisé dans Soilin est dénommé «modèle d énergie» ou «modèle multiconstantes». Il est mis en œuvre depuis 1975 et a été comparé à de nombreuses mesures in situ. Le nom «modèle multi-constante» fait référence à la capacité du modèle d énergie à exprimer : a) La rigidité de cisaillement du sol C 2 (modèle de Pasternak). b) L orthotropie ou l anisotropie du sol avec les constantes C 2x, C 2y et C 2xy. c) Le frottement de surface dans l interface structure-sol avec les constantes C 1x, C 1y. Le modèle en couche de Soilin Le module Soilin utilise le modèle de demiespace en couche suivant : a) La trajectoire de la contrainte verticale sigmaz dans le sol, due à la charge à la surface, est calculée à l aide des formules de Boussinesq, quelle que soit la structuration en couches, la constitution du sol, etc. Cette méthode est reconnue et acceptée dans les normes géomécaniques actuelles. b) La charge sur les surfaces de déblai est calculée avec les formules de Boussinesq pour un demi-espace chargé à une profondeur donnée. c) L existence d une couche incompressible est exprimée par la solution approximative d une couche élastique d épaisseur finie. d) Les composants de compression du sol et les tassements sont calculés en tenant compte des différentes couches de sol. Les normes suivantes sont implémentées dans le programme : Eurocode 7, CSN Introduction des données L utilisateur sélectionne les dalles de fondation pour lesquelles la rigidité doit être calculée par le module Soilin.L analyse peut ainsi être limitée si nécessaire à une série restreinte de dalles. Les données pour le calcul Soilin sont introduites dans des boîtes de dialogue claires et pratiques. Plusieurs trous de sondage peuvent être définis. Pour chaque trou de sondage, différentes couches et leurs propriétés peuvent être définies : t = épaisseur de la couche, E = module de déformation de la masse du sol en compression (test cylindrique normal), n = coefficient de Poisson, g = poids spécifique sec et humide, m = facteur de résistance de la structure du sol (défini dans différentes normes). Lorsque la dalle de fondation et le sol n interagissent pas sur la surface du terrain original, il faut tenir compte des déblais. Le programme les calcule automatiquement. Calcul La solution d une interaction sol-structure résulte d un processus itératif. On détermine tout d abord, grâce à une analyse éléments finis (EF) de la structure, une première approximation des contraintes de contact. Ce premier calcul est réalisé avec des paramètres d interaction C initiaux (modifiables par l utilisateur). Les valeurs de contraintes de contact sont utilisées comme charges sur le sol et servent de données à SOILIN. Ce programme calcule les tassements et corrige les valeurs des paramètres C. Le cycle complet, EF + Soilin, est répété de manière itératives jusqu à l équilibre. On obtient ainsi les déformations et les efforts internes corrects de la construction. Résultats Le programme fournit des sorties graphiques et numériques des résultats. Tous les types de sorties standards de Scia Engineer sont disponibles : isobandes, isolignes, exportation DXF, recherche des extrêmes, document. Les coefficients C 1z, C 2x et C 2y calculés par le programme sont mentionnés. Les contraintes de contact entre la dalle de fondation et le sol, à chaque étape d itération, sont également disponibles. Intégration étroite Soilin est totalement intégré à Scia Engineer. Les données du sol sont introduites via l environnement graphique du programme. L analyse itérative de l interaction sol-structure est entièrement automatisée. Les résultats obtenus avec Soilin peuvent être ajoutés au Document. Point forts Interaction entre la dalle de sol et le sol des fondations. Prise en compte de : la distribution et l intensité de la charge, la contrainte de contact entre la structure et le sol, la géométrie du bloc de fondation et des conditions géologiques locales. Définition d un sol à partir des données d un essai de sondage. Analyse 47 Inclus dans E Modules pré-requis : esas.01, esas.00. esas.06

49 Barres en traction seule / Appuis en compression seule, appuis sur sol / Ressorts non-linéaires / Eléments de jeu / Analyse non-linéaire géométrique / Analyse des éléments câbles / Analyse de stabilité globale / Analyse plastique pour structures métalliques Analyse Calculs avancés Scia Engineer offre des extensions au calcul linéaire standard en vue de créer des modèles plus complexes et plus réalistes des structures. Ces méthodes de calcul permettent de suivre les tendances les plus modernes de conception des structures. Ces possibilités sont complètement intégrées à l environnement de Scia Engineer, ce qui les rend très simples d utilisation. Barres en traction seule 48 Ce module autorise les calculs avec prise en compte des non-linéarités physiques suivantes : Barres en traction seule ; Barres en compression seule ; Barres avec efforts de traction/compression limités. Les barres en traction seule agissent uniquement si les charges appliquées provoquent leur allongement et les mettent donc en traction. L utilisateur a également la possibilité de définir des barres en compression seule : dans ce cas, l élément sera actif dans la structure uniquement s il est soumis à de la compression. De manière plus générale, il est possible de définir une force marginale qui spécifie la limite pour laquelle la barre est active. Point forts Modélisation simple de types d éléments structurels spéciaux. Application simple des types d analyses spéciaux. Calcul au second ordre et calcul de stabilité. Possibilité de lancer une séquence de plusieurs calculs (linéaire, non-linéaire, modal, etc) en batch. Appuis en compression seule / appuis sur sol Les problèmes de contact peuvent être résolus par l utilisation d appuis unilatéraux agissant uniquement en compression. La direction opposée est libre. Des appuis unilatéraux peuvent être créés dans n importe quelle direction grâce à l utilisation des coordonnées locales des barres et des nœuds. Cette possibilité est offerte pour les appuis surfaciques et linéiques. Ressorts non-linéaires / Eléments de jeu Ce module autorise les calculs avec prise en compte des non-linéarités physiques suivantes : Définition de ressorts à comportement nonlinéaire qu il est ensuite possible d assigner à des appuis ou des rotules internes ; Éléments de jeu, tels que des éléments qui reprennent des efforts de traction uniquement à partir d un déplacement donné. Analyse non-linéaire géométrique du 2nd ordre La technique du calcul géométrique non-linéaire au 2nd ordre est entièrement implémentée dans le logiciel, ceci comprend : Le calcul des structures dans leur état déformé pour lesquelles les effets secondaires des déformations sont pris en compte. La multiplication de l effort axial P par le déplacement horizontal Delta, provoqué par exemple par des charges horizontales de vent, induit un moment supplémentaire. Les effets du second ordre se composent des effets locaux du second ordre ou effets d éléments, désigné sous le nom d effet P-d et d un effet global du second ordre, désigné sous le nom d effet P-D ; l Influence de l effort normal sur le rigidité des éléments ; Les imperfections géométriques (déformations initiales dans la structure et imperfections locales des éléments). Dans le but d apporter une solution optimale pour les calculs avancés de structure, le logiciel offre à l utilisateur le choix entre deux routines de résolution des problèmes géométriquement non-linéaires : La méthode de Timoshenko est recommandée dans le cas de structures à faibles déformations horizontales et pour lesquelles les efforts normaux dans les éléments restent quasi esas.07, esas.08, esas.10, esas.11 Inclus dans C P E esas.09, esas.13, esas.14, esas.15 Inclus dans P E esas.12, esas.34, esas.37 Inclus dans E esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37 Modules pré-requis : esas.00, esas.01.

50 Barres en traction seule / Appuis en compression seule, appuis sur sol / Ressorts non-linéaires / Eléments de jeu / Analyse non-linéaire géométrique / Analyse des éléments câbles / Analyse de stabilité globale / Analyse plastique pour structures métalliques constants durant le calcul au second ordre ; La méthode de Newton-Raphson avec application incrémentale de la charge convient particulièrement aux structures subissant des grandes déformations horizontales et pour lesquelles les efforts normaux dans les éléments varient au cours du calcul. Analyse Analyse des éléments câbles Les véritables éléments câbles du programme permettent une approche plus précise du calcul des câbles. Cette fonctionnalité donne la possibilité d introduire une déformée initiale courbe aux éléments. La courbure du câble crée un état d équilibre (effet chaînette) compte tenu du chargement et des contraintes initiales. Analyse de membrane L élément membrane introduit la possibilité de calculer des coques en tant qu éléments surfaciques avec seulement une rigidité à l effort normal. Analyse de stabilité globale Ce module détermine les modes critiques de flambement globaux et les charges critiques de la structure. L utilisateur choisit le nombre de modes critiques qu il souhaite calculer. La charge critique est calculée par la méthode d itération en sous-espace. L aboutissement des résultats est contrôlé par la méthode de Sturm. L analyse de stabilité non linéaire détermine l instabilité de la structure en 2 étapes. Dans la première étape elle augmente les charges jusqu à ce que l instabilité de la structure soit atteinte. Tous les effets non linéaires sont pris en compte pendant cette analyse. Ensuite, dans la deuxième étape, elle détermine les modes et les charges critiques de flambement avec une pré- cision élevée. La connaissance du mode critique de flambement permet à l ingénieur de déterminer la nécessité d un calcul au second ordre de la structure. Le rapport maximum entre la charge appliquée sur la structure et la charge critique de flambement est donné dans les normes de conception. La déformation initiale critique pour un calcul au second ordre est dérivée du mode critique de flambement de la structure. Analyse plastique pour structures métalliques Le programme permet une analyse plastique des structures métalliques (avec rotules rigideplastique). La formule d interaction entre les efforts tranchant et les moments de flexion est implémentée suivant les normes Eurocode 3, DIN et NEN Lorsqu une section atteint son moment plastique, le logiciel insère une rotule plastique à l endroit en question. L algorithme implémenté est optimisé pour le calcul de grandes structures. Lors de chaque itération, toutes les barres sont contrôlées et adaptées simultanément. Les barres qui remplissaient la condition de rotule plastique à l itération précédente peuvent se voir attribuer leurs propriétés antérieures si nécessaire lors de l itération suivante. Le processus est itératif et converge vers la solution exacte. 49 esas.07 / esas.08 / esas.09 / esas.10 / esas.11 / esas.12 / esas.13 / esas.14 / esas.15 / esas.34 / esas.37

51 Eléments finis en compression seule Analyse 50 Avec ce modèle l utilisateur obtient une très bonne compréhension du comportement des éléments de structure comme des murs de contreventement ou des noyaux de bâtiment. On peut modéliser efficacement des structures en béton (armé) ou en maçonnerie dans un environnement 3D. En utilisant une analyse non-linéaire, les contraintes de traction dans les éléments finis en béton ou maçonnerie sont réduites de façon à aboutir à un système d éléments finis en compression seule. Le modèle peut montrer les arcs internes au-dessus des ouvertures et des portes. Aussi des linteaux au-dessus des ouvertures peuvent être facilement modélisés et pris en compte dans le calcul comme des poutres articulées. Le ferraillage du béton, qui peut résister aux efforts de traction, est modélisé comme une nervure interne ayant les propriétés du ferraillage. En utilisant ce modèle de bielles et tirants, l utilisateur a enfin un outil complet pour calculer la conception et le contrôle du ferraillage dans des murs. Une analyse non-linéaire est effectuée afin de calculer les éléments finis en compression seule. Au cours des itérations, la rigidité dans la direction des contraintes de traction est réduite et les contraintes de traction sont réduites dans la structure. Si la géométrie de la structure est telle qu un nouvel équilibre est possible à l état limite ultime, p.ex. par la mobilisation d arcs internes ou du ferraillage, la convergence sera atteinte. En utilisant cette fonctionnalité pour montrer les Point forts Calcul efficace des structures ne reprenant pas de traction, p.ex. en maçonnerie. Peut être utilisé dans des structures 3D avec voiles et noyaux centraux. Analyse détaillée du comportement des structures en béton ou maçonnerie. trajectoires des contraintes ou des efforts principaux, l utilisateur peut vérifier le comportement de la structure de façon adéquate. On peut clairement voir les bielles comprimées et les tirants internes. Les efforts internes dans le ferraillage peuvent être affichés comme des efforts normaux axiaux dans la structure. D autres résultats comme les réactions d appuis et les déformations aideront également l utilisateur à comprendre efficacement la structure. Ce module peut aider l ingénieur dans la conception et le contrôle des structures 3D complexes avec des murs de contreventement et des noyaux. L exemple pratique suivant montre la différence entre une analyse linéaire élastique (à l état limite de service) et une analyse nonlinéaire par éléments finis en compression seule (à l état limite ultime). Conclusion Le module «éléments finis 2D en compression seule» est un outil nécessaire pour un ingénieur qui calcule quotidiennement des structures 3D et des murs 2D. Il offre une compréhension adéquate du le comportement structurel. En utilisant ce module, l utilisateur peut modéliser efficacement des structures en béton armé ou en maçonnerie. Des applications pratiques peuvent être des murs en maçonnerie avec des ouvertures, des détails spéciaux en béton comme des corbeaux. Linéaire Non-linéaire esas.44 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00.

52 Analyse séquentielle L analyse séquentielle aide les utilisateurs expérimentés à obtenir des résultats plus avancés qu avec l analyse simple. Deux types d analyse séquentielle sont disponibles. Tout d abord, il est possible de «superposer» deux méthodes de calcul (p. ex. calculs linéaire et non linéaire), de façon à additionner les résultats des deux calculs. Ce type d analyse permet ainsi d associer une combinaison non linéaire à une combinaison linéaire. Vient ensuite l analyse séquentielle par phases, au cours de laquelle la seconde analyse débute lorsque la première se termine. L historique de la structure est prise en compte, et il est possible de définir plusieurs paires d analyses : Calcul de stabilité linéaire après calcul non linéaire Calcul dynamique après calcul non linéaire Calcul des modes propres prenant en compte les non-linéarités Calcul harmonique prenant en compte les non-linéarités Calcul sismique prenant en compte les non-linéarités Analyse A qui s adresse le module d analyse séquentielle? A tous les utilisateurs qui effectuent des calculs sismiques des structures en acier et des bâtiments en béton. Conformément à la norme pour les calculs sismiques, les effets du second ordre doivent être pris en compte. De plus, l arrivée des Eurocodes et de leurs Annexes nationales entraînera un accroissement de la demande de contrôles sismiques dans un nombre croissant de pays du fait de leurs divergences par rapport aux anciennes normes nationales en vigueur. Aux sociétés d ingénierie travaillant sur les structures en acier qui doivent faire l objet d un contrôle de stabilité. A ceux qui souhaitent prendre en compte l état de déformation initial des structures pour disposer d un modèle par phases non linéaire. Quels avantages le module d analyse séquentielle offre-t-il? L analyse séquentielle permet d obtenir des résultats plus avancés qu avec l analyse simple. Différents types de calculs peuvent être combinés pour vérifier l effet conjugué des deux calculs. Elle offre une excellente visibilité sur les résultats : l utilisateur sait exactement ce qui est pris en considération dans l analyse. Le comportement de la structure obtenu est plus réaliste. Elle prend en compte toutes les non-linéarités représentant l état réel de la structure. Par exemple, une structure avec non-linéarités locales et géométriques sera moins rigide qu une autre présentant un comportement linéaire idéal. Elle permet d obtenir des structures et bâtiments conformes aux exigences de la norme pour les calculs sismiques selon laquelle les effets du second ordre doivent être pris en compte dans le cadre de l analyse sismique. Combinaison non linéaire ajoutée à une combinaison linéaire L objectif est d ajouter les résultats d une combinaison non linéaire à ceux d une combinaison linéaire. Le résultat est la somme des deux types de calculs ne pouvant être effectués ensemble. Par exemple, il est possible d associer le calcul des lignes d influence (charges mobiles) à un calcul non linéaire. Ces deux calculs sont fondamentalement différents et ne peuvent être effectués en une seule étape, mais il est intéressant de visualiser la conjonction de leurs effets. De même, chaque type de calcul linéaire et chaque type de calcul non linéaire peuvent être combinés. L utilisateur dispose ainsi rapidement d une vue globale des résultats. Les fonctionnalités suivantes sont recommandées. Calcul de stabilité linéaire après calcul non linéaire L objectif est de prendre en charge les nonlinéarités géométriques dans le calcul de stabilité linéaire d une structure comportant des éléments 1D et/ou 2D. Au lieu d utiliser le modèle initial, un calcul de stabilité linéaire est effectué sur un modèle utilisant comme condition initiale le maillage déformé résultant d un calcul non linéaire géométrique. Point forts Combinaison non-linéaire ajoutée à une combinaison linéaire Calcul de stabilité linéaire après un calcul non-linéaire Calcul de modes propres avec prise en compte de non-linéarités Calcul de charges harmoniques avec prise en compte de non-linéarités Calcul sismique avec prise en compte de non-linéarités 51 Modules pré-requis : esas.00. esas.45

53 Analyse séquentielle Analyse 52 Scia Engineer prend en charge différents types de non-linéarités : Deux méthodes d analyse du second ordre sont fournies dans Scia Engineer : celle de Timoshenko et celle de Newton-Raphson. Outre l analyse du second ordre, les nonlinéarités matérielles locales sont également disponibles. Il s agit des non-linéarités d appui (traction, compression et fonction) et des nonlinéarités d élément (compression uniquement, traction uniquement, jeu, efforts limites, précontrainte, câble). Pourquoi utiliser cette fonctionnalité? Parce qu elle offre une excellente vue sur ce qui se passe durant le calcul de stabilité. Il s agit en réalité d un calcul de stabilité standard, mais où les non-linéarités sont intégrées en tant que données de projet supplémentaires. Par exemple, cet outil peut être utilisé pour effectuer un contrôle de stabilité d un hall en acier où les contreventements sous compression sont supprimés et où les imperfections sont prises en compte. L utilisateur sait donc exactement ce qui se produit : un contrôle de stabilité est réalisé sur une structure avec non-linéarités locales et effets du second ordre. De plus, il peut contrôler précisément les types de non-linéarités à inclure dans l analyse. Calcul dynamique après calcul non linéaire L analyse séquentielle prend en charge les types de calculs dynamiques suivants : Modes propres ; Charges harmoniques ; Charges sismiques. Calcul des modes propres prenant en compte les non-linéarités L objectif d une telle analyse est de calculer les modes propres d un modèle déformé ayant pour état initial les non-linéarités géométriques affectées. Outre les non-linéarités géométriques, les nonlinéarités locales peuvent également être prises en compte. Par exemple, les poutres en traction seule sont prises en considération dans le calcul des modes propres. Les contreventements en compression sont supprimés de la structure. Dès lors, le modèle sera moins rigide et les vibrations seront plus lentes que dans le cas d un modèle linéaire. Calcul harmonique prenant en compte les non-linéarités L objectif de ce calcul est de tenir compte des non-linéarités dans le calcul des charges harmoniques linéaire, et ce au moyen des formes modales calculées pour un modèle dont les conditions initiales résultent d un calcul non linéaire géométrique préalable. Calcul sismique prenant en compte les non-linéarités Ce type d analyse séquentielle permet de tenir compte des non-linéarités dans le calcul des charges sismiques linéaire au moyen des formes modales calculées pour un modèle dont les conditions initiales résultent d un calcul non linéaire géométrique préalable. Imaginons une structure avec diagonales en traction seule et effets du second ordre incluant une déformation initiale. La réduction de rigidité est à l origine des modes inférieurs du spectre et, par conséquent, d accélérations lues sur le spectre souvent plus importantes. Cette fonctionnalité permet de se conformer aux dispositions de la norme spécifiant que les effets du second ordre doivent être pris en compte dans le cadre du calcul sismique. Les trois types de calcul dynamique non linéaire ci-dessus permettent à l utilisateur de choisir le type de non-linéarité à inclure dans l analyse. Par exemple, un bâtiment soumis à des charges sismiques ou harmoniques avec des poteaux présentant une inclination initiale et des appuis qui sont supprimés s ils sont soumis à la traction. La nouvelle fonctionnalité d analyse séquentielle permet désormais de prendre en compte ces éléments dans l analyse. esas.45

54 Accumulation d eau Le module accumulation d eau du programme Scia Engineer génère une charge tenant compte de l accumulation de l eau sur les toitures. Le programme possède une interface graphique intuitive, et travaille dans un environnement 3D. Un modèle 3D peut donc être défini et les effets réels de l accumulation d eau sur cette structure sont pris en compte. Il est évident que l accumulation d eau fonctionne de même dans un contexte 2D. Analyse Utiliser le module accumulation d eau Les zones où peut se produire l accumulation d eau sont d abord définies par l utilisateur. Par le fait de définir plusieurs zones, il est possible de prendre en compte le fait que l accumulation peut se produire à plusieurs endroits en même temps ou que l accumulation à un endroit influence l accumulation à un autre endroit. Les données nécessaires pour calculer la hauteur d eau sont alors introduites pour chaque zone. La pente ou la contre-flèche de la toiture peut être introduite directement dans le modèle 3D. Une autre possibilité est de définir des pentes additionnelles pour la zone d accumulation d eau (par exemple si la pente de la toiture est indépendante de la pente de la structure). Des effets particuliers comme une capacité de retenue d eau additionnelle due au bardage de toiture peuvent être pris en compte. Toutes les données introduites sont utilisées pour déterminer la hauteur d eau initiale sur la toiture non déformée. Le type d évacuation suivant est supporté : Un drain rectangulaire sur le bord d une façade indéformable. Le drain a une capacité d écoulement comme décrit dans la norme NEN 6702 art L utilisateur peut choisir quelles barres reprennent la charge d eau. Par exemple, les stabilités sont modélisées, mais ne doivent pas reprendre les charges verticales. Elles seront donc négligées pour l application des charges d eau mais prises en compte pour le calcul de la stabilité de la structure. Les rigidités des barres sont respectées pendant le calcul. Si nécessaire, la rigidité peut être réduite par un coefficient pour le calcul de l accumulation d eau. La précision du calcul peut être influencée en changeant le nombre de zones et de points de calcul où l accumulation d eau sera déterminée. Si la structure résiste à cette accumulation, le calcul convergera vers un équilibre qui représente la charge finale d eau sur la structure. Cette charge sera affichée ainsi que la déformation maximale lors de chaque itération. Si le processus diverge, un message est affiché et l itération est interrompue. La charge générée peut être combinée avec les autres charges et toutes les vérifications de résistance ou de flèche peuvent être effectuées selon la norme choisie. Point forts Calcul de l accumulation d eau de pluie sur les toits selon la norme NEN Définition détaillée de la surface du toit, de la capacité de stockage, des pentes et des drains. Calcul itératif de l accumulation d eau en tenant compte des déformations causées par les charges permanentes. 53 Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. Pour effectuer un contrôle acier, le module esasd.01.xx est nécessaire. esas.30

55 Optimisation globale Analyse Ce module permet à l utilisateur d effectuer, dans l environnement simplifié Scia Oda, un calcul répétitif d un projet préparé dans Scia Engineer. L objectif de ces calculs répétitifs est de comparer les différentes variantes d un même projet et de trouver l option la moins chère, la plus rigide, la plus légère, etc. Principe Le principe de base est le suivant : une ou plusieurs parties de la structure analysée sont paramétrées. Ensuite, les plages de variation des différents paramètres sont définies. Enfin, le traitement groupé effectue le calcul pour chaque combinaison des valeurs des paramètres. Le résultat est un tableau clair qui synthétise les résultats sélectionnés pour toutes les variantes analysés. 54 Préparation du projet pour l optimisation Tout d abord, l utilisateur doit préparer le modèle de la structure à analyser dans Scia Engineer. Les parties requises de la structure doivent être paramétrées (p. ex. la hauteur d une section, la longueur d une travée, l amplitude de la charge, etc.). Ensuite, l utilisateur doit ouvrir le Gestionnaire XML et définit les tableaux d entrée et de sortie. Le tableau d entrée est toujours le Point forts Le projet est préparé dans la version complète de Scia Engineer; les calculs répétitifs sont réalisés dans l environnement simplifié Scia Oda. Simple export des résultats d optimisation vers MS Excel pour traitement ultérieur (par ex. graphiques, tableaux complexes, scripts VBA). tableau comprenant les paramètres définis. Le tableau de sortie peut comprendre les efforts internes, les déformations calculées, le métré, les résultats du contrôle selon une norme, etc. Ces deux tableaux doivent être exportés dans des fichiers XML externes. Enfin, le projet doit être sauvegardé dans un fichier projet esa standard. Préparation et exécution du traitement groupé Au cours de la deuxième étape, le fichier projet esa et les deux fichiers XML sont lus dans l environnement Scia Oda. À ce stade, les plages de variation des différents paramètres sont spécifiées (p. ex. la longueur d une travée peut varier entre 3 et 6 mètres avec un pas de 50 cm). En outre, il est possible de définir des constantes et des formules supplémentaires qui peuvent être utilisées pour un traitement ultérieur des résultats calculés. Par exemple, une constante peut représenter le prix d 1 kg du matériau utilisé et la formule peut calculer le prix total de l ensemble de la structure. La formule peut même être plus complexe et peut par exemple éliminer toutes les variantes calculées si la déformation dépasse la valeur spécifiée. Tous les résultats obtenus à partir du calcul du projet et des formules spécifiées sont synthétisés dans un tableau clair et simple. Traitement avancé des résultats Pour améliorer encore davantage la productivité de l optimisation, les résultats peuvent être exportés dans un fichier au format CSV (Comma Separated Value) ou Excel. Cela permet à l utilisateur de préparer de superbes tableaux et des graphiques attrayants. esa.23 Modules pré-requis : esa.00.

56 Scia Engineer Optimiser Scia Engineer Optimiser est un outil d avant garde pour l optimisation globale des structures. Il s agit d une combinaison entre un logiciel de calcul de structures à large domaine d application (Scia Engineer) et un moteur d optimisation sophistiqué (EOT). Les deux programmes ont été intégrés et offrent une solution d optimisation souple et complète pour tous les types de structures. Scia Engineer est un logiciel complet pour l analyse, la conception et le contrôle de structures. L intégration de Scia Engineer dans le processus d optimisation globale est rendue possible grâce à ses fonctionnalités spécifiques : Paramétrisation du modèle : les valeurs directes (numériques) des propriétés individuelles de Scia Engineer peuvent être remplacées par des paramètres. Les paramètres peuvent être visualisés et modifiés directement dans Scia Engineer ou via une interface de communication ouverte. Autodesign : recherche automatique pour un dimensionnement optimal d un objet particulier de la structure - ex : une dimension optimale d une section droite en acier, le ferraillage optimal dans une section droite en béton sur la base des efforts internes calculés. Interface XML pour la communication avec d autres applications; EOT est un solveur d optimisation dans lequel l utilisateur définit la fonction objectif de l optimisation, les relations entre les paramètres et sélectionne la méthode d optimisation appropriée. Les paramètres sont attribués aux propriétés qui peuvent varier au cours de l optimisation. Cela signifie que ces propriétés deviennent variables et l utilisateur défini ses valeurs initiales et si requis, les limites. Si nécessaire, il est également possible de spécifier des relations entre les différents paramètres (par exemple la relation entre la largeur et la hauteur d une section droite). 2. Définition de la fonction objectif et sélection de la méthode d optimisation La fonction objectif définit ce qui est à optimiser. Cela peut être un prix, un poids, des dimensions, une position d appui, la position d une charge. De plus, il est nécessaire de sélectionner la méthode d optimisation à utiliser. Du choix de la méthode en fonction du problème considéré, va dépendre le temps nécessaire pour la solution du résultat recherché. 3. Cycle d optimisation Le solveur d optimisation (EOT) génère les ensembles de paramètres utilisés pour la création d une variante particulière du modèle. Scia Engineer prend ces paramètres, exécute le calcul prescrit, effectue le contrôle selon la norme et, si requis, fait un Autodesign. Dans l étape suivante, EOT récupère les résultats et les évalue pour modifier les paramètres dans le but de s approcher de la solution désirée. Cette procédure est répétée jusqu à ce qu un optimum soit obtenu. 4. Evaluation de la solution optimale Comme indiqué précédemment, il est possible que plus d un optimum soit trouvé par le solveur d optimisation (ces optimums représentent des extrêmes locaux de la fonction objectif ceci dépend de la représentation mathématique de la fonction objectif, si elle possède un ou plusieurs extrêmes locaux). Ces optimums individuels peuvent varier juste un peu dans la valeur de la fonction objectif, mais il peut y avoir une différence significative dans les valeurs des paramètres pour les optimums individuels ce qui veut dire que la structure prend différentes formes. Analyse Le solveur trouve la solution optimale selon ce qui a été introduit par l utilisateur en essayant de finir la tâche avec le nombre minimum d étapes possible. Procédure d optimisation La procédure d optimisation peut être vue clairement dans la figure. Une fois que toutes les données requises sont introduites, la recherche de la solution optimale s exécute de manière complètement automatique et aucune interaction de la part de l utilisateur n est requise. Pour les problèmes réels, plusieurs solutions optimales peuvent être trouvées. Dans une telle situation, il revient à l utilisateur de prendre la décision finale. 1. Création du modèle et paramétrisation Le modèle de la structure est créé en utilisant les outils et fonctionnalités standards de Scia Engineer. La géométrie, les conditions limites, les charges, etc. sont définis. 55 Required module: esa.00. esa.30

57 Scia Engineer Optimiser Dans une telle situation, c est l utilisateur qui doit décider laquelle des variantes sera retenue. 5. Contrôle final L ensemble final de paramètres qui donne la solution optimale est alors utilisé pour créer la variante finale de la structure. Tous les types de calculs requis et contrôles qui n ont pas été exécutés au cours de l optimisation peuvent être exécutés maintenant dans Scia Engineer. Analyse Méthode d Optimisation EOT Plusieurs méthodes ont été implémentées dans le solveur d optimisation EOT : Méthode du gradient : Sequential quadratic programming (SQP) Les méthodes du gradient sont connues pour être des méthodes très efficaces dans le cas de problèmes d optimisation continus. Elles sont concluantes pour la recherche des positions optimales de nœuds, appuis ou géométrie des sections droites par exemple. Elles ne pourraient pas être utilisées pour les taches d optimisation qui marchent avec des valeurs discrètes, comme la sélection de profilé laminé ou la détermination du nombre de barres de ferraillage etc. Les méthodes du gradient peuvent être très rapides. D un autre côté, des problèmes de convergence peuvent survenir dans des projets avec un grand nombre de paramètres et dans les tâches avec des formes compliquées de gradient. Méthodes stochastiques : Modified simulated annealing (MSA), Differential evolution (DE) Exprimé simplement, les méthodes stochastiques cherchent le résultat avec essai-eterreur et évaluation de ces essais. Ce groupe contient des méthodes qui sont aussi nommés «algorithmes génétiques». Les méthodes stochastiques sont les plus stables, d un autre côté, le temps de calcul nécessaire est nettement plus élevé par rapport à la méthode du gradient. Méthodes heuristiques : Nelder-Mead (N-M) Les méthodes heuristiques partagent les propriétés des méthodes du gradient et des méthodes stochastiques à la fois. Leur vitesse et leur stabilité sont situées entre les méthodes stochastiques et du gradient. 56 esa.30

58 Dynamique / Dynamique avancée - ossatures, surfaces et MEF Le module Dynamique de Scia Engineer est destiné au calcul des modes et fréquences propres ainsi que des charges harmoniques et sismiques des structures 2D ou 3D. Il est intégré aux autres modules Scia Engineer d analyse structurelle. Définition des masses A la base, le calcul dynamique consiste en l analyse d un système de masses et de ressorts, les masses étant à définir par l utilisateur. La masse provenant du poids propre de la structure est automatiquement prise en compte. D autres masses locales et réparties peuvent être définies manuellement sur les barres ou sur les dalles. Le programme permet également de générer des masses à partir d un cas de charge statique (conversion de charges verticales orientées vers le bas en masses) afin de réduire considérablement l introduction des données pour un calcul dynamique. Analyse Calcul des modes et des fréquences propres Le programme calcule les fréquences propres de la structure. L utilisateur choisit le nombre de fréquences propres à calculer. Le mode propre est calculé pour chaque fréquence propre. Les fréquences et les modes propres sont calculés par la méthode d itérations sur sous-espaces. Résultats Les fréquences et les modes propres sont représentés graphiquement et numériquement. Les fonctions de base existantes sont utilisées pour la représentation graphique des modes propres. Les résultats numériques reprennent le tableau des fréquences avec les résultats numériques de chaque mode propre (déformations, etc.). Calcul de charges harmoniques Le programme calcule la réponse de la structure aux charges harmoniques. La fréquence et l amortissement (décrément logarithmique) du cas de charge harmonique doivent être définis. Les résultats du calcul sont similaires à ceux d un calcul statique ; les déplacements, les efforts internes et les réactions sont contrôlés comme après une analyse statique. Des combinaisons linéaires de cas de charge statiques et harmoniques peuvent également être définis. Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. Point forts Génération automatique de masses à partir du poids propre et des cas de charge sélectionnés. Modes et fréquences propres. Réponse aux charges harmoniques. Réponse aux charges sismiques esas.21 / esas.22 / esas.23 / esas.24 57

59 Dynamique / Dynamique avancée - ossatures, surfaces et MEF Analyse Calcul de charges sismiques Le programme calcule le comportement d une structure sollicitée par une charge dynamique ou de type spectral (charge dont le spectre est connu). Cette méthode de calcul est souvent utilisée pour des calculs sismiques. La base de données système comprend les spectres liés aux normes de l Eurocode 8, PS 92 (français), DIN 4149, SIA 260/261 et les normes turques. L utilisateur peut définir lui-même d autres spectres et les enregistrer dans une bibliothèque. Les résultats sont similaires à ceux d un calcul linéaire ; un calcul sismique est un cas de charge particulier dont les paramètres sont des spectres sismiques suivant chaque direction ou pour une direction donnée. Les cas de charges sismiques peuvent être combinés aux cas de charges statiques. Les facteurs de participation des différents modes sont donnés après le calcul afin de déterminer le nombre de modes propres à prendre en considération. Intégration à l analyse structurelle Le modèle de calcul provient directement des modules de Scia Engineer pour l analyse structurale. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. 58 esas.21 / esas.22 / esas.23 / esas.24

60 Phases de construction structures barres / structures à éléments surfaciques / non-linéair phase 1 Un grand nombre de structures modernes sont conçues et construites comme des systèmes hybrides en acier, béton préfabriqué et béton coulé en place. Les éléments porteurs sont souvent fabriqués à l avance et utilisés comme système de support pour d autres éléments de la structure, mis en place ultérieurement. Dès lors, le modèle statique de la structure subira des changements pendant les phases de la construction. Les effets de l enlèvement de support provisoires, les changements dans les efforts appliqués, devront donc être pris en compte pour le dimensionnement, à la fois pour les phases de construction que pour l état de service de la structure. Les modules Phases de construction constituent de nouveaux outils performants de Scia Engineer pour l analyse structurelle des systèmes hybrides. Ces modules permettent de calculer une séquence ininterrompue de modèles de structure générés automatiquement pour simuler le processus de construction par phases. Les principales caractéristiques de l analyse structurelle des poutres en béton précontraint et mixtes acier-béton de Scia Engineer sont : Assemblage d une succession d éléments structurels et/ou d éléments coulés en place ; Construction progressive des sections droites ; Application graduelle des charges et de la précontrainte ; Modification de conditions de bord ; Démontage d éléments de structure temporaires. Scia Engineer permet la modélisation de techniques de construction spéciales telles que : La conception de poutres continues simples avec coulage successif d une dalle composite ; La construction par phase de portiques à plusieurs étages. Avant de déterminer les phases de construction, on définira les éléments porteurs, les câbles, les conditions de bord et les cas de charges correspondant à la structure. Tous les éléments (câbles, appuis, etc.) sont introduits dans la structure en suivant la progression réelle de la construction. Lorsqu un élément est démonté ou qu une condition de bord change, les efforts internes et les réactions correspondantes sont automatiquement ajoutés à la charge qui s applique à la structure. Lors de l utilisation des modules esas.27 et esas.38, les résultats des incréments de charge de chaque phase de construction (phase durant la construction ou la vie de l ouvrage en service) est enregistrée dans des cas de charge séparés. phase 2 phase 3 phase 4 phase 5 phase 6 Les effets totaux des charges (efforts internes, déformations, contraintes) d une phase de construction définie sont obtenus par combinaison de cas de charge appropriés agissant sur la structure jusqu à la phase en question. Les cas de charge représentant des charges variables imposées peuvent s ajouter à cette combinaison. Lors de l utilisation du module esas.28 - phases de construction non-linéaires -, le calcul de la structure formée de barres est réalise en tenant compte des différentes phases et en supposant que le calcul de chaque phase se base sur l état déformé de la structure dans sa phase précédente. (Sans ce module, chacune des phases définie se base sur la géométrie de la structure de départ). Remarques : Il est possible d ajouter ou supprimer des câbles dans les diverses phases de construction grâce au module esa.17 : Introduction de schémas de guidage de câbles. Il est possible de tenir compte des effets rhéologiques de matériaux (retrait, fluages, pertes de précontrainte dans le temps) en combinant le calcul en phases avec le module esas.20 Analyse en fonction du temps - TDA. Point forts Modélisation précise du processus de construction, y compris les porte-à-faux, la construction progressive de sections, l application graduelle des charges et de la précontrainte, la suppression d éléments structurels temporaires. Module d élasticité E fonction du temps. Effort rasant entre deux parties d une section. Analyse 59 Inclus dans E Modules pré-requis : Pour esas.27 : esas.00. Pour esas.28 et esas.38 : esas.27. esas.27 / esas.28 / esas.38

61 Calcul des pertes en fonction du temps pour structures 2D formées de barres Analyse 60 Le module «Analyse en fonction du temps» (TDA - Time Dependant Analysis) permet le calcul d effets dépendant du temps sur le béton (évolution de la résistance, retrait et fluage) et sur la précontrainte (relaxation). Ces calculs peuvent être effectués pour des structures planes formées de barres. Dans la pratique, le module TDA est généralement utilisé en association avec le module destiné à l analyse des phases de construction et/ou de précontrainte. De même, il peut être utilisé ensemble avec le module «Sections graphiques». Tous les modules évoqués ci-dessus ont été conçus pour l analyse du béton précontraint et de structures mixtes en tenant compte des diverses étapes de la construction, du changement des conditions de bord et des effets rhéologiques du béton. Ils permettent l analyse structurelle du béton précontraint et des structures mixtes, en prenant en considération l assemblage ou le coulage successif d éléments de structure, la construction progressive de profils, l application graduelle des charges et de la précontrainte et le démontage temporaire d éléments de structure. Des technologies de construction spéciales Point forts Modélisation précise du processus de construction. Applicable aux portiques 2D. Analyse des structures en acier précontraint et mixtes, y compris les porte-à-faux, la construction progressive de sections, l application graduelle des charges et de la précontrainte, la suppression d éléments structurels temporaires. peuvent être modélisées, comme par exemple les constructions en porte-à-faux constituées d éléments préfabriqués et coulés sur place, de voussoirs, de structures haubanées, la conception de poutres continues simples avec coulage successif d une dalle composite, ou encore la construction par phases de portiques à plusieurs étages. Pour toutes ces situations, le module TDA calcule le retrait, le fluage et la relaxation du béton au cours du temps et, si nécessaire, les pertes pour l acier de précontrainte. Voici quelques applications pratiques réalisées à l aide du module : Wisconsin Avenue Viaduct à Milwaukee, Wisconsin, États-Unis. CH2M Hill, Milwaukee, Wisconsin, en collaboration avec Charles Redfield et le Prof. Jiri Strasky ; Structure constituée d éléments préfabriqués, avec dalle tablier remplaçable coulée sur place, pour un viaduc à Plzen (République Tchèque). Strasky, Husty and Partners, Brno, République Tchèque ; Barre transversales à précontrainte progressive pour les portiques de la Sazka Arena de Prague (Championnat mondial 2004 de hockey sur glace). PPP Pardubice, République Tchèque. esas.20 Inclus dans E Modules pré-requis : esas.00.

62 Contrôle acier EC3 - EN 1993 Le module Scia Engineer Contrôle acier EC3 - EN 1993 est destiné à la vérification et à la conception des constructions en acier. Il est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle et met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour les vérifications de contraintes et de stabilité (flambement, déversement, voilement local) suivant l EC3 - EN Utilisation du module Contrôle acier La conception et la vérification des profils en acier s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les barres à contrôler peuvent être sélectionnées directement à la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, etc. et le choix d un point de vue libre facilitent le travail et particulièrement sur des structures complexes. Après avoir sélectionné une barre, les résultats du contrôle s affichent immédiatement dans une nouvelle boîte de dialogue. Le résumé, le calcul détaillé des contraintes et de la stabilité (avec les formules correspondantes) ou les efforts internes sont consultables à l écran. Toutes les données importantes d une barre donnée peuvent être modifiées dans la boîte de dialogue. L effet des modifications est calculé immédiatement. L optimisation automatique de profilé (AutoDesign) réduit considérablement le temps nécessaire pour sélectionner les sections considérées. L utilisateur choisit le nombre maximum de contrôles unités ainsi qu un type de section (section en I, cornière,...). Le programme sélectionne alors immédiatement le profilé le plus léger satisfaisant au contrôle acier pour les éléments sélectionnés. L optimisation automatique de profilés est effectuée pour toutes les sections standards et paramétriques. Dans le cas de sections paramétriques, l utilisateur choisit le paramètre à adapter (hauteur, épaisseur de semelle,...) Les contrôles d unités sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie de données numériques vers l imprimante ou vers le document est gérée par l utilisateur. Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, Libre choix du format de sortie de données : Rapide : les vérifications sont limitées aux Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Saisie graphique de toutes les données. Sortie graphique et tabulaire claire. Classification des sections, vérifications des contraintes, contrôle de la stabilité, gauchissement. Conception acier 61 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. esasd.01.01

63 Contrôle acier EC3 - EN 1993 contrôles unités et aux vérifications de contraintes et de stabilité ; Normal : ½ page avec les données principales d une barre ; Détaillé : 2 pages (ou plus) par barre (avec sortie des formules correspondantes). Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les sections sont modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. Conception acier 62 Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants pour le contrôle acier sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Données de base (coefficients de sécurité, vérifications requises,...) ; Données de flambement : longueurs de flambement, système de contreventement (nœuds déplaçables ou non),... ; Données de déversement : longueur de déversement, position de la charge (centre, haut, bas), coefficients de longueur effective k et kw, raidisseur sur les semelles supérieures ou inférieures,... ; Raidisseurs pour le voilement local ; Diaphragmes ; Eléments inactifs à considérer, influence des jarrets, renfort extérieur,... ; Le type de profilé et la qualité de l acier peuvent être modifiés par l utilisateur. Contrôles La longueur de flambement est calculée pour chaque barre en fonction du type de contreventement (méthode de Wood). Des formules spéciales sont mises en œuvre pour calculer la longueur de flambement de diagonales croisées (DIN 18800, Part 2, Table 15). Le moment critique élastique pour le déversement Mcr est vérifié suivant l EC3 - ENV 1993 Annexe F. De plus, on peut utiliser un calcul détaillé de Mcr par une solution de valeurs propres tenant compte du gauchissement des sections (esasd.14). Les barres sont vérifiées suivant l Eurocode 3 : Calcul des structures en acier - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments - EN :2005. Les sections sont classifiées suivant la table 5.2. Toutes les classes de sections sont reprises. Pour les sections de classe 4 (sections élan- cées), la section effective est calculée pour tous les points intermédiaires. La vérification de contrainte est extraite de l article 6.2. : la section est vérifiée pour la traction (art ), la compression (art ), la flexion (art ), le cisaillement (art ), la torsion (art ) et la combinaison flexion, cisaillement et effort normal (art , art et art ). Le contrôle de stabilité est celui de l article 6.3. : la barre est vérifiée pour le flambement (art ), le déversement (art ) et la combinaison flexion et effort normal (art ). Le voilement local est contrôlé suivant EN :2006, Chapitre 5. Pour les sections en I, les sections en U et les sections formées à froid, le gauchissement peut être pris en compte. Un contrôle d élancement critique et du moment de torsion est prévu. Pour les poutrelles intégrées, la flexion locale de la plaque est prise en compte pour la capacité de moment plastique et les contraintes de flexion dans la section. Le chargement excentré est vérifié. Sections prises en charge Les sections suivantes sont vérifiées : Section en I symétrique et asymétrique ; Tube rectangulaire ; Tube circulaire ; Cornière ; Section en U ; Section en T ; Section rectangulaire ; Section circulaire ; Toutes les sections composées définies dans Scia Engineer ; Jarrets ; Section en I à hauteur variable (sections coniques) ; Sections formées à froid à partir d un plat ; Sections numériques définies par leurs propriétés statiques ; Barres intégrées : IFB, SFB, THQ. Annexes Nationales Il est possible de définir une annexe nationale spécifique pour les nouveaux Eurocodes. Dans ces annexes nationales l utilisateur retrouve les valeurs des paramètres définis au niveau national dans Scia Engineer. La bibliothèque système rassemble toutes les annexes nationales pour les séries de l Eurocode 199X : combinaisons (1990), charges (1991) et acier (1993). En cliquant sur un bouton de configuration déterminé, l utilisateur va directement à la partie de configuration spécifique dans laquelle les paramètres individuels peuvent être revus, modifiés et stockés. esasd.01.01

64 Contrôle acier CM 66 Le module Scia Engineer contrôle acier CM66 est destiné à la vérification et à la conception des constructions en acier. Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Ce module met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour les vérifications de contraintes et de stabilité (flambement, déversement, cisaillement) suivant la norme CM 66 et/ou Additif 80. Utilisation du module Contrôle acier La conception et la vérification des profils en acier s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les barres à contrôler peuvent être sélectionnées à la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, etc., ainsi que le choix d un point de vue libre, facilitent le travail même sur des structures complexes. Après avoir sélectionné une barre, les résultats du contrôle s affichent immédiatement dans une nouvelle boîte de dialogue. Le résumé, le calcul détaillé des contraintes et de la stabilité (avec les formules correspondantes) ou les efforts internes sont affichés. Toutes les données importantes de la barre peuvent être modifiées dans la boîte de dialogue. L effet des modifications est pris en compte immédiatement. L optimisation automatique de profilé réduit considérablement le temps nécessaire pour sélectionner les sections considérées. L utilisateur choisit la valeur maximum du contrôle unité et un type de section (section en I, cornière,...). Le programme sélectionne alors immédiatement le profilé le plus léger satisfaisant au contrôle acier pour les éléments sélectionnés. L optimisation automatique de profilés est effectuée pour toutes les sections standard et paramétriques. Dans le cas de sections paramétriques, l utilisateur choisit le paramètre à adapter (hauteur de la section, épaisseur de la semelle supérieure,...). Les contrôles unités sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie de données numériques vers l imprimante ou vers le document est contrôlée par l utilisateur : Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, ; Libre choix du format de sortie de données : Bref : vérifications limitées aux contrôles unités ou aux vérifications de contraintes et de stabilité ; Normal : ½ page avec les données principales d une barre ; Détaillé : 2 pages (ou plus) par barre (avec la sortie des formules correspondantes). Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les sections sont modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants pour le contrôle acier sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur : Données de base (coefficients de sécurité, vérifications requises,...) ; Données de flambement : Longueurs de flambement, système de contreventement (noeuds déplaçables ou non),... ; Données de déversement : longueur de déversement, position de la charge (centre, haut, bas), raidisseurs sur les semelles supérieures ou inférieures,... ; Raidisseurs pour le voilement dû au cisaillement, ; Diaphragmes ; Eléments inactifs à considérer, influence des jarrets, renfort extérieur,... ; Le type de profilé et la qualité de l acier peuvent être modifiés par l utilisateur. Contrôles CM 66 La section est vérifiée en traction (art. 3,1), flexion (art. 3,2.) et cisaillement (art. 3,3.). Les critères suivants sont pris en compte pour le contrôle de stabilité : En compression : art. 3,4 ; Een compression et flexion : art. 3,5 ; En déversement : art. 3,6 ; En flexion double et compression : art. 3,7 ; En cisaillement : art 5,212. Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Saisie graphique de toutes les données. Sortie graphique et tabulaire claire. Classification des sections, vérifications des contraintes, contrôle de la stabilité. Conception acier 63 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. esasd.01.06

65 Contrôle acier CM 66 Contrôles CM 66 - Additif 80 La section est classifiée suivant l art. 5,12 (plastique ou élastique). La section est vérifiée en traction et compression (art. 4,2), flexion (art. 4,3.) cisaillement (art. 4,4.) et avec une combinaison flexion et effort normal (art. 4,5 et art 4.6). Les critères suivants sont pris en compte pour le contrôle de stabilité : En déversement : art. 5,2 ; En compression : art. 5,31 ; En compression et flexion : art. 5,32. Conception acier Sections prises en charge Les sections suivantes sont vérifiées : Section en I symétrique et asymétrique ; Tube rectangulaire ; Tube circulaire ; Cornière ; Section en U ; Section en T ; Section rectangulaire ; Section circulaire ; Toutes les sections composées définies dans Scia Engineer ; Jarrets ; Section en I à hauteur variable ; Sections formées à froid ; Sections numériques définies par leurs propriétés statiques. 64 esasd.01.06

66 Contrôle acier SIA 263 Le module Scia Engineer contrôle acier SIA 263 est destiné à la vérification et à la conception des constructions en acier. Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Avec ce module, l ingénieur structure dispose d un outil graphique interactif pour les vérifications de contraintes et de stabilité (flambement, déversement, cisaillement) suivant la norme SIA 263. Utilisation du module Contrôle acier La conception et la vérification des profils en acier s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les barres à contrôler peuvent être sélectionnées à la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, etc., ainsi que le choix d un point de vue libre, facilitent le travail même sur des structures complexes. Après avoir sélectionné une barre, les résultats du contrôle s affichent immédiatement dans une nouvelle boîte de dialogue. La boîte de dialogue reprend le résumé, le calcul détaillé des contraintes, le calcul de stabilité (avec les formules correspondantes) ou les efforts internes. Toutes les données importantes de la barre peuvent être modifiées par l utilisateur dans la boîte de dialogue. L effet des modifications est pris en compte immédiatement. L optimisation automatique de profilé réduit considérablement le temps nécessaire pour sélectionner les sections considérées. Il suffit à l utilisateur de choisir la valeur maximum du contrôle unité et un type de section (section en I, cornière,...). Le programme sélectionne immédiatement le profilé le plus léger satisfaisant au contrôle acier pour les éléments sélectionnés. L optimisation automatique de profilés est effectuée pour toutes les sections standard et paramétriques. Dans le cas de sections paramétriques, l utilisateur choisit le paramètre à adapter (hauteur de la section, épaisseur de la semelle supérieure,...) Les contrôles unités sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie des données numériques vers l imprimante ou vers le document est librement contrôlée par l utilisateur : Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, ; Libre choix du format de sortie de données : Bref : vérifications limitées aux contrôles unités ou aux vérifications de contraintes et de stabilité ; Normal : ½ page avec les données principales d une barre ; Détaillé : 2 pages (ou plus) par barre (avec la sortie des formules correspondantes). Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle ou de logiciels tiers (via un fichier ASCII). Les sections peuvent être modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants pour le contrôle acier sont proposés par le programme et peuvent être modifiés par l utilisateur : Données de base (coefficients de sécurité, vérifications requises,...) ; Données de flambement : longueurs de flambement, système de contreventement (noeuds déplaçables ou non),... ; Données de déversement : longueur de déversement, position de la charge (centre, haut, bas), raidisseurs pour le déversement sur les semelles supérieures ou inférieures,... ; Raidisseurs pour le voilement dû au cisaillement ; Diaphragmes ; Eléments inactifs à considérer, influence des jarrets, renfort extérieur,... ; Le type de profilé et la qualité de l acier sont modifiables. Vérifications La longueur de flambement est calculée pour chaque barre en fonction du type de contreventement (méthode de Wood). Le recours à des formules spéciales permet le calcul de la longueur de flambement de diagonales croisées (DIN 18800, Part 2, Table 15). Les éléments sont vérifiés suivant la norme SIA263 :2003 Construction en acier. Les sections Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Saisie graphique de toutes les données. Sortie graphique et tabulaire claire. Classification des sections, vérifications des contraintes, contrôle de la stabilité, gauchissement. Conception acier 65 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. esasd.01.08

67 Contrôle acier SIA 263 Conception acier sont classifiées suivant la Table 5. Toutes les classes de sections sont reprises : PP (plastique-plastique) ou classe 1 ; EP (plastique-élastique) ou classe 2 ; EE (élastique-élastique) ou classe 3 ; EER (élastique-élastique réduit) ou classe 4. La vérification de contrainte est extraite de l article 4.4. : la section est vérifiée pour l effort normal (art ), le cisaillement (art ) et la combinaison flexion, cisaillement et effort normal (art et ). Le contrôle de stabilité est celui de l article 4.5. : la barre est vérifiée pour le flambement (art ), la longueur de déversement (LTB) (art ), la combinaison flexion et effort normal (art ) et le cisaillement (art ). Pour les sections en I, les règles particulières de l art (sections de classe 1 et 2) et 5.4. (cisaillement) s appliquent. Pour les sections en I, les sections en U et les sections formées à froid, le gauchissement peut être pris en compte. Un contrôle d élancement critique et du moment de torsion est également inclus. Pour les barres intégrées, la flexion locale de la plaque est prise en compte pour la capacité de moment plastique et les contraintes de flexion dans la section. La charge de balourd est contrôlée. Sections prises en charge Les sections suivantes sont vérifiées : Section en I symétrique et asymétrique ; Tube rectangulaire ; Tube circulaire ; Cornière ; Section en U ; Section I ; Section rectangulaire ; Section circulaire ; Toutes les sections composées définies dans Scia Engineer ; Jarrets ; Section en I à hauteur variable ; Sections formées à froid ; Sections numériques définies par leurs propriétés statiques ; Poutrelles intégrées : IFB, SFB, THQ. 66 esasd.01.08

68 Résistance au Feu EC3 Le module Scia Engineer de résistance au feu EC3 est destiné à la vérification et à la conception de constructions en acier soumises à des conditions d incendie. Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Ce module met à la disposition de l ingénieur structurel un outil graphique interactif pour les vérifications de contraintes et de stabilité (flambement, déversement) suivant la norme ENV :1995 et le Code Modèle sur Ingénierie d Incendie - ECCS N 111. Les contrôles sont réalisés dans le domaine de résistance ou dans le domaine de température/ temps. Utilisation du module résistance au feu EC3 La conception et la vérification des profils en acier pour la résistance au feu s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer, de façon similaire aux procédures de vérification de code acier habituelles. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, etc. et le choix d un point de vue libre facilitent le travail, même sur des structures complexes. Les contrôles unités (taux d utilisation) sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie de données numériques vers l imprimante ou vers le document est gérée par l utilisateur : Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, Sortie des données pour les barres surdimensionnées, optimales et insatisfaisantes Libre choix du format de sortie des données : Bref : les vérifications sont limitées aux contrôles unités et aux vérifications de contraintes et de stabilité : Normal : ½ page avec les données principales d une barre : Détaillé : 2 pages par barre (avec la sortie des données des formules correspondantes). Intégration parfaite à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les sections sont modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants pour la résistance au feu sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur : Paramètres de base pour la résistance au feu : Sélection de la courbe de température (ISO 834, feu externe, courbe hydrocarbures, feu couvant) ; Facteurs pour définir le flux de chaleur net ; Type d analyse : la conception pour la résistance au feu peut être réalisée dans le domaine de résistance ou dans le domaine de température / temps ; Les contrôles peuvent être réalisés selon l EC3-1-2 ou selon le Code Modèle pour l Ingénierie d Incendie (ECCS - N 111) ; Coefficients de sécurité pour la résistance au feu. Données pour la résistance au feu : les propriétés de résistance au feu sont définies par élément. Le temps de résistance (ex. RF 90) et les propriétés de l isolation (matériau et recouvrement) sont sélectionnés : Les matériaux d isolation sont choisis dans la bibliothèque d isolations. La bibliothèque d isolations par défaut contient les isolations les plus courantes (panneaux de protection, protections pulvérisées, enduits intumescents) : Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Bibliothèque d isolations intégrée. Applicable en combinaison avec les calculs du premier et du second ordre. Rapport clair et complet. Conception acier 67 Inclus dans P E Modules pré-requis : esasd esasd.05.01

69 Résistance au Feu EC3 Conception acier Outre les données de résistance au feu, les paramètres standards suivants sont disponibles pour le contrôle acier : Données de base de l EC3 (coefficients de sécurité, vérifications requises,...) ; Données de flambement : longueurs de flambement, système de contreventement (nœuds déplaçables ou non),... ; Données de déversement : Longueur de déversement, position de la charge (stabilisante, déstabilisante, normale), coefficients de longueur effective k et kw, raidisseurs pour le déversement sur les semelles supérieures ou inférieures,... ; Raidisseurs pour le voilement dû au cisaillement ; Diaphragmes. Contrôles La classification de la section droite, la vérification de section et la vérification de stabilité sont réalisées pour chaque élément. Les vérifications suivantes sont effectuées : EC3-1-2 : Classification de la section : art ; Résistance pour éléments tendus : art ; Résistance pour éléments comprimés (classe 1,2 ou 3) : art ; Résistance pour les poutres (classe 1,2) : art ; Résistance pour les poutres (classe 3) : art ; Résistance pour éléments (classe 1,2,3) soumis à la flexion et à la compression : art ; Température critique : art Code 68 Modèle ECCS pour l ingénierie de l incendie : Résistance pour éléments tendus : art. III.5.2 ; Résistance pour éléments comprimés (classe 1,2 ou 3) : art. III.5.3 ; Résistance pour les poutres (classe 1,2) : art. III.5.4 ; Résistance pour les poutres (classe 3) : art. III.5.5 ; Résistance pour éléments (classe 1,2,3) soumis à la flexion et à la compression : art. III.5.6 ; Résistance pour éléments (classe 4) : art. III.5.7 ; Température critique : art. III.5.8. Sections prises en charge Les sections suivantes sont vérifiées ; Section en I symétrique et asymétrique ; Section rectangulaire creuse ; Section circulaire creuse ; Section de cornières ; Section en U ; Section en T ; Section rectangulaire ; Section circulaire ; Toutes les sections composées implémentées dans Scia Engineer ; Jarrets ; Section en I à hauteur variable ; Sections formées à froid à partir d un plat ; Sections numériques définies par leurs propriétés statiques ; Poutrelles intégrées : IFB, SFB, THQ. esasd.05.01

70 Résistance au feu SIA 263 Le module Scia Engineer résistance au feu est destiné à la vérification et à la conception des constructions en acier soumises à des conditions d incendie. Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Ce module met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour les vérifications de contraintes et de stabilité (flambement, déversement) suivant la norme SIA 263 :2003. Les contrôles sont réalisés dans le domaine de résistance ou dans le domaine de température/temps. Utilisation du module résistance au feu SIA 263 La conception et la vérification des profils en acier pour la résistance au feu s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer, de façon similaire aux procédures de vérification de code acier habituelles. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, etc. et le choix d un point de vue libre facilitent le travail, même sur des structures complexes. Les contrôles unité sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie des données numériques vers l imprimante ou vers le Document est gérée par l utilisateur. Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, ; sortie de données des barres surdimensionnées, optimales et insatisfaisantes ; Libre choix du format de sortie de données : Rapide : les vérifications sont limitées aux contrôles unités et aux vérifications de contraintes et de stabilité ; Normal : ½ page avec les données principales d une barre ; Détaillé : 2 pages par barre (avec la sortie des données des formules correspondantes). Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les sections sont modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants pour la résistance au feu sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur : Paramètres de base pour la résistance au feu ; Sélection de la courbe de température (ISO 834, feu externe, courbe hydrocarbures, feu couvant) ; Facteurs pour définir le flux de chaleur net ; Type d analyse : la conception pour la résistance au feu peut être réalisée dans le domaine de résistance ou dans le domaine de température/temps ; Coefficients de sécurité pour la résistance au feu ; Données pour la résistance au feu : les propriétés de résistance au feu sont définies par élément. Le temps de résistance (ex. RF 90) et les propriétés de l isolation (matériau et recouvrement) sont sélectionnés ; Les matériaux d isolation sont choisis dans la bibliothèque d isolations. La bibliothèque d isolations par défaut contient les isolations les plus courantes (panneaux de protection, protections pulvérisées, peintures intumescentes) ; Outre les données de résistance au feu, les paramètres standards suivants sont disponibles pour le contrôle acier : Données de base de SIA263 (coefficients de sécurité, vérifications requises...) ; Données de flambement : longueurs de flambement, système de contreventement (noeuds déplaçables ou non),... ; Données de déversement : Longueur de déversement, position de la charge (stabilisante, déstabilisante, normale), coefficients de longueur effective k et kw, raidisseurs Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Bibliothèque d isolations intégrée. Applicable en combinaison avec les calculs du premier et du second ordre. Rapport clair et complet. Conception acier 69 Inclus dans P E Modules pré-requis : esasd esasd.05.08

71 Résistance au feu SIA 263 Conception acier pour le déversement sur les semelles supérieures ou inférieures,... ; Raidisseurs pour le voilement local ; Diaphragmes. Contrôles La classification de la section droite, la vérification de section et la vérification de stabilité sont réalisées pour chaque élément. Les contrôles de section et de stabilité (flambement, déversement) sont effectués suivant la norme SIA263 :2003 Construction en acier, Chapitre Les vérifications suivantes sont effectuées : Classification de la section droite : art ; Résistance pour éléments tendus : art ; Résistance pour éléments comprimés (classe 1,2 ou 3) : art ; Résistance pour poutres (classe 1,2,3) : art , art , art ; Résistance pour éléments (classe 4) : art Sections prises en charge Les sections suivantes sont vérifiées ; Section en I symétrique et asymétrique ; Tube rectangulaire ; Tube circulaire ; Cornière ; Section en U ; Section en T ; Section rectangulaire ; Section circulaire ; Toutes les sections composées définies dans Scia Engineer ; Jarrets ; Section en I à hauteur variable ; Sections formées à froid à partir d un plat ; Sections numériques définies par leurs propriétés statiques ; Barres intégrées : IFB, SFB, THQ. esasd.05.08

72 Contrôle des échafaudages Les technologies innovantes telles que la modélisation paramétrique, l analyse par modèles et True Analysis (gestion en parallèle du modèle de dessin et de calcul) associées à des options d analyse avancées recouvrant différents types de non-linéarité permettent à l ingénieur de travailler en vraie IAO dans le domaine de la conception d échafaudages. Modélisation Le module Echafaudages de Scia offre plusieurs approches pour la modélisation de différents types d échafaudages. L utilisateur choisit ce qui répond le mieux à ses besoins actuels. Types d échafaudages Les matériaux acier et aluminium peuvent être utilisés pour la conception et l analyse. Un échafaudage de type tube et manchon se compose de tubes assemblés par des manchons. Leur avantage principal est la polyvalence. Le module Echafaudages de Scia permet de modéliser ce type d échafaudage à l aide des types de manchons décrits à l annexe C de la norme EN Les systèmes modulaires sont définis comme des systèmes dont les traverses et les montants sont des composants distincts. Les montants sont équipés de dispositifs de fixation à des intervalles prédéfinis (modulaires) pour la connexion d autres éléments de l échafaudage. Un des principaux avantages de ce système est la rapidité de montage. Les portiques consistent en un type particulier de système modulaire où les montants et traverses sont soudés comme une ossature rigide. Méthodes de modélisation Modélisation directe de l échafaudage Toutes les fonctions standard de modélisation et de manipulation (copier, déplacer, symétrie) ainsi que tous les outils disponibles (SCU, activité, calques, etc.) de l environnement classique de Scia Engineer sont utilisés pour préparer l analyse et le modèle structurel (ou DAO) de l échafaudage. Lorsqu un modèle DAO 2D ou 3D de l échafaudage est disponible, il est directement importé comme modèle d analyse. Même un modèle architectural peut être importé, ce qui permet à l utilisateur de modéliser l échafaudage à côté du bâtiment existant. De plus, tous les blocs utilisateur prédéfinis, à savoir les blocs standardisés ou les blocs paramétriques d une géométrie définie par l utilisateur (par exemple les treillis fréquemment utilisés), sont repris dans le modèle de l échafaudage analysé. Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale Intègre la modélisation complète, l analyse et les plans Modélisation détaillée de tous les éléments de l échafaudage Calcul semi-automatique des longueurs de flambement Contrôles spécifiques suivant les normes EN et EN Steel designer 71 Modules pré-requis : esas.00. esasd.13.01

73 Contrôle des échafaudages Conception acier 72 Modèles d échafaudages Les ingénieurs qui conçoivent régulièrement des échafaudages apprécieront beaucoup la possibilité de créer des modèles sur mesure pour tous les types d échafaudages avec lesquels ils travaillent. L avantage offert par l utilisation des modèles est que toutes les données communes (par exemple les matériaux, les sections, les rigidités, les combinaisons, la géométrie de base, etc.) ne devront être indiquées qu une seule fois lors de la création du modèle, ce qui permet une définition très rapide. Analyse L analyse de l échafaudage inclus la définition correcte des charges et des combinaisons ainsi que le calcul et la conception suivant la norme relative aux échafaudages. Charges Selon la norme EN , un échafaudage doit être conçu pour deux conditions spécifiques : En service : charge d exploitation élevée et une charge de vent faible. Hors service : charge de vent extrême et faible pourcentage de la charge d exploitation. Deux fonctionnalités uniques de Scia Engineer sont ici parfaitement exploitées : l analyse par modèles et les générateurs de charges. Les modèles permettent de gagner du temps en prédéfinissant tous les cas de charge et les combinaisons requises. Les générateurs de charge permettent à l utilisateur de définir le plan de chargement et le programme distribue automatiquement la charge sur toutes les barres dans plan. Cette technique est par exemple utilisée pour la génération d une charge de vent sur l échafaudage. Calcul L analyse inclus l analyse linéaire élastique standard ainsi qu une analyse avancée du second ordre qui inclus à la fois l effet global (P-Dd) et l effet local (P-d). Scia Engineer utilise une analyse de stabilité pour déterminer les modes de flambement de l échafaudage, qui sont à leur tour utilisées comme imperfections pour l analyse complète du second ordre. D autres fonctions de calcul sont utilisées pour gérer les diverses caractéristiques des échafaudages : les fonctions non linéaires pour la rigidité du manchon, les appuis à frottement pour les pieds à vérin, les appuis à pression seule pour les butées, les éléments de rattrapage du jeu entre la goupille et le trou, etc. Conception : états limites A l état limite ultime, les composants de l échafaudage sont contrôlés suivant le contrôle de la capacité défini par la norme EN Le module Echafaudages de Scia permet également d effectuer un contrôle de manchon comme prescrit par la norme EN En plus des contrôles spécifiques des échafaudages, la conception complète et le contrôle de la structure suivant la norme EN peuvent aussi être exécutés pour les échafaudages qui ne répondent pas aux prescriptions de la norme EN En outre, les utilisateurs peuvent évaluer les déformations de l échafaudage et même contrôler les déformations relatives. Cette évaluation est particulièrement importante pour les lisses qui supportent des planchers. Composants de l échafaudage Le module Echafaudages de Scia permet de modéliser précisément les différents éléments de l échafaudage en tenant compte de leurs caractéristiques respectives. Les diagonales sont généralement fixées avec une excentricité liée à la géométrie de la fixation entre les montants et les diagonales. En plus de l excentricité, les diagonales dans les systèmes modulaires comportent souvent un petit jeu sur leur longueur, causé par une légère marge entre la goupille et le trou. Si des résultats de test spécifiques pour les diagonales des systèmes modulaires sont disponibles, la rigidité issue de ces tests est prise en compte pour l utilisation d un ressort de translation. Le module Echafaudages de Scia intègre une bibliothèque étendue de manchons, comprenant les différents types décrits à l annexe C de la norme EN avec leur rigidité. L utilisateur peut aussi ajouter ses propres manchons à la bibliothèque. Les échafaudages peuvent comporter deux types de planchers : en métal ou en bois. Les planchers en métal sont pris en compte dans le calcul de la rigidité pour le modèle d analyse. Par contre, si des planches de bois sont utilisées, leur rigidité n est pas prise en compte puisqu elles sont simplement posées sur les traverses. Dans ce cas, les planches sont modélisées comme une charge supplémentaire. Les pieds à vérin au bas de l échafaudage ont un comportement spécifique. La plupart du temps, les pieds à vérin ne sont pas fixés au sol. De plus, la résistance horizontale dépend uniquement du frottement. Ce comportement peut être modélisé à l aide d appuis à frottement. La fixation entre les barres d ancrage et la façade telle que prescrite dans la norme EN est également modélisée. Plans Un module distinct pour les plans (voir esadt.01 - Plans d ensemble pour structures métalliques) est un outil supplémentaire très efficace pour produire automatiquement des plans d ensemble de la structure en 2D ou en 3D. Les images générées peuvent être modifiées, combinées à d autres plans et insérées dans la sortie graphique (Espace papier). Tous les plans restent liés au modèle original, ce qui signifie qu ils sont automatiquement régénérés après chaque modification du modèle. Contrôle selon les normes esasd Définition de la déformation initiale des structures pour les utilisateurs d échafaudages, avec contrôle des éléments (DIN 4420 ch. 1) et de l assemblage ou contrôle des manchons pour les structures d échafaudage, selon la norme EN esasd.13.01

74 Contrôle des échafaudages Extensions au Contrôle acier EN selon la norme pour les échafaudages EN Le contrôle acier Eurocode a été étendu à la conception des projets d échafaudage. Des ajouts ont été effectués pour : Le contrôle des tubes ( ; équation d interaction et DIN 4420 ch. 1) ; Le contrôle des pieds à vérin selon les Eurocodes (contrôle du moment extrême (Mu) en fonction de l effort normal du manchon sélectionné) ; Le contrôle des rotules non linéaires dans les nœuds entre les manchons et les horizontales, les manchons et les diagonales et entre les barres ; Les rotules non linéaires sont sélectionnées dans une liste de la bibliothèque définie par l utilisateur dans Scia Engineer ; Le contrôle des valeurs de résistance avec les efforts de calcul (Annexe C de la norme EN ) et la combinaison des actions ( ; équation 10 et 11) pour les raccords provenant d une bibliothèque utilisateur. Cette bibliothèque fournit les éléments prédéfinis suivants : Raccord en angle-droit ; Raccord à manchon ; Raccord pivotant ; Raccord parallèle. Détermination des longueurs système et de flambement pour les poteaux au-delà d un nœud avec rotule flexible Dans les projets d échafaudage classiques, les montants d un portique sont considérés comme continus. Toutefois, l assemblage entre les poteaux est souvent une rotule flexible. Cela signifie que la longueur système doit aller au-delà du ressort flexible. Dans les anciennes versions de Scia Engineer cependant, la longueur système est automatiquement arrêtée au nœud si une rotule (libre ou flexible) est détectée. Dorénavant, lorsque la fonctionnalité d échafaudage est sélectionnée, cette détermination ignore le nœud à rotule flexible et la longueur système va automatiquement au-delà du nœud qui n est on plus considéré comme diviseur pour les longueurs de flambement. Modèle d échafaudage conçu dans Scia Engineer et exporté vers une application DAO. Conception acier 73 esasd.13.01

75 74 Notes

76 Poutres cellulaires Cet outil logiciel vise à faciliter la conception de poutres cellulaires selon les Eurocodes. Grâce à l interface graphique 3D intégrée, son utilisation ne nécessite qu un faible temps de familiarisation. Néanmoins, en raison de la complexité des méthodes de calcul, il est essentiel que l utilisateur dispose des connaissances requises en matière de constructions en acier. Les poutres cellulaires sont calculées au moyen du solveur ArcelorMittal ACB. Le champ d application est limité aux poutres reposant sur des appuis simples dans toute structure 3D en acier. Les poutres sont construites à partir de profilés laminés en I, et les ouvertures sont de forme circulaire. Les fibres supérieure et inférieure peuvent avoir différents profils de base et classes d acier. Scia Engineer comprend une bibliothèque de sections fabriquées fournies par ArcelorMittal. Les efforts internes des poutres cellulaires sont générés par le solveur Scia Engineer dans les sections prédéfinies de la poutre. Ils sont générés à différents endroits autour des ouvertures dans les âmes. Ces efforts internes sont utilisés dans le cadre du contrôle de la poutre Arcelor par le solveur ArcelorMittal conformément à EC3 - Annexe N : ENV 01/01/1993 : 1992/A2. Principales fonctionnalités Le programme effectue les contrôles de résistance aux états limites ultimes (résistance des sections, voilement et flambement local, déversement) selon les Eurocodes 3 (Eurocode 3 : Calcul de structures en acier - Annexe N : Ouvertures dans les âmes, ENV 01/01/1993 : 1992/A2). Le programme calcule la déformation maximale pour la combinaison définie par l utilisateur à l état limite de service. L utilisateur doit lui-même vérifier si la déformation calculée répond aux critères du projet et si une contre-flèche est requise. Avant de débuter les calculs détaillés, le programme effectue des contrôles préliminaires, en ignorant totalement la présence des ouvertures dans les âmes. Si des valeurs de résultat dépassent les critères fixés pour les calculs, un message d avertissement s affiche pour signaler que la configuration définie ne peut pas être résolue par le programme. Par conséquent, l utilisateur doit modifier les dimensions de la poutre. Définition des ouvertures Les dimensions suivantes sont pertinentes : Diamètre des ouvertures ; Distance entre les ouvertures de centre à centre (largeurs entre montants intermédiaires) ; Largeur du montant gauche (et / ou droit). Ces dimensions doivent être cohérentes avec les exigences géométriques résultant de la découpe des sections de base et sont donc dépendantes des dimensions de ces sections : Profondeur ; Epaisseur de semelle ; Rayon de transition âme-semelle. Pour faciliter l entrée de données et limiter les erreurs, Scia Engineer comprend une bibliothèque de sections fabriquées fournies par ArcelorMittal. Le nombre d ouvertures ainsi que la hauteur finale de la poutre cellulaire (une fois soudée) sont obtenus à partir de la poutre, mais ils peuvent également être modifiés par l utilisateur. Etat limite ultime Pour chaque combinaison ELS, le programme contrôle successivement la résistance au niveau de chaque ouverture dans une âme, la résistance au niveau de chaque montant et la résistance au déversement. Les états limites ultimes suivants sont envisagés : Résistance de la section au niveau des montants (en tenant compte de la classe de section) ; Voilement local (effort tranchant transversal) ; Résistance des soudures à l effort tranchant longitudinal ; Flambement par flexion des montants ; Résistance de la section au niveau des ouvertures ; Déversement. Point forts Intégré dans Scia Engineer pour une analyse complète du bâtiment. Coopération avec le centre de recherche ArcelorMittal. Aperçu rapide des éléments satisfaisants ou non. Catalogue des poutres ACB d ArcelorMittal intégré. Conception acier 75 Modules pré-requis : esas.00. esasd.12.01

77 Conception d acier formé à froid selon l Eurocode EN Conception acier 76 Les éléments en acier formés à froid sont constitués de tôles d acier de structure et leur forme finale est obtenue soit par un pliage à la presse des flans découpés à partir des tôles ou bobines, soit comme c est le cas plus fréquemment par profilage au travers d une série de matrices. À la différence de l acier laminé à chaud, l acier formé à froid peut être façonné sans nécessiter aucun apport de chaleur, d où son nom. Les éléments et autres produits en acier formés à froid sont plus minces, plus légers, plus faciles à fabriquer et généralement moins chers que ceux en acier laminé à chaud. Ils sont disponibles dans un large éventail d épaisseurs, pour répondre à différents besoins et usages structurels et non structurels. Le module acier selon l Eurocode EN :2006 destiné à concevoir des éléments en Point forts Contrôle des profilés à parois minces intégré à l environnement de contrôle acier EN 1993 standard de Scia Engineer, y compris dans des structures multi-matériaux Analyse détaillée de la section efficace, y compris le voilement par distorsion avec flambement des raidisseurs, raidisseurs de bords doubles et internes Contrôles avancés tels que l enfoncement local de l âme et le cisaillement dans le cas de sections à âmes raidies Contrôles spéciaux pour les pannes, avec géométrie des ailes libres, détermination de chargement avancé en chaque section... Disponible pour les sections à parois minces quelconques, avec prise en compte de la limite d élasticité moyenne et de l épaisseur réelle d acier Implémentation de la dernière version de l EN :2006 (y compris les dernières feuilles de correction) acier formés à froid est intégré dans le module de contrôle de l acier selon les Eurocodes et constitue une extension du contrôle standard (esasd.01.01). Ce module propose les fonctions suivantes : Détermination de la forme initiale Calcul des propriétés de section effective, y compris le voilement et le flambement distorsionnel Contrôles ELU Traitement spécifique des pannes tenues par le bardage Types de sections pris en charge Les types de sections suivants sont pris en charge pour la génération de la forme initiale et de la section effective : Sections de la bibliothèque de profils standard Paires de sections formées à froid Sections à parois minces Sections graphiques avec représentation à parois minces Sections géométriques à parois minces Toutes autres sections prenant en charge la ligne moyenne et ne comportant pas d arrondi À l aide de l éditeur de sections graphiques, l utilisateur peut dessiner des sections personnalisées au moyen des outils de dessin intégrés ou importer des sections à partir de fichiers DXF ou DWG. La limite élastique moyenne est calculée selon l EN Cette option peut être modifiée si le type de fabrication est défini sur «formé à froid». Selon que «Profilage» ou «Autre méthode» est sélectionné, le facteur k est adapté, tel que décrit dans la norme EN. Dans le calcul, l épaisseur d acier hors revêtement est utilisée au lieu de l épaisseur totale de la section. L utilisateur définit l épaisseur du revêtement métallique, puis l épaisseur hors revêtement est calculée et affichée. Détermination de la forme initiale Si une section formée à froid est sélectionnée dans la bibliothèque standard ou si elle a été importée via l éditeur de sections graphiques, sa forme initiale est automatiquement calculée et scindée en plusieurs parties, puis affichée. Les types d éléments (I pour élément interne, F pour élément fixe pas de réduction requise, SO pour élément symétrique avec saillie, UO pour élément asymétrique avec saillie) et de renforcement (RUO) pris en charge sont automatiquement associés durant ce processus. La forme des éléments est déterminée sans tenir compte des arrondis et, en l absence d arrondis, c est la partie située entre esasd Inclus dans P E

78 Conception d acier formé à froid selon l Eurocode EN les points d intersection des lignes moyennes qui est prise en compte. La forme initiale générée peut être affichée et modifiée par l utilisateur. Avant d être appliquées au modèle, les formes initiales peuvent faire l objet d un contrôle manuel de la compression et de la flexion selon les deux axes locaux. Forme effective Dans Scia Engineer, les formes initiales des éléments sont déterminées sans tenir compte des arrondis. Toutefois, pour le calcul de la longueur effective, la largeur théorique est utilisée, tel que prescrit dans l article 5.1 de l EN et tel qu illustré à la figure 5.1, page 19. Dans Scia Engineer, la largeur effective basée sur la largeur théorique est recalculée afin de déterminer la largeur effective de l élément. Pour la définition des contraintes de compression et de flexion, la norme n impose pas l emploi d itérations (pas même sur les raidisseurs ou la totalité des sections), mais il est possible de les activer dans la Configuration acier de Scia Engineer. La largeur effective des éléments internes en compression et des éléments avec saillie en compression est calculée selon l article 4.4 de l EN La procédure de calcul de la largeur et de l épaisseur effectives des éléments planes avec raidisseurs de bord est décrite dans la norme EN , articles et Celle qui consiste à déterminer la largeur et l épaisseur effectives des éléments à raidisseurs intermédiaires est abordée dans l EN , articles et Les sections effectives obtenues peuvent être affichées sous forme graphique. Contrôles des sections et de stabilité Scia Engineer permet d exécuter un contrôle acier, y compris le contrôle AutoDesign et le contrôle simple. Des informations supplémentaires peuvent être définies sur les éléments en acier afin de préciser les conditions de bord : Données de flambement Appuis contre le déversement Raidisseurs Diaphragmes Les diaphragmes sont utilisés tels qu ils sont mis en œuvre dans Scia Engineer. La courbure initiale pour LTBII et les paramètres de l Annexe Nationale sont également pris en charge. Contrôles de la section À la différence de l EN , l EN ne fournit pas de classification pour les sections formées à froid. Dans la mesure où les contrôles dépendent des propriétés effectives calculées dans le gestionnaire de sections, les contrôles sur l acier formé à froid selon EC-EN ne sont pas valables pour les jarrets et les éléments variables ou les éléments n ayant pas de forme initiale. Le contrôle selon l Eurocode EN par défaut est alors appliqué. Les contrôles de section suivants sont effectués : traction axiale ; compression axiale ; moment de flexion ; effort tranchant ; moment de torsion ; efforts transversaux locaux ; traction et flexion combinées ; compression et flexion combinées ; effort tranchant, effort normal et moment de flexion combinés ; flexion et efforts transversaux locaux combinés. Contrôles de stabilité Les contrôles de stabilité suivants sont effectués : flambement flexionnel ; flambement torsionnel et torsionnel-flexionnel ; déversement (ce contrôle est réalisé entièrement selon la norme EN et l algorithme de résolution d équation cubique est utilisé pour le calcul de l effort critique élastique) ; flexion et compression axiale ; flexion et traction axiale ; flexion et traction combinées. Pour le calcul de la flexion et de la compression axiale, l EN offre deux possibilités. L utilisateur a donc le choix entre les méthodes suivantes : Méthode d interaction de l EN article (les sections formées à froid sont représentées comme des sections de classe 3 ou 4) ; Méthode alternative de l EN article 6.2.5(2). Conception de pannes Pour les sections répondant à tous les critères fixés par le chapitre 10, seule une partie des contrôles par défaut sont appliqués. Il s agit des contrôles spéciaux relatifs aux pannes prescrits par ce chapitre (diaphragme en compression, diaphragme en traction, définition des géométries des ailes libres, détermination de la charge latérale équivalente, détermination du moment de flexion latéral, détermination de la distance entre les barres de renfort, détermination de la rigidité des ressorts latéraux, résistance au flambement des ailes libres). Conception acier 77 esasd.15.01

79 Assemblages de portiques rigides Conception acier Le module pour assemblages rigides de portiques de Scia Engineer est un programme pour la conception, l analyse et le dessin aussi bien d assemblages rigides que semi-rigides. Des années d expérience et d améliorations sur demande des utilisateurs, combinées à un environnement graphique Windows, ont pour aboutissement les modules pour assemblages de portiques. Avec ces modules, l ingénieur des structures dispose d un outil graphique interactif pour la conception et le calcul des assemblages boulonnés et soudés selon les règles de l Eurocode 3. Utiliser le module assemblages de portiques La conception de l assemblage est réalisée sur le modèle DAO dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les nœuds à vérifier sont sélectionnés graphiquement à l aide de la souris. Les éléments de l assemblage (jarrets, raidisseurs, cornières, boulons,...) sont introduits dans des dialogues clairs et logiques. Les boulons et les ancrages (pour les pieds de poteaux) sont choisis dans une bibliothèque ouverte. Tous les éléments sont représentés à l écran. Tous les coefficients importants pour la vérification sont proposés par le programme, et éditables par l utilisateur : Coefficients de sécurité ; Imperfections géométriques ; Valeurs limites pour la position des boulons, pour les pinces, les entre-distances, les soudures ; Coefficient de frottement et de moment pour les boulons précontraints ; Transformation des efforts du nœud à la position de l assemblage ; Forme des raidisseurs triangulaires ; Données du béton et des ancrages pour les pieds de poteaux. Après le calcul, les efforts résistants et sollicitants sont donnés pour la combinaison ou le cas de charge critique. La partie de l assemblage limitant la résistance est aussi affichée. La rigidité rotationnelle est aussi donnée. Le diagramme de rigidité vous permet de classer l assemblage (articulé, semi-rigide, rigide). Le programme compare la rigidité de l assemblage avec celle utilisée dans le modèle de calcul de la structure et avertit l utilisateur si la différence est en dehors des bornes admises. La rigidité de l assemblage est prise en compte automatiquement dans le modèle de calcul (comme ressort linéaire ou nonlinéaire) lors d un nouveau calcul. Ce système en boucle fermée automatique permet à l utilisateur d utiliser des assemblages semi-rigides plus simples et moins onéreux dans la pratique. La note de calcul détaillée est envoyée vers l imprimante ou vers le document. Les dessins des détails de l assemblage sont générés auto- 78 Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Conception simple, évaluation rapide, sortie détaillée, dessins clairs en quelques clics. esasd.02 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01.

80 Assemblages de portiques rigides matiquement, avec ajout des cotes et indications nécessaires (soudure,...), par le module Plan de détail des assemblages acier (esadt.02). Assemblages rigides Poutre-poteau : boulonnés avec platines d about ou soudés (tête de poteau, croix, simple T, double T) ; Continuité de poutre : par platines d about ; Pied de poteau : platine de pied boulonnée ; que les tubes rectangulaires sont supportés, tant pour la flexion d axe fort que d axe faible. Pour le type «poutre-poteau», la poutre peut avoir une section en I symétrique ou asymétrique (y compris à hauteur variable) ou une section en tube rectangulaire, en flexion d axe fort ou d axe faible ; le poteau peut avoir une section en I (y compris à hauteur variable) selon l axe fort, ou bien une section en I selon l axe faible. Les types de raidisseurs suivants sont pris en compte lors du calcul : Jarrets constitués de profils ou de plats ; Doublures d âmes ; Contreplaques ; Raidisseurs triangulaires et rectangulaires. Pour le calcul des pieds de poteaux, les types de raidisseurs suivants sont considérés : Jarrets constitués de profils ou de plats ; Raidisseurs de platine ; Bêche. Les types de tiges d ancrages suivants sont supportés : droit, à coude, à crochet ou à plaque ; les tiges sont lisses ou à haute adhérence. Contrôles Le calcul est fait selon : Eurocode 3 : Calcul des structures en acier Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN : 2005 Annexe J Révisée EN /pr A2 Les algorithmes et méthodes décrits dans ces références sont utilisés pour calculer les états limites de l assemblage. Les capacités des éléments constituants sont calculés par les formules données dans les normes nationales respectives (EC3, DIN T1 ou BS :2000). Pour les autres normes (CM 66, SIA, NEN, ÖNORM, CSN, ), les capacités par défaut de l EC3 sont utilisées. Les éléments en béton sont calculés selon les définitions de l EC. Pour les assemblages rigides, les conditions de ruine suivantes sont vérifiées pour le moment, l effort tranchant et l effort normal résistant : Panneau d âme du poteau en cisaillement ; Ame du poteau en compression ; Semelle et âme de la poutre en compression ; Jarret en compression ; Semelle du poteau en flexion ; Semelle du poteau en traction ; Platine d about en flexion ; Ame de la poutre en traction ; Boulons/ancrages en traction ; Boulons/ancrages en cisaillement ; Boulons/ancrages en pression diamétrale ; Béton en compression. Conception acier Pour les types «continuité de poutre» et «pied de poteau», les sections symétriques et asymétriques en I (y compris à hauteur variable), ainsi Pour le calcul des pieds de poteaux en tube rectangulaire, et les assemblages de continuité de poutre en tube rectangulaire, les calculs sont basés sur les règles CIDECT : J.A. Packer, J. Wardenier, Y. Kurobane, D. Dutta, N. Yeomans Design Guide for rectangular hollow sections (RHS) joints under predominantly static loading CIDECT Köln, 1992, Verlag TUV Rheinland Intégration parfaite avec l analyse structurale Les efforts sollicitant sont pris directement des modules d analyse de Scia Engineer ou de programmes tiers (via un fichier ASCII). Les résultats de l analyse de l assemblage ainsi que les plans de détail sont disponibles dans le document du projet. 79 esasd.02

81 Assemblages articulés de portiques Conception acier 80 Le module pour assemblages rigides de portiques de Scia Engineer est un programme pour la conception, l analyse et le dessin d assemblages articulés. Des années d expérience et d améliorations sur demande des utilisateurs, combinées à un environnement graphique Windows, ont pour aboutissement les modules pour assemblages de portiques. Avec ces modules, l ingénieur des structures dispose d un outil graphique interactif pour la conception et le calcul des assemblages boulonnés et soudés selon les règles de l Eurocode 3. Utiliser le module assemblages de portiques La conception de l assemblage est réalisée sur le modèle DAO dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les nœuds à vérifier sont sélectionnés graphiquement à l aide de la souris. Les éléments de l assemblage (cornières, platines d about, raidisseurs, boulons,...) sont introduits dans des dialogues clairs et logiques. Les boulons sont choisis dans une bibliothèque ouverte. Tous les éléments sont représentés à l écran. Tous les coefficients importants pour la vérification sont proposés par le programme, et éditables par l utilisateur : Coefficients de sécurité ; Imperfections géométriques ; Valeurs limites pour la position des boulons, Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Conception simple, évaluation rapide, sortie détaillée, dessins clairs en quelques clics. pour les pinces, les entre-distances, les soudures ; Coefficient de frottement et de moment pour les boulons précontraints ; Transformation des efforts du nœud à la position de l assemblage. Après le calcul, les efforts résistants et sollicitants sont donnés pour la combinaison ou le cas de charge critique. La partie de l assemblage limitant la résistance est aussi affichée. La note de calcul détaillée est envoyée vers l imprimante ou vers le document. Les dessins des détails de l assemblage sont générés automatiquement, avec ajout des cotes et indications nécessaires (soudure,...), par le module Plan de détail des assemblages acier (esadt.02). Assemblages articulés Les assemblages articulés sont des assemblages qui ne transmettent aucun moment de flexion. Ceci est dû au jeu laissé entre la semelle de la poutre et la semelle du poteau. Les assemblages poutre-poteau sont supportés (tête de poteau, croix, simple T, double T). Les éléments d assemblage suivants sont supportés : Plat soudé à l âme de la poutre et soudée à la semelle du poteau ; Plat boulonné sur l âme de la poutre et soudé à la semelle du poteau ; Cornière boulonnée sur l âme de la poutre et soudée à la semelle du poteau ; Courte platine d about : soudée à l âme de la poutre et boulonnée sur la semelle du poteau. La section de la poutre peut être en I symétrique, orientée selon l axe fort ; le poteau peut être en I symétrique, aussi bien orientée selon l axe fort que l axe faible. esasd.03 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01.

82 Assemblages articulés de portiques Contrôles Le calcul est fait selon : Eurocode 3 : Calcul des structures en acier ; Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN : 2005 Les algorithmes et méthodes décrits dans ces références sont utilisés pour calculer les états limites de l assemblage. Les capacités des éléments constituants sont calculés par les formules données dans les normes nationales respectives (EC3, DIN T1 ou BS :2000). Pour les autres normes (CM 66, SIA, NEN, ÖNORM, CSN, ), les capacités par défaut de l EC3 sont utilisées. Pour les assemblages articulés, les conditions de ruine suivantes sont vérifiées pour l effort tranchant et l effort normal résistant : Âme de la poutre en cisaillement ; Âme de la poutre en traction ; Semelle du poteau en cisaillement ; Semelle du poteau en traction ; Âme du poteau en traction ; Plat/cornière/platine d about en cisaillement ; Plat/cornière/platine d about en traction ; Boulons en traction ; Boulons en cisaillement ; Boulons en pression diamétrale. Intégration parfaite avec l analyse structurale Les efforts sollicitant sont pris directement des modules d analyse de Scia Engineer ou de programmes tiers (via un fichier ASCII). Les résultats de l analyse de l assemblage ainsi que les plans de détail sont disponibles dans le document du projet. Conception acier 81 esasd.03

83 Diagonales boulonnées Conception acier Le module diagonales boulonnées de Scia Engineer permet de concevoir des éléments de contreventement boulonnés et d autres éléments diagonaux suivant l Eurocode 3. Dans la plupart des cas, l élément de contreventement sera boulonné à un gousset. L élément de contreventement, les boulons et le gousset seront contrôlés. La routine d optimisation automatique détermine le nombre de boulons nécessaires. Les assemblages directs entre la diagonale et le poteau (cas des pylônes et des racks de stockage) sont aussi gérés. Utilisation du module Diagonales boulonnées. La conception de l assemblage s effectue dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les nœuds à contrôler sont sélectionnés à la souris. Les propriétés des assemblages sont stockées avec les nœuds et l assemblage est recalculé automatiquement après modification de la structure. Les assemblages se copient sans difficulté à d autres nœuds de la structure. Les données nécessaires pour un assemblage de type gousset sont : l Épaisseur du gousset ; La taille de la soudure ; Le type de boulon ; Le nombre de rangées de boulons (une ou deux) ; Le nombre de boulons (pour une rangée, le nombre de boulons est calculé automatiquement par le programme) ; 82 Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Conception simple, évaluation rapide, sortie détaillée, dessins clairs en quelques clics. La pince des boulons et les distances de l extrémité dans le gousset et dans la diagonale. La géométrie du gousset n est pas représentée ; seules les données utiles au calcul sont introduites, à savoir les positions des boulons et la largeur du gousset. La longueur nécessaire de la soudure entre le gousset et la structure est calculée. Les boulons sont sélectionnés dans une bibliothèque ouverte. Tous les éléments sont dessinés à l écran. La limite pour les positions des boulons suivant l Eurocode 3 peut aussi être représentée sur le dessin. Tous les facteurs et coefficients importants pour le contrôle sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur : Données de base de l EC3 (coefficients de sécurité,...) ; Limites pour la position des boulons, limites pour les distances entre boulons et tailles des soudures ; Facteur de glissement et facteur de moment des boulons avec précontrainte ; Valeurs par défaut de la pince et de la distance à l extrémité Les efforts admissibles et réels dans l assemblage sont donnés après le calcul pour le cas de charge/combinaison critique. esasd.06 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01.

84 Diagonales boulonnées Trois types de sorties sont disponibles : sortie brève, normale ou détaillée. L utilisateur choisit le contenu de chaque niveau. La note de calcul est envoyée vers l imprimante ou ajoutée au document du projet. La sortie du document est adaptée automatiquement après modification de la structure. Des dessins de détail sont générés automatiquement à l aide du module Dessin détaillé de l assemblage (esadt.02). Types d assemblage Deux types d assemblages sont calculés : L assemblage boulonné entre un gousset et un élément diagonal (sections de cornières, section en canal, section en I) ; L assemblage boulonné entre un poteau (sections de cornières, sections formées à froid) et un élément diagonal (section de cornières, section en U, tube rectangulaire, sections formées à froid). Contrôles L assemblage est vérifié suivant : L Eurocode 3 : Calcul des structures en acier Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN : 2005 Les vérifications suivantes sont effectuées : Résistance en cisaillement du boulon ; Résistance du boulon à la pression diamétrale ; Résistance en glissement du boulon ; Section brute de la diagonale et du gousset ; Section nette de la diagonale et du gousset. Conception acier Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les résultats des calculs et les dessins des éléments d assemblage sont disponibles dans le document du projet. 83 esasd.06

85 Système expert pour assemblages Conception acier 84 La conception d assemblages économiques pour les ossatures en acier n a jamais été chose facile. Le nombre de paramètres est grand (nuance d acier des boulons, position de boulons, jarrets, raidisseurs, contreplaques,...) et il n y a pas de règle généralement acceptée pour la conception. Le système expert implémenté dans Scia Engineer permet à l ingénieur d utiliser toutes les connaissances disponibles pour arriver à une solution optimale. Le programme fait des propositions utiles, choisies parmi des tables d assemblages standards (DSTV, Stahlbau Kalender 1999,...). Les concepteurs expérimentés peuvent aussi introduire leurs propres assemblages et automatiser ainsi leur travail. Utiliser le système expert Le système expert peut être utilisé pour tous les assemblages d ossatures acier implémentés dans Scia Engineer : assemblages boulonnés, soudés et articulés. Quand un nœud est sélectionné, le système expert cherche la bibliothèque de modèles pour des assemblages compatibles. Une liste de ces assemblages ainsi que leurs contrôles unités (effort sollicitant divisé par l effort résistant) est affichée. Le programme considère plusieurs critères pour choisir les assemblages compatibles : type d assemblage, géométrie, Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Bibliothèque pré-installée ou utilisateur d assemblages, avec la résistance déjà calculée. profils et nuances d acier utilisés,... La liste affiche le nom de l assemblage, le contrôle unité, la nuance du boulon, l origine de l assemblage,... L assemblage choisi est dessiné à l écran. Pour les assemblages poutre-poteau soudés et boulonnés, le contrôle unité est basé sur la résistance en flexion. Pour les assemblages de pieds de poteaux, le contrôle unité est basé sur la résistance en flexion et à l effort normal. Pour les assemblages articulés, le contrôle unité est basé sur la résistance en cisaillement. Pour chaque assemblage dans la bibliothèque, un priorité (de 1 à 5) peut être définie. Cette priorité représente les préférences de l utilisateur : certaines sociétés favoriseront des assemblages avec toujours le même diamètre de boulons, d autres préfèreront un nombre minimum de boulons,... L utilisateur peut aussi influencer la recherche en d autres façons pour obtenir seulement les assemblages désirés : Négliger les assemblages avec une faible priorité ; Limiter le contrôle unité (p.ex. entre 0.75 et 1) ; Exclure certains types de boulons (p.ex. les boulons 10.9) ; Limiter les sources utilisées (voir plus loin) ; Définir la tolérance pour le géométrie, les caractéristiques des profils, les nuances d acier. Quand un modèle approprié a été sélectionné, le programme retourne au calcul de l assemblage. Quand la tolérance de recherche est élevée (p.ex. tolérance sur l angle poutre-poteau), il peut y avoir une différence non négligeable entre la véritable résistance de l assemblage et celle enregistrée dans la bibliothèque. La bibliothèque des modèles La bibliothèque des modèles contient un grand nombre de modèles prédéfinis et de modèles définis par l utilisateur. Outre les données géométriques, les efforts résistants et les rigidités sont enregistrées dans cette bibliothèque. Tant la résistance que la rigidité sont basées sur l état limite ultime de l assemblage. Modèles prédéfinis Les modèles prédéfinis sont tirés des références suivantes : Bemessungshilfen für profilorientiertes Konstruieren Auflage 1997 Stahlbau-Verlagsgesellschaft mbh Köln Stahlbau Kalender 1999 Bemessungshilfen für nachgiebige Stahlknoten mit Stirnplattenanschlüssen Ernst & Sohn, DSTV, 1999, Berlin Ces tables DSTV contiennent des solutions pratiques. Une série supplémentaire de modèles prédéfinis avec des jarrets a été ajoutée par Nemetschek Scia. Les modèles prédéfinis DAST- DSTV sont sélectionnés selon les propriétés des poutres seulement, et non sur celles du poteau. Quand l épaisseur de semelle du poteau n est pas suffisante, des raidisseurs et contreplaques sont ajoutés automatiquement selon les règles DSTV. Modèles définis par l utilisateur Le concepteur peut ajouter au système expert ses propres assemblages calculés avec Scia Engineer. La bibliothèque contiendra les résistances calculées par Scia Engineer. esasd.07 Inclus dans P E Modules pré-requis : esasd.02, esasd.03.

86 Assemblages plancher articulés Les modules d assemblages de Scia Engineer constituent une suite performante de programmes pour la conception des assemblages de structures métalliques. Ces programmes permettent de calculer et de concevoir facilement les assemblages de planchers articulés. Ils sont le résultat de la combinaison de nombreuses années d expérience, des améliorations proposées par nos clients et de l environnement graphique de Windows. Ils mettent à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour le calcul des assemblages boulonnés et soudés suivant l Eurocode 3. Utilisation du module assemblages plancher articulés La conception de l assemblage s effectue sur le modèle DAO, dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les nœuds à contrôler se sélectionnent à la souris. Les éléments de l assemblage (cornières, platines, raidisseurs, boulons, grugeages...) se spécifient dans une boîte de dialogue conviviale. Les boulons sont sélectionnés dans une bibliothèque ouverte. Tous les éléments sont directement visibles à l écran. Tous les facteurs et coefficients importants pour le contrôle sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur : Coefficients de sécurité ; Géométrie par défaut ; Limites pour la position des boulons, limites pour les distances entre boulons et tailles des soudures ; Facteur de glissement et facteur de moment des boulons précontraints. Les efforts admissibles et réels dans l assemblage sont donnés après le calcul pour le cas de charge/la combinaison critique. Le programme affiche la partie limite de l assemblage. La note de calcul détaillée peut être envoyée vers l imprimante ou vers le document. Des dessins de détail reprenant tous les éléments de l assemblage sont générés automatiquement avec le module Dessins de détail des assemblages (esadt.02). Assemblages articulés Les assemblages articulés de plancher sont des assemblages qui ne transfèrent aucun moment, par suite du jeu entre la poutre supportée et la poutre porteuse. Les éléments d assemblages suivants sont pris en charge : Platine soudée sur l âme de la poutre supportée et sur la poutre porteuse ; Platine boulonnée sur l âme de la poutre supportée et soudée sur la poutre porteuse ; Cornière boulonnée sur l âme de la poutre supportée et sur la poutre porteuse ; Platine courte : soudée sur l âme de la poutre supportée et boulonnée sur la poutre porteuse Le programme prend en charge les sections symétriques en I pour la configuration de flexion suivant les principaux axes. Contrôles Le calcul est vérifié suivant : L Eurocode 3 : Calcul des structures en acier Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN : 2005 Les algorithmes et les méthodes décrites dans ces références sont utilisés pour calculer les états limites de l assemblage. Les capacités des éléments en acier sont calculées par les formules des codes nationaux respectifs (EC3, DIN18800 T1 ou BS :2000). Pour les autres codes (NEN, CM66, ÖNORM, CSN, ), les paramètres de l EC3 sont utilisés par défaut. Pour les assemblages articulés, les conditions critiques suivantes de l effort tranchant et de l effort normal sont contrôlées : Poutre supportée en cisaillement ; Poutre supportée en traction ; Poutre porteuse en cisaillement ; Poutre porteuse en traction ; Platine, cornière, platine en cisaillement ; Platine, cornière, platine en traction ; Boulons en traction ; Boulons en cisaillement ; Boulons en pression diamétrale. Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs proviennent directement des modules de Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les résultats des calculs et les dessins des éléments d assemblage sont disponibles dans le document du projet. Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Bibliothèque d assemblages prédéfinis ou définis par l utilisateur, y compris le calcul de la capacité portante. Conception acier 85 Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00, esas.01. esasd.08

87 Plans d ensemble / Plans détaillés d assemblage Le programme propose plusieurs types de grilles : Rectangulaire Oblique Polaire Lignes libres La grille finale peut elle-même être composée de plusieurs sous-grilles. La grille 2D permet la génération automatique de coupes en fonction des grilles individuelles. Etages : un outil aussi pour la définition de vues en plan Détails 86 D après certaines études internationales, dans la modélisation 3D, entre 30 et 40 % du temps que nécessite la réalisation d un projet sont consacrés à la création du modèle. Les 60 à 70 % restants sont alloués à la production des plans destinés aux différents intervenants du processus de construction. Lorsque ceux-ci peuvent être réduits de moitié, le gain de performances est considérable. Scia Engineer comprend des outils permettant la création rapide de plans d ensemble. Le logiciel génère automatiquement les vues en plan et les vues de sections (coupes) verticales ou quelconques à travers la structure selon un ensemble de plans. Les dessins sont ensuite générés à partir de ces coupes et vues en plan, et ce en fonction des règles définies par l utilisateur, ce qui garantit une cohérence, par exemple avec le style et l identité graphique de l entreprise. Les plans créés peuvent ensuite être retravaillés, par exemple par l ajout de lignes de cote ou d étiquettes. Les plans peuvent en outre être modifiés au moyen de l éditeur intégré. D autres éléments comme des lignes de cote, des étiquettes, des traits et d autres entités graphiques (volumes, surfaces, lignes, courbes ou textes) peuvent être ajoutés manuellement. Le plan final contenant les Point forts Génération simple et rapide de dessins dans une section définie par l utilisateur. Génération automatique de plans d assemblage détaillés. Gestion conviviale des dessins et des images générés. Export des dessins vers les logiciels de dessin. Grilles 2D et 3D. Plans d ensemble pour les structures en béton et métalliques. Gestion des styles de dessin personnalisables. cadres, les cartouches et autres est composé de différents dessins partiels et stocké dans l Espace papier. Des outils de régénération intégrés mettent à jour les plans d ensemble pour qu ils reflètent la dernière version de la structure après modification du modèle, tout en conservant telles quelles les entités ajoutées manuellement (lignes de cote, étiquettes, etc.). Modèle de structure Scia Engineer utilise deux formes (modèles) pour chaque élément : le modèle d analyse et le modèle structurel. Le premier est nécessaire pour garantir des calculs précis, le second pour obtenir des dessins de qualité. Cette approche est notamment facilitée par le paramètre «type DAO» de chaque élément, qui définit la priorité de ce dernier dans sa liaison avec le reste de la structure. A chaque élément sont associées d autres propriétés DAO (excentricité, décalages longitudinaux, coupure d extrémité ou non, etc.), qui permettent à l utilisateur de créer la forme à afficher dans les dessins. La fonctionnalité Plans d ensemble offre d autres possibilités. Il est possible d appliquer les décalages de l élément uniquement sur le plan. Il n est pas nécessaire de manipuler le modèle d analyse pour obtenir un dessin correct, un modèle de structure approprié étant proposé automatiquement. Grilles 2D et 3D : des outils aussi pour la définition de coupes Les grilles 2D et 3D ne servent pas seulement à introduire la géométrie de la structure. Elles aident également l utilisateur à se repérer plus facilement dans la masse d informations visuelles de la fenêtre graphique, dans la mesure où elles affichent le nom (lettre ou nombre) de chacune de leurs lignes. Tout comme les grilles permettent de créer des coupes, les étages peuvent s utiliser pour générer des vues en plan. Combinés avec la grille 2D, ils offrent un outil puissant pour la production de plans. Les étages sont également très utiles pour la modélisation de la structure. Coupes Une coupe est une entité de base utilisée pour la génération automatique de plans. Elle est définie par sa géométrie et par des règles qui contrôlent la création du dessin (voir la section «Styles de dessin» ci-dessous). Pour créer la vue en plan ou la coupe, il suffit de cliquer sur différents points dans la fenêtre graphique. L utilisation de grilles et d étages facilite le travail des ingénieurs. La sélection de différents plans, définis par des grilles ou des étages, génère directement les vues en plan et les coupes. Ensuite, le style de dessin appliqué détermine la présentation du dessin. Les vues en plan et les coupes peuvent être sélectionnées dans la vue de modèle 3D et leurs paramètres peuvent être modifiés dans la fenêtre des propriétés. L utilisateur peut définir leur mode d affichage. Chaque coupe possède un plan de coupe, un plan avant et un plan arrière. Les éléments situés entre les plans avant et arrière sont représentés dans le dessin 2D. Les règles de dessin définissent le style d affichage des parties des objets situés entre ces plans. Styles de dessin Les règles et les styles de dessin jouent un rôle fondamental dans la fonctionnalité des plans d ensemble. Les règles de dessin déterminent la manière dont le modèle est transformé en une représentation 2D. Elles regroupent des filtres (types d objets, matériaux, etc.), des propriétés de format (style de trait, épaisseur de trait, couleur) et des éléments à représenter (axe, contours, section). esadt.01 / esadt.02 Inclus dans P E S Modules pré-requis : esa.00.

88 Plans d ensemble / Plans détaillés d assemblage Il est en outre possible de configurer la génération automatique d étiquettes et de cotations pour les ouvertures, les boulons d ancrage et les pannes dans les styles de dessin. Les parties principales des plans d ensemble sont contrôlées par quatre gestionnaires de styles : Gestionnaire de styles de dessin Gestionnaire de styles d étiquette Gestionnaire de styles de cotation pour les lignes de cote Gestionnaire de styles de hachures Les styles de dessin sont gérés par un gestionnaire de base de données standard, ce qui signifie qu ils peuvent être facilement transférés vers d autres projets et partagés par plusieurs utilisateurs. Gestionnaire de dessins Détails Le Gestionnaire de dessins gère toutes les coupes et vues en plan. Cet utilitaire a deux fonctions : Il permet de modifier des propriétés de base comme l échelle, le préfixe des noms d image ou les lignes cachées et de définir des variables d affichage telles que la direction de vue, la hauteur de la coupe ainsi que les décalages horizontal et du plan de coupe. Il permet d ouvrir les dessins dans l éditeur 2D pour les personnaliser, par exemple en y ajoutant des cotations ou en déplaçant des étiquettes. Galerie d images : pour une manipulation efficace des images Les images générées par les Assistants ou enregistrées dans la fenêtre graphique sont stockées dans une bibliothèque appelée Galerie d images. Celle-ci offre un aperçu instantané de toutes les images et permet de modifier leurs propriétés. Toute image peut être modifiée dans l éditeur graphique interne. L utilisateur peut ajouter des lignes de cote, des textes ou des formes graphiques standard, ainsi que modifier l épaisseur, le style et la couleur des lignes. Via le Gestionnaire de calques, il est possible de rendre invisibles ou de verrouiller certaines parties des images. Les paramètres de la fenêtre 3D permettent en outre d ajuster la partie de la structure à afficher. L éditeur de la Galerie d images peut être également utilisé comme un outil de dessin efficace pour préparer des images 2D ou des graphiques. Espace papier : pour la finalisation des plans d ensemble A l aide de l éditeur de l Espace papier, l utilisateur peut mettre au point la composition finale du dessin. L environnement de l Espace papier permet d effectuer les tâches suivantes : Insérer des images de la galerie Insérer une image à partir d un fichier enregistré au format Scia Engineer interne (ep3, ep2, epd) Insérer une image bitmap (bmp) Insérer des éléments graphiques de base (lignes, courbes, texte, etc.) Insérer des plans générés, à savoir une coupe (grille) ou une vue en plan (étage) Insérer des éléments de document, c est-àdire tous les tableaux du document L environnement graphique de l éditeur de l Espace papier permet de préparer rapidement des cartouches, notamment en ajoutant des logos, des textes automatiques, des cadres, etc. Les dessins peuvent être enregistrés sous la forme de modèles, pour un chargement automatique lors de la création d une nouvelle planche. Ces fonctions offrent, avec l utilisation de «textes automatiques» (comme le nom du projet, l auteur, la date, l heure, etc.), une approche efficace pour produire des plans de qualité de façon automatique. Toutes les images insérées dans le dessin gardent leurs informations 3D, si bien qu il sera toujours possible de modifier leurs propriétés (comme l échelle, le mode de rendu ou le mode lignes cachées, la direction de la vue, etc.) par la suite. Plans détaillés d assemblage Le logiciel comprend un Assistant de génération d images d assemblages acier (et de leurs divers composants) qui crée des dessins détaillés pour les assemblages présents dans la structure. Il est possible de paramétrer l Assistant pour produire des images pour tous les assemblages ou uniquement pour pour ceux qui sont sélectionnés. Si l utilisateur active l option «générer images pour les composantes de l assemblage», l Assistant crée une image détaillée pour les différentes parties de l assemblage (platines, jarrets, etc.) en y incluant les principales lignes de cote. Toutes les images générées sont ensuite enregistrées dans la galerie et peuvent être modifiées à l aide de l éditeur graphique interne, par exemple au niveau des paramètres d affichage (taille du volume représenté, échelle, etc.). Enfin, elles peuvent également être intégrées dans les plans d ensemble. 87 esadt.01 / esadt.02

89 BA calcul poutres et poteaux - EC2 Calcul des armatures des poutres et des poteaux selon l EC2 Conception béton 88 Ce module Scia Engineer est destiné au calcul du ferraillage dans les poutres et les poteaux en béton armé suivant l Eurocode 2. Le programme est complètement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Grâce à ce module, l ingénieur structure dispose d un outil graphique interactif pour le calcul et le contrôle des quantités théoriques d armatures nécessaires (armatures longitudinales et armatures de cisaillement) suivant l EC2 EN Utilisation du module BA calcul poutres et poteaux La conception et la vérification de la construction s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les barres à contrôler peuvent être sélectionnées à la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre et le choix d un point de vue libre ou la sélection par ligne d intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage et les armatures se spécifient dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme détermine la présence d une poutre ou d un poteau suivant les propriétés de l élément sélectionné. Des armatures de base peuvent être définies pour les poutres. Si nécessaire, le programme calcule ensuite les armatures supplémentaires. Le calcul des poteaux est basé sur la méthode de la colonne-modèle. L avantage de cette méthode est qu un calcul linéaire suffit pour déterminer les valeurs des armatures de poteau soumis à flexion et effort normal, en tenant compte des effets du second ordre. Après le calcul, les Point forts Calcul du ferraillage théorique Élancement, contrôle des fissures, vérification de l espacement des étriers, contrôles de la réponse et de la capacité Métré du ferraillage Nouvelles classes de béton selon EN Calcul des caractéristiques du béton Contrôle global Nouvelle configuration plus intuitive armatures longitudinales et les armatures de cisaillement nécessaires sont représentées sur la vue 3D de la structure. Des options de calcul supplémentaires sont disponibles (calcul des armatures de compression, contrôle du pourcentage d armatures, poids de l armature...). Une sortie graphique peut comporter plusieurs données. Les données suivantes peuvent être affichées à l écran Caractéristiques de section avec ou sans le ferraillage, comme l aire de la section, le moment d inertie, etc. Moments, efforts tranchants, effort normal, moments recalculés, efforts tranchants recalculés. Armatures longitudinales (armatures totales ou armatures de base et armature supplémentaire), armatures de cisaillement, pourcentage d armatures, poids des armatures. L option Contrôle simple de Scia Engineer (SnapCheck) permet de visualiser les contraintes et les diagrammes de contraintes de chaque élément suivant les efforts internes. Ces efforts peuvent être modifiés par l utilisateur. Il est même possible d introduire des efforts internes définis par l utilisateur (sans introduire des charges). Le programme peut également effectuer un contrôle des fissures pour les combinaisons d états limites de service suivant les armatures théoriques nécessaires. Les résultats de ce contrôle fournissent l ouverture des fissures, la section minimale d armature pour la fissuration, le diamètre de barre maximum, l espacement maximal des barres et des étriers. Tous les éléments peuvent être insérés dans le document et adaptés par l utilisateur. Le document peut être «actif», en ce sens que certaines valeurs sont modifiables. Ces modifications sont prises en compte automatiquement par le modèle. Scia Engineer garantit également l intégration de la conception et des contrôles. L utilisateur peut effectuer plusieurs contrôles simultanément grâce à la fonction de «contrôle global», qui procure un gain de temps et de clics appréciable et assure une meilleure vue d ensemble des calculs. Le principal avantage est que l utilisateur peut appliquer différents contrôles à tous les types de barres en béton en une seule opération. esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01.

90 BA calcul poutres et poteaux - EC2 Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (calculs linéaires et non linéaires) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilités de l introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants de l EC2 EN sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Calcul Les poutres et les poteaux sont calculés suivant l Eurocode 2: Calcul des structures en béton - Partie 1-1: Règles générales et règles pour les bâtiments. Poutres Les efforts internes sont déterminés sur base des cas de charge ou des combinaisons sélectionnées. Ces efforts sont utilisés pour le calcul de l armature longitudinale théorique suivant les méthodes de calcul de l EC EN Les pourcentages minimum et maximum d armature sont contrôlés suivant l art Egalement l espacement est contrôlé suivant l art Le calcul des armatures de cisaillement peut être effectué pour les poutres de largeur constante ou variable. Egalement les pourcentages pour le ferraillage de cisaillement sont vérifiés suivant l art Le contrôle de la fissuration est effectué suivant l art.7.3. Poteaux Les efforts internes sont déterminés sur base des cas de charge ou des combinaisons sélectionnées. Dans un calcul linéaire, les effets du second ordre ne sont pas considérés. Pour prendre ces effets en compte, il faut effectuer un calcul non linéaire ou appliquer la méthode de la colonne-modèle. Dans les structures 3D, la flexion double peut intervenir. Pour le calcul des armatures dans les poteaux de section rectangulaire, la flexion double est prise en compte par la formule suivante, avec α = 1.4 (cette valeur peut être modifiée par l utilisateur ou calculée par le programme pour l armature la plus optimale): α α M bd M bd + < 1 M bu M bu Les pourcentages minimum et maximum d armatures sont contrôlés suivant l art Le diamètre des barres et la distance entre les barres sont calculés suivant l art et Sections prises en charge Les sections suivantes peuvent être utilisées: Poutres Section rectangulaire Section circulaire Section en T Section rectangulaire creuse Section en I Section en U Sections mixtes acier-béton Toutes les sections composées définies dans Scia Engineer Jarret Section à hauteur variable Poteaux Section rectangulaire Section circulaire Annexes Nationales Il est possible de définir une annexe nationale spécifique pour les nouveaux Eurocodes. Dans ces annexes nationales l utilisateur retrouve les valeurs des paramètres définis au niveau national dans Scia Engineer. La bibliothèque système rassemble toutes les annexes nationales pour les séries de l Eurocode 199X : combinaisons (1990), charges (1991) et acier (1993). En cliquant sur un bouton de configuration déterminé, l utilisateur va directement à la partie de configuration spécifique, dans laquelle les paramètres individuels peuvent être revus, modifiés et stockés. Les annexes nationales supportées actuellement sont: le Royaume-Uni, la République tchèque, l Irlande, la Slovaquie, la Slovénie, les Pays-Bas, la Belgique, l Allemagne, l Autriche, la Suède, la Finlande, la Norvège, la France, la Pologne, la Grèce et l Italie. La configuration standard EN est stockée sous le drapeau de l union européenne. Conception béton 89 esacd.01.01

91 BA Poutres et poteaux - règles BAEL Conception béton 90 Le module d analyse BA Poutres et poteaux - règles BAEL est destiné à la conception de poutres et de poteaux en béton armé. Totalement intégré à Scia Engineer, il met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour le calcul du ferraillage (longitudinal et de cisaillement) selon les règles BAEL. Travailler avec le module La conception et la vérification de la structure s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les poutres à contrôler peuvent être sélectionnées à l aide de la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le libre choix d un point de vue ou la sélection par fenêtre d intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage du béton et les armatures peuvent être définis dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme détermine automatiquement si l élément sélectionné est une poutre ou un poteau. Un ferraillage de base peut être défini pour les poutres. Le programme calcule ensuite le ferraillage supplémentaire nécessaire pour assurer la résistance requise de l élément. Le calcul des poteaux est basé sur la méthode de la colonnemodèle. Cette méthode a pour avantage qu un Point forts Conception manuelle et automatique du ferraillage. Elancement, contrôle des fissures, contrôle de la réponse, contrôle de la capacité. Métré du ferraillage. calcul linéaire suffit pour déterminer le ferraillage des poteaux soumis à flexion et effort normal, en tenant compte des effets du second ordre. Après le calcul, les armatures longitudinales et les armatures de cisaillement nécessaires sont représentées sur la vue 3D de la structure. Un contrôle simple peut être utilisé pour visualiser les diagrammes de contrainte-déformation pour chaque élément. Le programme peut également effectuer un contrôle des fissures pour les combinaisons d états limites de service en tenant compte des armatures théoriques nécessaires. Les résultats de ce contrôle sont les suivants : Largeur de fissure ; Section minimale de ferraillage pour le contrôle des fissures contrôlées ; Diamètre maximal, distance maximale entre les barres et espace maximal entre les étriers. Tous les éléments peuvent être ajoutés dans le Document et personnalisés par l utilisateur. Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (calculs linéaires et non linéaires) proviennent directement des modules d analyse structurelle de Scia Engineer. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilité d introduction des données : tous les facteurs et coefficients importants du BAEL sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Calcul Calcul du ferraillage : Réduction du cisaillement ; esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00, esa.00.

92 BA Poutres et poteaux - règles BAEL Déplacement du moment réparti ; Calcul du ferraillage longitudinal nécessaire ; Calcul de l armature de cisaillement nécessaire ; Sections composées de deux matériaux. Contrôle de la fissuration Ferraillage longitudinal minimal nécessaire pour les fissures. Conception béton 91 esacd.01.06

93 BA Poutres et poteaux - norme SIA Conception béton 92 Le module d analyse BA Poutres et poteaux - norme SIA - est destiné à la conception de poutres et de poteaux en béton armé. Totalement intégré à Scia Engineer, il met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour le calcul du ferraillage (longitudinal et de cisaillement) selon la norme SIA. Travailler avec le module La conception et la vérification de la structure s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les poutres à contrôler peuvent être sélectionnées à l aide de la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le libre choix d un point de vue ou la sélection par fenêtre d intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage du béton et les armatures peuvent être définis dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme détermine automatiquement si l élément sélectionné est une poutre ou un poteau. Un ferraillage de base peut être défini pour les poutres. Le programme calcule ensuite le ferraillage supplémentaire nécessaire pour assurer la résistance requise de l élément. Le calcul des poteaux est basé sur la méthode de la colonne-modèle. Cette méthode Point forts Conception manuelle et automatique du ferraillage. Elancement, contrôle des fissures, vérification de l espacement des étriers, contrôle de la réponse, contrôle de la capacité. Métré du ferraillage. a pour avantage qu un calcul linéaire suffit pour déterminer le ferraillage des poteaux soumis à flexion et effort normal, en tenant compte des effets du second ordre. Après le calcul, les armatures longitudinales et les armatures de cisaillement nécessaires sont représentées sur la vue 3D de la structure. Un contrôle simple peut être utilisé pour visualiser les diagrammes de contrainte-déformation pour chaque élément. Le programme peut également effectuer un contrôle des fissures pour les combinaisons d états limites de service en tenant compte des armatures théoriques nécessaires. Les résultats de ce contrôle sont les suivants : Largeur de fissure ; Section minimale de ferraillage pour le contrôle des fissures contrôlées ; Diamètre maximal, distance maximale entre les barres et espace maximal entre les étriers. Tous les éléments peuvent être ajoutés dans le Document et personnalisés par l utilisateur. Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (calculs linéaires et non linéaires) proviennent directement des modules d analyse structurelle de Scia Engineer. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. Facilité d introduction des données : tous les facteurs et coefficients importants de la norme SIA sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00, esa.00.

94 BA Poutres et poteaux - norme SIA Calcul Implémentation des matériaux précontraints dans la base de données des matériaux. Calcul du ferraillage Prise en compte des longueurs de flambement ; Réduction et déplacement du diagramme de moment ; Calcul du ferraillage longitudinal et de cisaillement ; Détermination du ferraillage supplémentaire nécessaire ; Sections composées de deux matériaux. Contrôle de la fissuration (adapté à partir de l EC2) Largeur de fissure ; Diamètre maximal et distance d armatures de cisaillement ; Ferraillage longitudinal nécessaire pour contrôler les fissures. Conception béton Calcul PNL des éléments 1D (adapté à partir de l EC2) Rigidité flexionnelle calculée à partir des moments de flexion. 93 esacd.01.08

95 Résistance au feu EN Conception béton 94 La résistance au feu EN est un module Scia Engineer destiné au contrôle des éléments 1D précontraints et non précontraints (poutres et poteaux) selon la norme EN Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer d analyse structurelle et de contrôle des éléments précontraints et non précontraints selon la norme EN Utilisation de la résistance au feu EN Le système Scia Engineer offre un environnement graphique dans lequel les contrôles de la résistance au feu des sections en béton précontraint et non précontraint sont effectués de la même façon que les contrôles selon les normes béton classiques. Les éléments à contrôler sont sélectionnés graphiquement à l aide de la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le choix d un point de vue ou la sélection par intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. Les vues 3D de la structure représentent le contrôle d intégrité. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux Point forts Intégration complète au module pour la conception des structures en béton. Sortie graphique et tabulaire. Trois types de contrôles : dispositions constructives, méthode de calcul simplifiée, méthode de calcul avancée. critères. Les résultats produits par le module peuvent comprendre : La recherche automatique des extrêmes : le cas de charge / combinaison critique, barre critique ; La mise en surbrillance des barres qui ne satisfont pas aux critères ; l Explication des avertissements et des erreurs survenus au cours du contrôle. L option «Contrôle simple» peut être utilisée pour afficher le diagramme contrainte-déformation, les contraintes et les déformations sur la hauteur de la section, la distribution de la température et le diagramme d interaction 3D. Introduction des données Avant d effectuer un contrôle de la résistance au feu, il est nécessaire de définir les courbes de distribution de température dans la bibliothèque. Un élément de la bibliothèque peut contenir plusieurs courbes de température et les utilisateurs peuvent définir des interpolations entre elles. La courbe de température est utilisée pour définir la charge thermique accidentelle à l aide des propriétés de base suivantes : Côté de la section exposé au feu (+Z,-Z,+Y,-Y) ; Courbe de distribution de la température ; Nombre de calques de section pour l intégration de la courbe de distribution de la température permettant d obtenir la charge de température linéaire équivalente et pour le calcul de l effritement de la section. Le programme offre tous les facteurs et coefficients de résistance au feu significatifs. Ceux-ci peuvent aussi être modifiés par l utilisateur : Paramètres de base pour la résistance au feu EN : Type de calcul pour l évaluation du temps de résistance R et de la température critique Theta_cr pour les dispositions constructives ; Facteur de réduction mu_fi pour les poteaux et les dispositions constructives ; Facteur de réduction pour le calcul du niveau de charge pour la méthode simplifiée ; Données tabulées des dimensions minimum de la section et de la distance axiale minimum du ferraillage par rapport au bord exposé au feu pour les éléments de base (poutres, poteaux, dalles et planchers alvéolaires) ; Coefficients de sécurité pour la résistance au feu. Dans les données d un élément en béton, l utilisateur peut définir les propriétés de résistance au feu suivantes pour chaque élément : Type de poutre pour les éléments de type «barre» (élément reposant sur des appuis et poutre continue) ; Conditions d exposition pour le type «poteau» (un côté ou plus d un côté) ; Type de calcul pour le calcul du temps de résistance R et de la température critique Theta_cr pour les dispositions constructives ; Type d élément pour les éléments précontraints (seules les structures déterminées statiquement sans redistribution des efforts secondaires causés par la précontrainte due au feu peuvent contrôlées). Contrôles Trois types de contrôles ont été implémentés pour les éléments 1D : Dispositions constructives (données tabulées), chapitre 5 ; esacd Inclus dans P E Modules pré-requis : esas.00.

96 Résistance au feu EN Conception béton Méthode de calcul simplifiée (méthode par zone), annexe B.2 ; Méthode de calcul avancée. Dispositions constructives Ce type de contrôle utilise les valeurs tabulées prévues pour les types d éléments de base repris dans la norme et contrôle les dimensions de la section et la distance du ferraillage par rapport au bord de la section exposée au feu. Hypothèses de cette approche : La hauteur de la section n est pas réduite ; Les caractéristiques du matériau du ferraillage et du béton restent inchangées ; La température sur toute la hauteur de la section peut être lue à partir de la courbe de température, calculée selon la norme ou définie par l utilisateur. Méthode de calcul simplifiée Ce type de calcul permet d effectuer les contrôles suivants : Méthode de la déformation limite ; Diagramme d interaction (contrôle de la résistance). Hypothèses : Le calcul des efforts internes prend ou ne prend pas en compte les éléments suivants : Le coefficient d expansion thermique du béton évolue en fonction de la température ( 3.3.1(1)) ; La hauteur de la section n est pas réduite en fonction de la température ; Les caractéristiques du matériau du ferraillage et du béton ne changent pas en fonction de la température ; Les diagrammes contrainte-déformation du béton et du ferraillage ne dépendent pas de la température. Pour contrôler la résistance au feu, on considère que : La hauteur de la section est réduite (méthode par zone), annexe B2 dans EN ; Les caractéristiques du matériau du ferraillage (tableau 3.2(a), 3.3) et du béton (tableau 3.1) varient en fonction de la température ; Les diagrammes contrainte-déformation du béton (fig. 3.1) et du ferraillage (fig. 3.3) dépendent de la température. Méthode de calcul avancée Cette méthode représente un calcul physiquement et géométriquement non linéaire qui utilise les valeurs saisies suivantes : Hauteur réduite de la section (méthode par zone) ; Les diagrammes contrainte-déformation du béton (fig. 3.1) et du ferraillage (fig. 3.3) varient en fonction de la température ; Les caractéristiques du matériau du ferraillage (tableau 3.2(a), 3.3) et du béton (tableau 3.1) dépendent de la température ; Coefficient d expansion thermique du béton calculé pour une température donnée au centre de gravité de la section ( 3.3.1(1)). Sections et éléments pris en charge Tous les éléments 1D en béton (poutre, poteau, dalle, planchers alvéolaires) et les sections en béton peuvent être contrôlés à l aide des dispositions détaillées ou du calcul automatique selon la norme ou les données introduites par l utilisateur. Le calcul à partir de la courbe de température s applique uniquement aux sections rectangulaires. La méthode de calcul simplifiée prend en charge tous les éléments structurels non précontraints avec une section rectangulaire et les structures précontraintes déterminées statiquement. Le calcul avancé n est utilisé que pour les éléments de section rectangulaire non précontraints. 95 esacd.07.01

97 BA calcul dalles et voiles - EC2 Conception béton 96 Calcul des armatures des dalles et des voiles selon l EC 2 Ce module Scia Engineer est destiné au calcul des armatures dans les dalles et les voiles en béton armé suivant l Eurocode 2. Le programme est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Grâce à ce module, l ingénieur structure dispose d un outil graphique interactif pour le calcul des quantités théoriques d armatures nécessaires suivant l EN Utilisation du module BA calcul dalles et voiles La conception et la vérification de la construction s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les dalles ou les voiles Point forts Calcul des nappes d armature, contrôles de cisaillement et des fissures pour les nappes à deux ou trois dimensions. Impact du cisaillement sur le ferraillage longitudinal ; contrôle de la résistance de la bielle de béton comprimée et évaluation suivant les normes des limites de ferraillage minimum. Bandes de lissage pour éliminer les contraintes maximales non réalistes. Configuration intuitive. Poids du ferraillage comme résultat. Possibilité d analyse des efforts internes en 2D. Calcul des fissures pour les éléments 2D à contrôler peuvent être sélectionnées à la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le choix d un point de vue libre ou la sélection par ligne d intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage et les armatures se spécifient dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme calcule 2 ou 3 lits de barres nécessaires des deux côtés de la dalle. Les lits de barres ne doivent pas obligatoirement être placés perpendiculairement ; ils peuvent être disposés dans n importe quelle direction. Il est également possible de calculer les armatures avec une épaisseur différente de celle définie dans le modèle. Sorties La sortie graphique montre une série de résultats intéressants : Efforts internes de calcul utilisés pour le calcul du ferraillage requis ; Ferraillage nécessaire dans chaque lit (pour le contrôle des fissures également) et détails des calculs très instructifs pour l utilisateur ; Poids du ferraillage ; Plusieurs options d affichage des résultats : isobandes, isolignes avec ou sans étiquettes, couleur ou niveau de gris, coupes, échelles d isobandes utilisateur, etc. ; Sortie graphique pour une coupe donnée d une structure ; Résultats dans les nœuds ou au centre d un élément ; Possibilité d exportation de la sortie graphique (aux formats BMP, WMF, DXF, DWG, etc.). esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 and esa.01.

98 BA calcul dalles et voiles - EC2 Tous les éléments peuvent être insérés dans le document et adaptés par l utilisateur. Le document peut être actif, ce qui signifie que certaines valeurs introduites sont modifiables. Le modèle prend en compte automatiquement ces modifications. Facilité d introduction des données Tous les facteurs et coefficients importants de l EN sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Calcul Les dalles et les voiles sont calculés suivant l Eurocode 2: Calcul des structures en béton - Partie 1-1 ;Règles générales et règles pour les bâtiments. Les efforts internes des éléments sont calculés dans la direction du lit des barres. Les armatures sont calculées sur la base de ces efforts internes et sur les limitations introduites. La section nécessaire pour les armatures de traction et de compression est calculée pour tous les éléments et à chaque nœud. Le programme peut également calculer les armatures nécessaires pour un contrôle de la fissuration. Conception béton Intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (premier ordre ou deuxième ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Tous les résultats sont disponibles dans le document du projet. 97 esacd.02.01

99 Ferraillage des dalles et voiles selon les règles BAEL Conception béton Le module BA Dalles et voiles - Règles BEAL est destiné à la conception du ferraillage de plaques, dalles et voiles en béton armé. Totalement intégré à Scia Engineer, il met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour le calcul du ferraillage (longitudinal et de cisaillement) selon les règles BAEL. Utilisation du module BA Dalles et voiles La conception et la vérification de la structure s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les éléments à ferrailler peuvent être sélectionnéss à l aide de la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le libre choix d un point de vue ou la sélection par intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage du béton et les armatures peuvent être définis dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme calcule 2 lits, 3 lits ou plus nécessaires des deux côtés de la plaque. Les nappes ne doivent pas être placées perpendiculairement et peuvent être orientées dans n importe quelle direction. Il est également possible de calculer des armatures ayant une section différente de celle définie dans le modèle. Sorties La sortie graphique montre un grand nombre de résultats intéressants : Point forts 98 Calcul de la zone de ferraillage requise suivant trois directions. Définition manuelle du ferraillage. Bandes de lissage pour éliminer les sommets non réalistes. esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00, esa.01.

100 Ferraillage des dalles et voiles selon les règles BAEL Les armatures nécessaires dans chaque lit (également pour le contrôle des fissures) ; Plusieurs options d affichage des résultats : isobandes, isolignes avec ou sans étiquettes, couleur ou niveaux de gris, sections, échelle d isobandes utilisateur (liste de treillis définis par l utilisateur), etc. ; Sortie graphique pour une coupe donnée d une structure ; Résultats aux nœuds ou au centre des éléments ; La sortie graphique peut être exportée (BMP, WMF, DXF, DWG, etc.). Facilité d introduction des données Tous les coefficients importants de BAEL sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Calcul Les efforts internes des éléments sont recalculés dans la direction ferraillage. Le ferraillage est calculé à partir des efforts internes et prend en compte les limitations introduites. La zone nécessaire pour les armatures de traction et de compression est calculée pour tous les éléments et pour chaque nœud. Le calcul du ferraillage longitudinal et des armatures de cisaillement nécessaires est basé sur les conditions d état limite ultime et sur l initialisation et le développement des fissures. Conception béton Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. 99 esacd.02.06

101 Ferraillage des dalles et voiles selon la norme SIA Conception béton Le module BA dalles et voiles - norme SIA est destiné à la conception du ferraillage de plaques, dalles et de voiles en béton armé. Totalement intégré à Scia Engineer, il met à la disposition de l ingénieur structure un outil graphique interactif pour le calcul du ferraillage (longitudinal et de cisaillement) selon la norme SIA. Utilisation du module BA dalles et voiles La conception et la vérification de la structure s effectuent dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les éléments à ferrailler peuvent être sélectionnés à l aide de la souris. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom+/-, Zoom Fenêtre, ainsi que le libre choix d un point de vue ou la sélection par intersection, etc. facilitent le travail, même sur des structures complexes. L enrobage du béton et les armatures peuvent être définis dans une boîte de dialogue conviviale. Le programme calcule 2 lits, 3 lits ou plus des deux côtés de la plaque. Les nappes ne doivent pas être placées perpendiculairement et peuvent être orientées dans n importe quelle direction. Il est également possible de calculer des armatures ayant une section différente de celle définie dans le modèle. Point forts 100 Calcul de la zone de ferraillage requise suivant trois directions. Définition manuelle du ferraillage. Bandes de lissage pour éliminer les sommets non réalistes. esacd Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00, esa.01, esa.00.

102 Ferraillage des dalles et voiles selon la norme SIA Sorties La sortie graphique montre un grand nombre de résultats intéressants : Les armatures nécessaires dans chaque lit (également pour le contrôle des fissures) ; Plusieurs options d affichage des résultats : isobandes, isolignes avec ou sans étiquettes, couleur ou niveaux de gris, sections, échelle d isobandes utilisateur (treillis définis par l utilisateur), etc. ; Sortie graphique pour une section donnée d une structure ; Résultats aux nœuds ou au centre des éléments ; La sortie graphique peut être exportée (BMP, WMF, DXF, DWG, etc.). Facilité d introduction des données Tous les coefficients importants de SIA sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Calcul Les efforts internes des éléments sont recalculés dans la direction du ferraillage. Le ferraillage est calculé à partir des efforts internes et prend en compte les limitations introduites. La zone nécessaire pour les armatures de traction et de compression est calculée pour tous les éléments et pour chaque nœud. Le calcul du ferraillage longitudinal et des armatures de cisaillement nécessaires est basé sur les conditions d état limite ultime et sur l initialisation et le développement des fissures. Conception béton Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les résultats sont disponibles dans le Document du projet. 101 esacd.02.08

103 Calcul DLTF des poutres et des poteaux en béton Conception béton L élancement des structures en béton peut provoquer une flèche excessive suite à une perte de rigidité liée à la propagation des fissures, au fluage et au retrait du béton. Par conséquent, ces effets doivent être pris en compte lors d une analyse structurelle. Scia Engineer comporte désormais un module intégré d analyse physique non linéaire des déformations à long terme avec fissuration (DLTF) des poutres en béton armé. Ce module permet à l utilisateur d effectuer l analyse de poutres et de poteaux suivant un diagramme contrainte-déformation non linéaire, tenant compte de l effet de la fissuration du béton. En outre, il est possible d effectuer des calculs simplifiés de déformations suite au fluage du béton. Les principales caractéristiques de l analyse DLTF des éléments 1D sont les suivantes : Calcul de la rigidité suivant un diagramme contrainte-déformation non linéaire du béton et du ferraillage ; Utilisation, pour l analyse, du ferraillage réel (pratique) défini par l utilisateur ou du ferraillage nécessaire déterminé par le programme ; Lorsque les calculs DLTF sont effectués pour le ferraillage nécessaire déterminé par le programme, l utilisateur peut définir un facteur multiplicateur pour le ferraillage calculé ; 102 Point forts Calcul des déformations basé sur les consignes des normes. Déformation à long terme obtenue comme un multiple de la déformation à court terme et du coefficient de fluage. Processus en deux étapes : 1 - calcul linéaire + définition du ferraillage + calcul des fissures et de leur effet sur la rigidité. 2 - calcul avec la rigidité modifiée. La déformation causée par le fluage du béton est calculée pour la combinaison sélectionnée ; les déformations sont calculées deux fois : d abord avec le module d élasticité standard du béton, ensuite avec le module d élasticité effectif. La différence entre ces deux calculs donne la déformation due au fluage ; Évaluation de la déformation totale et de la déformation due à un chargement de courte durée Les actions suivantes doivent être exécutées pour le calcul des déformations à long terme avec fissuration (DLTF) du béton : Définition des combinaisons physiques non linéaires du béton ; Exécution de l analyse linéaire ; Définition du ferraillage réel (pratique) ou calcul du ferraillage nécessaire par le programme ; Exécution de l analyse non linéaire avec l option Béton - analyse DLTF ; Les résutlats de l analyse DLTF (linéaire / fissuration / fissuration et fluage) peuvent être affichés et évalués Le calcul DLTF peut être effectué selon les normes suivantes : Eurocode 2 ; NEN 6720 ; CSN/STN ; DIN 1045 ; Önorm B4700 ; BS esas.18 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00.

104 Calcul DLTF des dalles et des voiles en béton L élancement des structures en béton peut provoquer une flèche excessive suite à une perte de rigidité liée à la propagation des fissures, au fluage et au retrait du béton. Par conséquent, ces effets doivent être pris en compte lors d une analyse structurelle. Scia Engineer comporte désormais un module intégré d analyse physique non linéaire des déformations à long terme avec fissuration (DLTF) des dalles en béton armé. Ce module permet à l utilisateur d effectuer l analyse de dalles et voiles suivant un diagramme contraintedéformation non linéaire, tenant compte de l effet de la fissuration du béton. En outre, il est possible d effectuer des calculs simplifiés de déformations suite au fluage du béton. Les principales caractéristiques de l analyse DLTF des éléments 2D sont les suivantes : Calcul de la rigidité suivant un diagramme contrainte-déformation non linéaire du béton et du ferraillage ; Le ferraillage nécessaire déterminé par le programme peut être utilisé dans l analyse ; La quantité de ferraillage nécessaire calculée peut être multipliée par un facteur suivant le type de béton ; La déformation causée par le fluage du béton est calculée pour la combinaison sélectionnée ; les déformations sont calculées deux fois : d abord avec le module d élasticité standard du béton, ensuite avec le module d élasticité effectif. La différence entre ces deux calculs donne la déformation due au fluage ; Évaluation de la déformation totale et de la déformation due à un chargement de courte durée. Conception béton Les actions suivantes doivent être exécutées pour le calcul des déformations à long terme avec fissuration (DLTF) du béton : Définition des combinaisons physiques non linéaires du béton ; Exécution de l analyse linéaire ; Calcul de la quantité de ferraillage par le programme ; Exécution de l analyse non linéaire avec l option Béton - analyse DLTF ; Les résutlats de l analyse DLTF (linéaire / fissuration / fissuration et fluage) peuvent être affichés et évalués. Le calcul DLTF peut être effectué selon les normes suivantes : Eurocode 2 ; NEN 6720 ; CSN/STN ; DIN 1045 ; Önorm B4700 ; BS Point forts Calcul des déformations basé sur les consignes des normes. Déformation à long terme obtenue comme un multiple de la déformation à court terme et du coefficient de fluage. Processus en deux étapes : 1 - calcul linéaire + définition du ferraillage + calcul des fissures et de leur effet sur la rigidité. 2 - calcul avec la rigidité modifiée. 103 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.18. esas.19

105 Calcul physiquement et géométriquement non linéaire de structures barres en béton armé Conception béton Ce module permet de réaliser des calculs non linéaires avancés de poutres, poteaux et portiques en béton, dans un environnement convivial et selon des procédures simples. Le calcul tient compte de la rigidité physique non linéaire du béton, de sorte que l utilisateur peut modéliser des structures en béton de la manière la plus réaliste possible. Cet ensemble de caractéristiques est un gage d économies en conception et en construction. L analyse peut également inclure d autres phénomènes non linéaires, comme par exemple la non-linéarité géométrique. L utilisateur peut définir un diagramme contraintedéformation non linéaire pour des classes de béton, des matériaux d armature ou de maçonnerie donnés, et cela, pour toutes les normes disponibles dans Scia Engineer. Le diagramme défini peut être parabolique, bilinéaire (constante linéaire) ou polygonal, et peut être dérivé de la relation contrainte-déformation fixée dans une norme nationale ou définie par l utilisateur. Ce diagramme contrainte-déformation sert au calcul de la rigidité axiale et flexionnelle non linéaire autour de l axe y et z local. La section peut être constituée de béton de différentes classes ; elle peut être de forme quelconque et être armée ou non. Cette liberté permet la réalisation de calculs de béton avancés dans le cas de poteaux, poutres continues, tunnels avec charges de sol, etc. Comme ce module peut également être utilisé pour le calcul de structures paramétriques, l utilisateur a la possibilité de créer différents modèles portant sur des structures typiques et de rationaliser ainsi 104 Point forts Analyse physique et géométrique non linéaire des portiques en béton. Les dalles et les éléments qui ne sont pas en béton sont traités de façon linéaire. Prise en compte de l effet des fissures, de la plasticité et d autres facteurs sur la rigidité. Méthode d itération et de sécante (Newton-Raphson). la phase de conception, avec les économies que cela permet. Par exemple, un fabricant de dalles en treillis pourra prévoir un maximum de ferraillage au droit des appuis, alors qu une entreprise de construction pourra au contraire réduire l armature aux mêmes points. Les normes permettent une certaine redistribution des efforts internes à la suite du comportement physique non linéaire du béton ; de ce fait, l utilisateur pourra déterminer la conception la plus économique pour chaque catégorie de clients. Ces calculs physiquement et géométriquement non linéaires peuvent également être appliqués aux portiques à deux et trois dimensions. Lorsqu une plaque (ou plus généralement une coque) est présente dans le modèle de la structure analysée, le modèle lui-même est inclus dans l analyse mais la plaque (ou la coque) est considérée comme un élément linéaire. Il en va de même pour les poutres réalisées en matériaux autres que le béton armé. Pour les poutres en béton armé, le calcul tient compte de l effet des fissures, de la plasticité et d autres facteurs sur la rigidité totale. Ce problème est résolu à l aide d un calcul réel non linéaire reposant sur la méthode Newton-Raphson implémentée dans Scia Engineer. L utilisateur peut sélectionner le type de non-linéarité à considérer : (i) physique, (ii) géométrique ou (iii) les deux. Les résultats de chaque calcul mettent clairement en évidence la section fissurée ainsi que la rigidité axiale et flexionnelle calculée pour chaque section. L utilisateur peut contrôler chaque section séparément à l aide de la boîte de dialogue Contrôle simple qui affiche avec précision les charges appliquées ainsi que les contraintes et les déformations résultantes dans la section (armée ou non). Tous ces résultats peuvent être repris dans le Document du projet sous une forme clairement interprétable. esas.16 Modules pré-requis : esas.01.

106 Contrôle des contraintes de poinçonnement Ce module contrôle les contraintes de poinçonnement. Il calcule le ferraillage nécessaires dans les sections critiques d une plaque et y contrôle la résistance au poinçonnement. Il détermine également la contrainte de cisaillement dans la section critique. Description L analyse traite les sections circulaires et rectangulaires. Les autres formes de sections sont transformées automatiquement en rectangles ; La procédure de contrôle consiste en 3 étapes : Définition : introduction des valeurs par défaut des paramètres utilisés dans la procédure ; Données de poinçonnement : définition des paramètres de contrôle spécifiques pour chaque entité ; Contrôle de poinçonnement : exécution du contrôle. Caractéristiques et fonctions Conception béton Calcul du ferraillage nécessaire dans les sections critiques suivant les normes EC2, CSN, STN, ÖNORM, NEN, BS, SIA et DIN ; Contrôle de la résistance au poinçonnement de la plaque dans les sections critiques suivant les normes (charges concentrées au droit des colonnes ou des appuis perpendiculaires à la surface inférieure de la plaque) pour les cas de charges sélectionnés ; Contrôle de la contrainte de cisaillement dans la section critique ; Définition de la géométrie ; appuis dans un coin, le long du bord ou à l intérieur de la plaque ; Prise en compte d une ouverture technique dans le calcul de la longueur du périmètre de la section critique ; Possibilité de définir des têtes de poteaux droites ou primatiques ; Les données pour le contrôle de la contrainte de poinçonnement sont reprises du modèle de calcul de la plaque analysée ; Les efforts sollicitants peuvent provenir des résultats de calcul du modèle ou être définis manuellement par l utilisateur ; Le programme effectue le contrôle de la contrainte de poinçonnement soit sur base des quantités d armatures nécessaires dans la dalle calculées par le programme, soit avec un ferraillage défini explicitement par l utilisateur ; Des infobulles précisent graphiquement les propriétés dans la boîte de dialogue de poinçonnement ; Nouveau service pour le poinçonnement multiple (contrôle en différents points simultanés) : Trois extrêmes de contrôle (Non, noeud, global) ; Contrôle d unité avec interprétation graphique. Nouveaux documents et tableaux pour le poinçonnement multiple ; Nouveau document pour contrôle simple (entité isolée). Point forts Vérification du poinçonnement des dalles. Contrôle de la contrainte de cisaillement dans le périmètre critique. Les trémies sont prises en compte. 105 Inclus dans C P E Modules pré-requis : esas.00 and esa.01. esacd.03.xx

107 Ferraillage pratique dans les poutres et poteaux Conception béton 106 Ferraillage pratique dans les poutres et poteaux Le module Ferraillage pratique pour poutres et poteaux esacdt.01 traduit les quantités théoriques d armatures (voir module esacd.01.xx) en ferraillage pratique : armatures longitudinales et étriers. Ceci se déroule au moyen de l utilisation d une bibliothèque ouverte contenant des modèles dans à laquelle l utilisateur choisit Le module permet en outre de définir les détails d ancrage du ferraillage longitudinal et de cisaillement comme les crochets ou les coudes. Tout comme il est possible d utiliser 2 modèles de présentation de la structure dans Scia Engineer (modèle d analyse et modèle de structure), il est également possible d afficher les armatures longitudinales et d effort tranchant deux modes. Le modèle d analyse du ferraillage est utilisé lors du contrôle suivant une des normes disponibles, ainsi que pour les calculs non linéaires des déformations ou la redistribution des efforts internes dans les éléments poutres et poteaux en béton ; Le modèle de structure du ferraillage a été implémenté pour faciliter la représentation graphique et l import-export du ferraillage de et vers les systèmes DAO. Ce type de ferraillage peut être défini manuellement par l utilisateur ou calculé automatiquement par Scia Engineer (en combinaison avec le module esacd.01.xx). Point forts Calcul automatique des ancrages pour le ferraillage longitudinal et de cisaillement. Contrôle des dispositions constructives. Présentation qualitative du ferraillage mis en place. Calcul automatique du ferraillage pratique. Ferraillage autour des ouvertures et dans les sections variables. Les ancrages de type crochets et coudes sont toujours définis dans le modèle de structure et ainsi négligés dans les calculs et les contrôles. Leur utilité se limite à (i) la représentation dans la fenêtre graphique, le document et les dessins et (ii) l échange de données avec des programmes spécialisés pour la préparation des plans de ferraillage. Un ancrage peut être défini pour : Etriers (effort tranchant et torsion) ; Ferraillage longitudinal (moment fléchissant). Propriétés d un ancrage : Les propriétés par défaut des détails d ancrages peuvent être définies séparément par projet ou globalement pour tous les projets ; L ancrage peut être affiché dans une couleur différente du ferraillage pris en compte dans les calculs ; Le programme peut aussi contrôler la longueur d ancrage minimum pour les étriers suivant la norme nationale définie. Si la longueur d ancrage ne rempli pas les conditions définies, le programme la modifie en conséquence ; Les propriétés de chaque ancrage peuvent être paramétrées. Cette fonctionnalité permet de définir des modèles ; La longueur d ancrage peut être appliquée à des étriers ouverts ou fermés ; Les détails d un ancrage sont disponibles pour tous les types de sections droites ; L utilisateur peut choisir la position d un ancrage sur un étrier ; L utilisateur peut aussi introduire automatiquement du ferraillage autour des ouvertures. esacdt.01 Inclus dans C P E S

108 Ferraillage pratique dans les poutres et poteaux Modes d affichage d un ancrage dans la fenêtre graphique, le document et les dessins : Affichage 3D avec les détails de l ancrage ; Dessin de chaque armature individuelle dans l élément poutre ou poteau. Contrôle de l armature (esacd requis) L armature pratique est utilisée pour contrôler le ferraillage dans l élément (poutre ou poteau). Le contrôle peut être effectué pour l élément complet ou pour une section individuelle. Ce contrôle s effectue lors du choix de l option Contrôle capacité ou l option Contrôle contrainte-déformation. Les contrôles peuvent être effectués selon 3 niveaux et ce en fonction des détails nécessaires pour le calcul. L utilisateur choisit un des niveaux pour la présentation des résultats. Le premier niveau consiste en une image 3D dans la fenêtre graphique montrant un contrôle unité des propriétés calculées (moment, effort normal, effort tranchant, torsion) : Conception béton Le second niveau de contrôle se présente sous forme d un tableau numérique de résultat. Ce tableau présente à l utilisateur un aperçu général numérique clair de tous les contrôles effectués tels que contrôle du moment, effort tranchant, effort normal, torsion. Le troisième niveau de contrôle (contrôle de section) comprend un contrôle de la capacité et du diagramme contrainte-déformation tel que décrit ci-dessous. Contrôle capacité Le contrôle capacité calcule l interaction maximale possible entre l effort normal N et les moments de flexion M y et M z. Cela se présente sous la forme d une enveloppe dans un diagramme 3D (diagramme d interaction) dont les axes représentent respectivement l effort normal N x, le moment fléchissant M y et le moment fléchissant M z. Scia Engineer offre également la possibilité à l utilisateur de réaliser des coupes verticale et horizontale dans ce diagramme 3D. L utilisateur vérifie ainsi plus facilement si le point qui correspond à la sollicitation combinée de la section se situe bien à l intérieur de l enveloppe de combinaison maximale. Contrôle contrainte-déformation Le contrôle contrainte-déformation est très différent. Il fait appel à une routine itérative afin de trouver un équilibre se basant sur les efforts internes, la section droite, les propriétés des matériaux et la disposition du ferraillage. Cette méthode ne calcul pas de valeur maximale comme pour le contrôle capacité mais trouve la répartition des contraintes dans la section correspondant à l équilibre. Le calcul fournit la hauteur de la zone comprimée, la déformation, les contraintes, les élongations et les efforts dans divers points de la section. Le contrôle contrainte-déformation fonctionne pour toute combinaison d effort normal et flexion uni- ou bi-axiale. 107 esacdt.01

109 Ferraillage pratique des éléments 2D (dalles et voiles) Conception béton Ce module permet à l utilisateur de définir une disposition d armature pratique dans une plaque ou un mur. L utilisateur introduit facilement des détails comme les diamètres, l enrobage et les distances de barres nécessaires, qui sont automatiquement insérés dans la plaque. La représentation graphique des barres d armatures 3D permet un contrôle facile et convivial des locations et des diamètres des barres. Les schémas d armature peuvent être utilisés dans un calcul de la flèche physique non-linéaire des plaques et des murs. Les schémas peuvent être modifiés comme des treillis, une série de barres ou des barres individuelles. La longueur de l ancrage peut être réglée d une manière très conviviale. Ce module est donc très facile et puissant pour la définition des schémas d armatures dans des plaques et des murs. L utilisateur définit l armature en utilisant des outils graphiques standards de Scia Engineer. Les schémas d armature ont des caractéristiques individuelles comme le diamètre, l enrobage et les distances de barres Toutes ces caractéristiques peuvent être paramétrées facilement à l aide du module esa.11. L utilisateur peut également prendre un treillis de barres de la bibliothèque des treillis d armature. La géométrie du schéma peut être définie en utilisant un Table Editor et un input direct. Les barres d armature sont utilisées dans le calcul des flèches,dépendant de la norme, dans les plaques. Basée sur le facteur de fluage et l armature, la flèche immédiate, totale et additionnelle peut être calculée en utilisant le module esas.19. Point forts 108 Définition simple et intuitive du ferraillage dans les dalles et voiles. Dessins précis, calculs détaillés et documentation du ferraillage dans les dalles. esacdt.03 Inclus dans C P E S Modules pré-requis : esacd.02.xx, esas.19.

110 Schémas des fils de précontrainte Grâce au module «Schéma des fils», l utilisateur peut modéliser rapidement et simplement un élément de béton précontraint. Les schémas des trous et des fils en section permettent de définir les fils et leurs propriétés comme la contrainte initiale, la longueur d ancrage, la zone d adhérence, le type de fil, etc. L utilisateur peut stocker les schémas des trous et des fils dans une bibliothèque pour offrir à l entreprise une solution standardisée de schémas de fils pour les éléments. Combiné au module de paramétrisation, il s agit de la meilleure solution pour la gestion quotidienne des éléments en béton précontraint. Le concept de «super-utilisateur» permet de définir l utilisateur qui conçoit et gère les schémas des fils et les différents modèles ou paramètres. L accès du simple utilisateur à l outil est ainsi limité à l emploi des modèles du «super-utilisateur», garantissant ainsi le respect des standards de l entreprise et l introduction de données correctes. La bibliothèque peut être stockée sur le serveur de l entreprise par le «super-utilisateur» et même être rendue accessible aux clients via Internet. Différentes données d une section peuvent être importées en DWG ou DXF et converties dans la nouvelle solution intégrée Scia Engineer. Conception béton L introduction des données des schémas des fils s effectue à l aide d une boîte de dialogue conviviale et adaptée aux besoins de la conception. L utilisateur visualise ainsi directement le centre de gravité de la section et de la précontrainte. Ceci facilite la conception de la précontrainte pour des sections non symétriques comme les sections en T des ponts. Le tableau des données graphiques calcule directement les données liées à la précontrainte et à la fissuration du béton lorsque l utilisateur définit le schéma des fils. Ces données comprennent le moment d inertie, la section de béton sans les fils, les modules de la section. L utilisateur peut aussi définir sans difficulté des fils ancrés ou adhérents. Les éléments courbes peuvent être précontraints en tenant compte des fonctions d adhérence. Tous les matériaux de précontrainte - câbles, fils barres, etc. - peuvent être définis. Il est dès lors possible de modéliser des structures telles que des poutres en T asymétriques, des planchers alvéolaires, des poutres en T double, des pieux de fondation, des poutres en treillis et bien d autres sections. Toutes les données introduites peuvent être visualisées et modifiées dans l interface graphique de Scia Engineer. Grâce aux paramètres d affichage, l utilisateur peut modifier l image du schéma des fils suivant les standards de l entreprise ; cette image sera stockée dans le document. D autres données sont imprimables, comme les contraintes initiales, les schémas des trous et les propriétés des fils. Ce module s utilise en combinaison avec les modules «Phases de construction», «Analyse en fonction du temps» et «Contrôle précontrainte». Ce module ne peut pas fonctionner sans le module esas.40 : Calculation de structures précontraintes. Point forts Modèles définis par l utilisateur pour le ferraillage dans des poutres en béton précontraintes/post-contraintes. Réutilisation rapide de modèles dans d autres projets. Paramétrisation des modèles de ferraillage. Possibilité de définir des plaques de toronage par un fichier dxf/dwg. Schémas de toronage assymétriques. 109 Inclus dans E Modules pré-requis : esa.00. esa.17

111 Précontrainte Conception béton 110 Câbles de post-contrainte ou câbles externes Les câbles de post-contrainte ou câbles externes permettent à l utilisateur de modéliser facilement en 3D les câbles pour barres, poteaux, parois et plaques. L utilisateur peut directement dessiner un câble interne et externe, ou baser la conception d un câble de post-contrainte sur des formes géométriques «source» standard de la bibliothèque. La géométrie source représente une partie du câble comme par exemple la partie droite de l extrémité du câble ou la partie courbée avec un rayon minimum situé au dessus de l appui ou à mi-travée. Les géométries sources peuvent être fusionnées pour définir la géométrie pratique du câble conformément aux pratiques d ingénierie classiques. Les géométries des câbles peuvent également être facilement importées à partir de fichiers XML, DWG ou DFX. Pendant la conception, comme par exemple avant le calcul, l utilisateur peut rapidement analyser les estimations des pertes pour une conception rapide et pratique. Après le calcul, toutes les données relatives à la géométrie et aux propriétés des câbles peuvent être imprimées sous une forme conviviale. En outre, toutes les propriétés (géométriques) des câbles internes et externes peuvent être paramétrées, ce qui facilite la conception rapide et facile des structures précontraintes répétitives ou standard. Point forts Définition directe de câbles post-contraints internes et externes. Import de la géométrie des câbles via DXF, DWG, XML. Export des câbles vers des programmes DAO pour la finalisation des plans. Des câbles peuvent être définis pour tous les types de structures : un pont, une dalle dans un bâtiment, une paroi ou une poutre. Les normes suivantes sont prises en charge : DIN, ÖNORM, CSN, NEN, ENV et la dernière norme EN. Le câble peut être courbé dans le plan XZ et/ou dans le plan XY. Par conséquent, l utilisateur peut modéliser presque n importe quelle structure précontrainte, avec ou sans câbles internes ou externes. L utilisateur peut définir toutes les propriétés du câble, comme l ancrage, la contrainte initiale, les propriétés de frictions, etc. De plus, il peut spécifier la méthode de précontrainte (seulement depuis le début, depuis le début et à nouveau à la fin, etc.) et le type de relaxation à court terme. Les éléments et matériaux généralement précontraints comme les câbles, les fils et les barres sont définis dans la bibliothèque de matériaux par défaut. Les tableaux de relaxation classiques sont définis par chaque norme nationale et peuvent être adaptés selon les exigences de l utilisateur ou du constructeur. Lorsque la conception du câble est terminée, l utilisateur peut exporter le câble dans un programme DAO pour finaliser le dessin. Le document de calcul reprend tous les résultats, toutes les données et toutes les propriétés du câble. Toutes les données pertinentes sont intégrées dans le document final de Scia Engineer et ne nécessitent aucune manipulation supplémentaire. L application de la post-contrainte associée au module de paramétrisation permet à l utilisateur de définir des modèles de structures post-contraintes de façon pratique et aisée sur la base d un projet ou de standards de l entreprise. Le document est toujours fidèle aux choix ou aux pratiques de l ingénieur. En outre, chaque document peut être défini séparément pour chaque intervenant externe ; un auditeur externe peut obtenir un document plus détaillé (graphiquement ou numériquement) que celui d un collègue. Tout ceci se modifie d un seul clic de souris. Ce module s utilise avec les modules «Phases de construction», «Analyse en fonction du temps» et «Contrôle précontrainte». Ce module ne fonctionne PAS sans le module esas.40 : Calcul des structures précontraintes. Cet ensemble de modules constitue la meilleure solution du moment pour le calcul des structures précontraintes et post-contraintes. esa.20 Inclus dans E Modules pré-requis : esas.00.

112 Contrôle des poutres précontraintes selon EN 1992 Le contrôle des poutres précontraintes est un module avancé destiné aux utilisateurs des modules de calcul des poutres précontraintes et des phases de construction. Les poutres peuvent être constituées de n importe quelle section et modélisées pour des projets en 2D (axes XZ) ou en 3D (axes XYZ). Le traitement des structures 2D et 3D est identique. Le module peut être utilisé avec ou sans le module d analyse en fonction du temps (TDA). La fenêtre graphique permet une vérification facile de la capacité, de la fissuration, de l effort tranchant, de la torsion, des contraintes principales et de la réponse de la section. En outre, les phases de construction peuvent être facilement prises en compte. Le développement de la résistance et de la rigidité du béton au cours du temps est également pris en compte dans le modèle. De plus, on peut effectuer le contrôle des contraintes admissibles du béton et des câbles et du cisaillement dans les joints de bétonnage. Utiliser le contrôle précontrainte L utilisateur travaille dans un environnement totalement graphique. Après le calcul d une barre précontrainte, l utilisateur peut facilement exécuter les vérifications ci-dessous pour chaque phase de construction. Par conséquent, le contrôle peut être effectué pour n importe quel instant de la vie de la structure. Le ferraillage requis peut, par exemple, être déterminé à l état limite ultime. Le calcul du ferraillage longitudinal tient compte des câbles/fils définis par l utilisateur et du ferraillage passif. Toutes les données sont clairement affichées. Le contrôle de la section (déformations, contraintes, efforts) est accessible via un onglet et reprend les efforts internes résultant de (1) la précontrainte (primaire/secondaire), (2) des charges permanentes et (3) des charges variables. Il est même possible d effectuer le contrôle de chaque câble, des fils, des armatures ou des fibres du béton. Le vieillissement du béton jeune est correctement appliqué dans le modèle ; la résistance et la rigidité du béton dépendent, par exemple, de la date de bétonnage. Les charges, les déformations, les contraintes et les efforts internes des sections chargées suivant un ou deux axes peuvent être vérifiés dans la fenêtre graphique 2D ou 3D. L état initial et l état final des contraintes, des déformations, etc. peuvent être évalués. L état initial est l état de la section dans laquelle toutes les charges permanentes et la précontrainte Point forts La combinaison des phases de construction et de l analyse en fonction du temps représente un outil unique pour l analyse des structures en béton précontraint. Accélération de la maturation par traitement thermique pendant la production. Calcul automatique des longueurs d ancrage et de transfert selon l EC. Contrôles des contraintes principales. Type et matériau des câbles, torons, fils, selon la dernière norme pren Conception béton 111 Inclus dans E Modules pré-requis : esas.27, esas.40. esacd.04.01

113 Contrôle des poutres précontraintes selon EN 1992 Conception béton ont été appliquées. L état final est l état de la section dans lequel toutes les charges (charges permanentes et charges variables incluant la précontrainte) ont été appliquées. On peut faire cette analyse suivant l EN (Bâtiments) ou l EN (Ponts). La contrainte en service dans les câbles/fils précontraints est la contrainte incluant les pertes dues au fluage, au retrait et à la relaxation. En outre, les pertes dues aux déformations élastiques de la structure sont prises en compte. Des mesures spéciales ont été prises pour le béton préfabriqué suivant le chapitre 10 de l EC2. La capacité flexionnelle de toute la barre peut être calculée pour le vecteur de moment résultant de M y et M z - le moment autour des axes Y est Z. Cette capacité peut être facilement comparée aux efforts principaux. La capacité d une section individuelle peut être vérifiée en utilisant les diagrammes d interaction de N, M y et M z. Les contraintes admissibles sont contrôlées selon le paragraphe L influence de l environnement, le ferraillage passif et l emplacement de l armature de précontrainte peuvent être vérifiés facilement pour chaque phase de construction. Les contraintes principales peuvent également être vérifiées et contrôlées suivant l EC Conclusion Le module Contrôle précontrainte EN 1992 est un outil convivial pour les ingénieurs qui doivent contrôler des poutres en béton armé ou précontraint suivant les états limites (service et ultime). La flexion droite et la flexion oblique sont traitées de manière identique. Toutes les phases de construction peuvent être facilement respectées. Le modèle tient compte également du vieillissement rhéologique (développement de la résistance et de la rigidité du béton au cours du temps). Le programme s utilise facilement et intuitivement. Grâce aux sorties graphiques, l ingénieur peut visualiser sa conception, et gagne ainsi en efficacité. Le document regénérable rassemble tous les résultats du calcul et présente un résultat graphique soigné. esacd.04.01

114 Notes 113

115 Fiche technique contrôle des dalles alvéolaires selon la norme EN 1168 Conception béton Avec Scia ODA, l utilisateur dispose d un outil à la fois rapide, convivial et très puissant pour le calcul et le contrôle des dalles alvéolaires avec ou sans ouvertures. Le module «Contrôle des dalles alvéolaires» permet à l utilisateur d effectuer, en toute facilité et rapidité, les contrôles selon les normes EN 1168 et EN Les différents contrôles incluent la division, le poinçonnement et l interaction cisaillement/ torsion. A l aide du module de section graphique, l utilisateur principal peut définir ses propres sections alvéolaires. Ce module a été développé en collaboration avec des ingénieurs spécialisés en béton préfabriqué. Par conséquent, il offre une solution efficace aux problèmes d ingénierie rencontrés au quotidien par les clients. L approche de «l utilisateur principal» permet à l ingénieur en chef de définir un modèle de calcul/de document d un projet de dalle alvéolaire dans Scia Engineer, modèle que les «utilisateurs ordinaires» peuvent ensuite utiliser dans Scia ODA ou Scia Engineer. Pour cela, il suffit aux utilisateurs ordinaires d entrer des valeurs pour les paramètres définis par l utilisateur principal, ce qui réduit considérablement les risques d erreurs ainsi que les coûts d ingénierie récurrents. La librairie de sections comprend tous les types de dalles alvéolaires composites. L utilisateur principal peut paramétriser l épaisseur du recouvrement. Ensuite, l utilisateur ordinaire sélectionne les dalles alvéolaires à calculer et leurs schémas de fils adéquats. Une fois le 114 Point forts Un outil unique pour la conception de structures en béton précontraint, en particulier en combinaison avec les phases de construction et l analyse dans le temps document regénéré, les contrôles sont effectués automatiquement, et l utilisateur peut vérifier si la dalle alvéolaire est correcte ou non. Enfin, l utilisateur (R&D) peut calculer les diagrammes charge-capacité. A l aide du module de traitement groupé, il peut calculer la travée maximale pour un modèle prédéfini de dalle alvéolaire. Il peut vérifier l influence de divers paramètres, comme la charge, la qualité du béton, le temps de chargement, le facteur de fluage ou un ensemble de schémas de fils, sur la travée maximale autorisée. esacd Modules pré-requis : esas.00.

116 Dalles à corps creux Le secteur de la construction manifeste un intérêt croissant pour les dalles à corps creux, en raison des nombreux avantages qu elles offrent. Le concept d une telle dalle est très simple. Des corps creux en matière plastique sont placés entre les ferraillages statiques supérieur et inférieur de la dalle en béton et ce, en remplacement du béton dans les zones où celui-ci ne présente aucun bénéfice structurel. Les avantages principaux de la dalle à corps creux sont les suivants : Comparée aux dalles pleines, elle réduit jusqu à 35 % le poids du plancher. Elle permet des portées nettement plus grandes. Elle libère de l espace aménageable, en réduisant le nombre de poteaux nécessaires. L ingénieur peut avoir recours aux fonctionnalités génériques disponibles dans Scia Engineer telles que les charges et combinaisons, l analyse des résultats ou encore le contrôle des déformations. En plus de celles-ci, des fonctions spéciales pour les dalles à corps creux (suivant EC-EN) sont disponibles, comme : La bibliothèque comprenant différents types de corps creux L identification automatique des zones où les dalles à corps creux peuvent être utilisées L adaptation de la rigidité Le calcul du ferraillage longitudinal et de poinçonnement Conception béton Modélisation des dalles à corps creux La modélisation des dalles à corps creux s effectue au moyen des fonctionnalités classiques de Scia Engineer. L ingénieur crée un modèle d analyse standard comprenant les charges, cas de charge, combinaisons, etc. Les cas de charge incluent généralement : 1. Poids propre et recouvrement 2. Charge permanente sur le plancher 3. Surcharge sur le plancher 4. Effets des charges de vent Les combinaisons destinées au calcul du ferraillage et des efforts internes sont les combinaisons ELU (états limites ultimes) et ELS (états limites de service) standard conformes aux Eurocodes. Conception des dalles à corps creux La conception des dalles à corps creux s effectue de la même façon que pour les dalles mixtes pleines. Elle prend en compte le poids propre réduit et la rigidité adaptée. Les corps creux (sphères) doivent être évités dans les zones où le cisaillement dépasse la résis- tance au cisaillement réduite de la dalle à corps creux. Du béton plein est utilisé dans ces zones. Il s agit principalement des endroits à proximité des poteaux et des voiles, où l effort tranchant est relativement important. Les contrôles du poinçonnement sont effectués de la même manière que pour les dalles plates pleines autour des poteaux. Le plancher peut être contrôlé au moyen des modules standard de Scia Engineer, suivant la norme BS 8110 (esacd.02.09) et les Eurocodes EN (esacd.02.01) et EN (esacd.07.01, pour la résistance au feu). La personnalisation des dalles à corps creux est implémentée suivant les prescriptions des Eurocodes. Point forts Intégration complète dans Scia Engineer Liaison avec Allplan pour les détails Bibliothèque prédéfinie de corps creux Conformité au nouvel Eurocode EN applicable Module développé en tirant parti du savoirfaire du secteur Identification automatique des zones où l emploi de dalles à corps creux est interdit Adaptation automatique de la rigidité et du poids propre des zones creuses et pleines Ferraillage de cisaillement et barres d armature pratique 115 Modules pré-requis : esas.00. esacd.11.01

117 Dalles à corps creux Conception béton 116 Corps creux Scia Engineer inclut une bibliothèque prédéfinie de corps creux. Identification des zones pour l emploi de dalles à corps creux L utilisateur peut employer les résultats courants, uz, Rz, Mx, My, Mxy, Vzx et Vzy pour analyser le plancher. Pour les dalles à corps creux, une fonction spéciale a été mise au point pour le contrôle des zones où la résistance au cisaillement des planchers à corps creux n est pas suffisante. Scia Engineer détermine ainsi automatiquement les zones dans lesquelles les dalles à corps creux ne peuvent être insérées. Des sous-régions en béton plein sont alors créées. Scia Engineer adapte le poids propre et la rigidité pour parvenir à des résultats corrects. Les plans obtenus peuvent être exportés dans un fichier DWG ou directement vers Allplan. L utilisateur peut ensuite utiliser Allplan pour organiser correctement les sphères en vue de la fabrication. Armatures Le ferraillage longitudinal de la dalle peut être conçu dans Scia Engineer (module esacd.02 nécessaire). L utilisateur peut recourir au module de calcul du ferraillage suivant la norme BS 8110 et/ ou Eurocode EN pour calculer le ferraillage dans toutes les directions. Il peut définir l enrobage, la classe environnementale et les diamètres des armatures pour chaque côté de la dalle. Les lits peuvent être stockés sous la forme d un fichier ASF. Ce format de fichier est utilisé pour l exportation du ferraillage de Scia Engineer vers Allplan. Ferraillage de cisaillement Il est possible d utiliser le module standard esacd.03 pour contrôler le poinçonnement au- dessus d un appui. Ce module est aussi optimisé pour le contrôle du poinçonnement dans les dalles à corps creux. Le module vérifie le poinçonnement au niveau de tous les périmètres requis et réalise un traçage numérique du ferraillage. Pour les dalles à corps creux, le ferraillage de cisaillement théorique peut être transformé en assemblage pratique au moyen d une série de liens. La disposition du ferraillage de poinçonnement est basée sur une interprétation pratique de l Eurocode 2. Fonctionnalités avancées Il est possible de remplacer le ferraillage calculé par un ferraillage défini par l utilisateur. Des contrôles complémentaires pour le cisaillement horizontal à l interface entre le béton préfabriqué et le béton coulé sur place sont disponibles. Le contrôle du plan de l assemblage (interface) entre le panneau préfabriqué et le recouvrement peut être effectué, selon la clause du nouvel Eurocode EN. En vue du contrôle, l utilisateur peut définir la rugosité de la partie supérieure du panneau et son épaisseur. La résistance au cisaillement horizontal est assurée par différents types de ferraillages : ferraillage de poinçonnement (première limite), treillis (seconde limite) et ferraillage autour des sphères (au-delà de la seconde limite, c est-à-dire dans la partie creuse). Les résultats de tous les contrôles peuvent être envoyés vers le Document de Scia Engineer. Interopérabilité Enfin, le modèle, ferraillage inclus, peut être envoyé vers Nemetschek Allplan, où l ingénieur peut finaliser les détails ainsi que les plans en profitant des fonctions automatisées du programme. Au bout du compte, il bénéficie d un processus extrêmement économique. esacd.11.01

118 Poutres mixtes acier-béton suivant l Eurocode EN 1994 et la norme BS5950 Le module de vérification des poutres mixtes acier-béton selon EN 1994 et BS5950 permet de concevoir des poutres mixtes et font partie intégrante du système d analyse de structures de Scia Engineer. L ingénieur structure peut avoir recours à cet outil graphique interactif pour réaliser les contrôles automatiques des contraintes, de la stabilité et de rigidité de ces poutres à l état final (mixte) et en phase de construction (non mixte). Cet outil permet également le calcul de leur résistance au feu. Il prend également en charge les aspects suivants : Calculs de l état final (mixte) et en phase de construction (non mixte) pour les états limites ELU, ELS et de résistance au feu ; Utilisation de profilés de coffrage perdu en acier standards et définis par l utilisateur ; Utilisation de dalles pleines standards ou avec jarret et de dalles alvéolaires ; Construction de poutres avec ou sans étayage ; Génération de charges de plancher pour les poutres secondaires ; Utilisation de béton de poids normal (NWC) et léger (LWC) ; Utilisation de connecteurs de cisaillement à tête, Hilti, de sections en U et de boucles. Procédure de conception La conception de poutres mixtes est définie pour les structures en acier 2D et 3D. Tous les paramètres de conception sont définis selon les standards Scia Engineer via les bibliothèques liées aux propriétés des poutres en acier, des données des dalles, des éléments 1D, etc. Les bibliothèques suivantes sont disponibles dans Scia Engineer : Treillis d armature ; Tôles profilées ; Dalles préfabriquées ; Connecteurs ; Isolations. Paramètres de conception Des étais peuvent être utilisés lors d une phase de construction pour réduire les déformations et empêcher le dépassement de la capacité de la poutre en acier avant que le béton ne devienne suffisamment résistant. Si la poutre est étayée au moment de la construction, la conception et le contrôle de la phase de construction ne sont pas nécessaires. Toutes les poutres peuvent être conçues en partant de l hypothèse que l ensemble des charges agissent sur l élément mixte à l état limite ultime. Si la poutre n est pas étayée, les contrôles en phase de construction doivent être réalisés. Une contre-flèche peut également être prévue. L utilisateur peut contrôler les vibrations du sol en définissant des limites de déformation acceptables et la limite de fréquence propre de la poutre. Types de dalles Le logiciel prend en charge les types de dalles suivants : Dalles pleines coulées sur place ; Dalles pleines avec jarret coulées sur place ; Dalles alvéolaires préfabriquées ; Tôle profilée en acier et béton coulé sur place. Connecteurs Les interactions mixtes entre la poutre en acier et la dalle en béton sont créées au moyen de connecteurs conçus et détaillés de façon adéquate. Ces connecteurs peuvent être sélectionnés dans une bibliothèque. Différents types de connecteurs sont pris en charge : goujons, sections en U, boucle et Hilti. Les poutres mixtes de l état final sont considérées comme fixées de façon continue. Les appuis ponctuels et répartis applicables pour les contrôles d une phase de construction peuvent être définis par l utilisateur sur la fibre supérieure, inférieure, sur les deux ou au centre de la poutre. Point forts Intégration dans l arborescence de conception des poutres mixtes Scia Engineer pour une analyse complète de la construction. Liaison aux contrôles acier éprouvés selon EN 1993 et BS2000 pour la phase de construction. Modes de contrôle pour vos sections de poutre choisies ou option de contrôle simple. Conceptions pour les phases de construction et finale : densité de béton sec et humide avec ou sans étaiement. Profils de tablier : choix dans la bibliothèque de produits (Royaume-Uni) ou création de sections personnalisées. Types de dalles : choix entre dalles en béton léger, dalles pleines standard ou avec jarret, et dalles préfabriquées alvéolaires. Types de connecteurs de cisaillement : bibliothèque de connecteurs à goujon, à tête, de sections en U et avec boucles. Choix de profilés en acier Scia Engineer, laminées à chaud : sections en I, RHS, SHS et sections en I préfabriquées. Conception autres materieaux 117 Modules pré-requis : esas.00. esascd / esascd.01.09

119 Poutres mixtes acier-béton suivant l Eurocode EN 1994 et la norme BS5950 Ferraillage Le treillis agit principalement comme acier antifissuration mais également comme ferraillage transversal. Le treillis supérieur améliore la résistance au cisaillement longitudinal de la dalle dans les plans verticaux, mais ne contribue pas à l aire de cisaillement autour des connecteurs. Généralement, un treillis ou des armatures inférieures ne sont pas prévus avec les tôles profilées dans la mesure où la tôle fait office de ferraillage. Si l utilisateur souhaite placer un ferraillage supplémentaire dans une dalle mixte, il doit utiliser l option Ferraillage, puisqu il s agit d un ferraillage non pratique dans ce cas précis. Résultats Résistance au feu Conception autres materieaux Charges Les charges uniformes ou imposées, le poids propre ponctuel et réparti peuvent être définis pour les phases de construction et l état final suivant les standards Scia Engineer. Les charges d une poutre peuvent être définies comme des charges surfaciques via les panneaux de charge distribuant la charge surfacique sur les poutres. Phases de conception Les phases de conception sont prises en compte et doivent être définies lorsque la fonction «mixte» est sélectionnée. Il s agit de la phase de construction (poutres en acier uniquement) et de l état final (poutres mixtes). Les charges sont définies séparément pour chaque phase. La conception de la phase de construction est prise en charge au moyen du contrôle standard suivant EN 1993 et / ou BS5950 dans Scia Engineer. Les résultats de calcul peuvent être affichés soit au moyen de la représentation graphique standard de Scia Engineer, soit dans une vue en explorateur extrêmement claire et conviviale. Ils peuvent être visualisés avec différents niveaux de détails du résumé au rapport incluant les calculs détaillés. Impressions Deux options d impression sont disponibles : détaillée ou résumé en une seule page. Les deux peuvent être prévisualisés à l écran avant l envoi du document vers l imprimante. Le document et l aperçu avant impression Scia Engineer peuvent bien entendu être personnalisés par l ajout du logo et des coordonnées de la société. Le contrôle de la résistance au feu de la section mixte peut être effectué au moyen de la fonction de conception de poutres mixtes acier-béton. L utilisateur doit alors définir une courbe de température-temps, une période de résistance au feu et des conditions d isolation. La courbe de température-temps peut être de type standard, une courbe de feu externe ou une courbe hydrocarbure. Le type d isolation thermique peut également être défini. L utilisateur peut choisir les options suivantes dans une bibliothèque standard : Nom du fabricant ; Recouvrement ; Type d isolation. 118 esascd / esascd.01.09

120 Poteaux mixtes acier-béton suivant l Eurocode EN 1994 Partout dans le monde, les poteaux mixtes constitués de tubes en acier remplis de béton sont de plus en plus utilisés dans les applications structurelles. Ce type de poteau offre de nombreux avantages, tels une résistance et une ductilité élevées, une grande capacité d absorption de l énergie et divers atouts en matière de sécurité, sans compter qu ils accélèrent la construction et permettent l emploi d assemblages simples standard. De plus, les classes de béton offrant une résistance accrue à la compression qu il est désormais possible de produire permettant de concevoir des poteaux plus élancés et donc d accroître l espace au sol. Sections de poteaux mixtes Comme l illustre le schéma ci-dessous, il est possible d effectuer des contrôles sur six types de sections mixtes laminées ou soudées. Méthodes d analyse Les contrôles d éléments mixtes peuvent être appliqués tant aux combinaisons linéaires que non linéaires. Leurs paramètres de calcul spécifiques pour les combinaisons linéaires et non linéaires sont décrits ci-dessous. Combinaison linéaire Effets du second ordre : leur applicabilité est vérifiée suivant la clause 5.2.1(3) de l EN Si ces effets sont applicables, ils sont intégrés conformément à la clause (5). Moments d imperfection de l élément : l influence des imperfections géométriques et structurelles est prise en compte via les imperfections des éléments équivalentes (comme décrit dans le tableau 6.5). Moment modifié : les moments résultant de l analyse statique linéaire sont modifiés sur la base des moments du 2nd ordre, et les moments d imperfection sont calculés comme décrit ci-dessus. Combinaison non linéaire Effets du second ordre : ces effets ne sont pas pris en compte dans les calculs non linéaires. Imperfection des éléments : si les imperfections ne sont pas prises en considération dans l analyse non linéaire, elles le sont dans le contrôle de conception comme décrit dans le tableau 6.5 ; en revanche, si elles sont prises en compte dans l analyse non linéaire, elles ne sont pas intégrées dans le contrôle de conception. Moment modifié : les moments résultant de l analyse statique non linéaire sont modifiés par l ajout des moments d imperfection si ceux ci ne sont pas intégrés dans l analyse. Contrôle axial : en cas de contrôle axial pour une combinaison non linéaire, il n y a pas de contrôle du flambement. Par conséquent, la résistance axiale est considérée comme le moment plastique de la section mixte (obtenu comme décrit à la section ci-dessous) et elle est utilisée comme le rapport entre l effort axial au niveau de section et la résistance plastique à la compression. Contrôles État limite ultime Ces contrôles s effectuent selon l Eurocode EN :2004. Les contrôles des sections de poteaux mixtes acier-béton sont basés sur la méthode simplifiée de conception applicable aux sections de poteaux prismatiques avec des sections doublement symétriques. Les contrôles sont les suivants : Résistance des éléments à la compression axiale Ce type de contrôle porte sur : La résistance plastique à la compression de la section mixte ; Le calcul de l effort normal critique élastique ; Le calcul de la rigidité flexionnelle effective ; l Influence des effets à long terme : réduction du module d élasticité du béton ; l Utilisation des courbes de flambement européennes ; Le calcul de l élancement non dimensionnel ; l Evaluation de la résistance au flambement en compression ; Le calcul du coefficient d utilisation pour la résistance à la compression axiale. Point forts Prise en charge de neuf sections dans le module. Analyse possible pour les combinaisons linéaires et non linéaires. Possibilité pour l utilisateur de créer ses propres classes de béton. Prise en charge par le module des efforts en fonction du temps par le calcul de la rigidité en flexion. Contrôle ELU portant sur l effort axial simple, la combinaison compression et flexion uniaxiale, la combinaison compression et flexion biaxiale, le cisaillement longitudinal et le cisaillement transversal. Sortie détaillée comprenant tous les calculs intermédiaires et clauses utilisées. Conception autres materieaux 119 Modules pré-requis : esas.00. esascd.02.01

121 Poteaux mixtes acier-béton suivant l Eurocode EN 1994 Conception autres materieaux Combinaison de compression et de flexion uniaxiale La résistance d un élément à l action combinée de la compression et de la flexion suivant un seul axe est évaluée au moyen d une courbe d interaction (clause ). Combinaison de compression et de flexion biaxiale La résistance d une section à l action combinée de la compression et de la flexion suivant deux axes est évaluée selon l équation 6.47 de la clause Influence du cisaillement transversal sur la résistance à la flexion L influence des efforts de cisaillement transversal sur la résistance à l effort normal et à la flexion est prise en compte pour déterminer la courbe d interaction suivant la clause (3). Résistance au cisaillement Le cisaillement longitudinal à l interface entre le béton et l acier est vérifié suivant la clause Contrôles Exposition au feu Le calcul de la résistance au feu s effectue suivant l Eurocode EN :2005. Modèles de calcul employés pour le contrôle de la résistance au feu d un poteau : Sections entièrement enrobées de béton : contrôle suivant les données du tableau 4.4. Sections partiellement enrobées de béton : équation d équilibre telle que décrite dans l annexe G. Sections creuses circulaires / rectangulaires (ou carrées) remplies de béton : méthode générale décrite dans la clause et méthode alternative décrite dans l annexe H. esascd.02.01

122 Contrôle du bois selon l EC5 Contrôle des contraintes et de la stabilité des éléments en bois selon l Eurocode 5 Le module Contrôle du bois de Scia Engineer est destiné à la conception des structures en bois. Cet outil graphique interactif permet une vérification automatique des contraintes et de la stabilité (flambement, déversement) des éléments en bois à l état limite ultime. Le module est entièrement intégré aux modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Utilisation du module Contrôle du bois La conception et le contrôle des profils en bois sont effectués dans l environnement graphique de Scia Engineer. Les barres à contrôler sont sélectionnées graphiquement à la souris ou au moyen de filtres de sélection standard. Des fonctions graphiques telles que Panoramique, Zoom +/-, Zoom Fenêtre, etc. et le libre choix d un point de vue facilitent le travail, même sur des structures complexes. Contrôle du bois EC5 Après la sélection d un élément, les résultats du contrôle s affichent immédiatement dans une nouvelle boîte de dialogue. L utilisateur peut consulter un résumé, le calcul détaillé des contraintes et de la stabilité (avec les formules correspondantes de l EC5) ou les efforts internes critiques. Toutes les données importantes d un élément donné peuvent être modifiées dans la boîte de dialogue. L effet des modifications est calculé immédiatement. L optimisation automatique des sections réduit considérablement le temps nécessaire pour sélectionner les sections considérées. L utilisateur choisit la valeur maximum du contrôle unité ainsi qu un type de section. Le programme sélectionne alors immédiatement la section la plus légère satisfaisant au contrôle pour les éléments sélectionnés. Dans le cas de sections paramétriques, l utilisateur choisit le paramètre à adapter (hauteur, largeur, etc.). Les contrôles unité sont représentés graphiquement dans la vue 3D de la structure. Les couleurs donnent un aperçu clair des parties surdimensionnées de la structure et de celles qui ne satisfont pas aux contraintes. La sortie des données numériques vers l imprimante ou vers le Document est gérée par l utilisateur. Conception autres materieaux Recherche automatique des extrêmes : cas de charge/combinaison critique, barre critique, sortie de données des barres surdimensionnées, optimales et insatisfaisantes Libre choix du format de sortie de données : Bref : les vérifications sont limitées aux contrôles unités et aux vérifications de contraintes et de stabilité Normal : ½ page avec les données principales d une barre Détaillé : 1 page par barre (avec la sortie des données des formules correspondantes de l EC). Point forts Intégration dans l interface graphique utilisateur principale. Contrôles des contraintes et de la stabilité. Sortie graphique et tabulaire. 121 Modules pré-requis : esas.00 ou esas.01. esatd.01.01

123 Contrôle du bois selon l EC5 Conception autres materieaux Parfaite intégration à l analyse structurelle Les résultats des calculs (1er ordre ou 2nd ordre) proviennent directement des modules Scia Engineer pour l analyse structurelle. Les sections sont modifiées directement sur le modèle de calcul. Les résultats sont disponibles dans le document du projet. Facilité d introduction des données Tous les coefficients importants pour le contrôle du bois selon l Eurocode 5 sont proposés par le programme et sont modifiables par l utilisateur. Données de base de l EC5 (coefficients de sécurité, classe de service, coefficients de modification,...) ; Données de flambement : longueurs de flambement, système de contreventement (noeuds déplaçables ou non),... Données de déversement : longueur de déversement ; Eléments inactifs à considérer, influence des jarrets, renforts extérieurs,... Le type de section et la qualité du bois peuvent être modifiés par l utilisateur 122 Contrôle des contraintes et de la stabilité La longueur de flambement est calculée pour chaque barre en fonction du type de contreventement (méthode de Wood). Les barres sont vérifiées suivant l Eurocode 5 : Calcul des structures en bois - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments - ENV :1993. Le contrôle des contraintes est exécuté conformément à l art : la section est vérifiée pour la traction (art ), la compression (art ), la flexion (art ), le cisaillement (art ), la torsion (art ) et la combinaison flexion, cisaillement et effort normal (art et art ). Le contrôle de la stabilité est calculé conformément à l art : la barre est vérifiée pour le flambement (art ), le déversement (art ), le voilement local (art. 5.6.) et la combinaison flexion et effort normal. Sections prises en charge Les sections suivantes peuvent être vérifiées : une section rectangulaire constituée de bois massif ou lamellé-collé. esatd.01.01

124 Conception des structures en aluminium selon la norme EN 1999 La conception des structures en aluminium selon la norme EN 1999 offre aux concepteurs un outil intégré et puissant pour concevoir et contrôler (de façon automatisée) des structures 2D et 3D. Il est possible de créer toute section graphique en la dessinant directement dans Scia Engineer ou en l important à partir de fichiers DXF, DWG ou IFC. Une section type peut aussi être extraite de la bibliothèque Scia Engineer standard. L utilisateur peut définir la section, les imperfections (courbures initiales), les soudures transversales, les données de la ZAT et se servir des outils existants, comme il le fait avec le module acier. La conception de structures en aluminium nécessite peu d apprentissage et sera maîtrisée facilement tant par les habitués du programme que par les nouveaux utilisateurs dans la mesure où son approche est similaire à celle du module acier. Les sorties peuvent être traitées selon le style Scia traditionnel. Pour l utilisation de ce module, la base de données des matériaux a été étoffée par l ajout de nouveaux matériaux. Principales fonctionnalités Environnement général Le module contrôle aluminium est implémenté de manière similaire au contrôle acier dans Scia Engineer (EC3, DIN18800, AISC ASD, AISC LRFD, etc.). Conception autres materieaux Il comprend La définition standard des données de flambement et de déversement ; Le contrôle de gauchissement standard, effectué comme un contrôle des contraintes élastiques ; La configuration standard ; Les données des éléments en aluminium (équivalentes pour les données réelles des éléments en acier) ; La définition standard des fixations contre le déversement ; La définition standard des raidisseurs ; La définition standard des diaphragmes ; Les sorties standard ; l Optimisation. Conception générale de sections (module «Section graphique») Une représentation à parois minces recouvre les sections graphiques et indique la section à analyser : l utilisateur peut définir toute forme de section. Liste des matériaux aluminium selon la norme EN 1999 L utilisateur peut définir ses propres matériaux. Configuration aluminium Le menu configuration aluminium est implémenté de la même façon que la configuration acier et contient les onglets suivants : Contrôles de barres ; Paramètres de flambement par défaut ; Point forts Solution intégrée. Version à jour de la norme EN. Zones affectées par la température, les soudures. Section quelconque importée d une DXF/ DWG/IFC. Section initiale et réduite, y compris classification de la section. 123 Modules pré-requis : esas.00. esaad.01.01

125 Conception des structures en aluminium selon la norme EN 1999 Conception autres materieaux Déformation relative ; Valeurs alternatives ; Annexe nationale. Soudures transversales Les soudures transversales affaiblissent localement un élément et peuvent donc avoir un impact considérable sur les contrôles de section/stabilité combinés. Elles peuvent être définies comme des données additionnelles. Appui pour des sections élancées et données de la ZAT Les appuis pour les sections élancées (sections de classe 4) et les données de la ZAT sont déterminés par la définition de la forme initiale et des propriétés de la section réduite. 124 Classification des sections La classification de la section est établie suivant la définition de la forme initiale. Elle est effectuée séparément pour chaque cas de charge. Paramètres de configuration Paramètres selon la norme Dans les cas où la norme permet d utiliser différentes méthodes, l utilisateur peut opter pour la méthode par défaut ou alternative. Annexes nationales La configuration aluminium prend en charge les annexes nationales. Autres fonctionnalités prises en charge par le module aluminium : LTBII LTBII est pris en charge par le module aluminium de la même façon que par le module acier. Analyse des valeurs propres pour la détermination du moment critique (Mcr) ; Analyse du 2nd ordre selon la norme - plastique / élastique ; Analyse du 2nd ordre - général. Elancement aluminium En plus des valeurs de résultat du module, les valeurs des courbures initiales appliquées e0,y et e0,z sont disponibles. Imperfections locales selon EC9 Dans les données de flambement, l introduction de courbures initiales selon l Eurocode EC9 est prise en charge. Définition manuelle du Mcr L utilisateur peut définir manuellement le moment critique d un élément. Optimisation L optimisation est prise en charge par le module aluminium de la même façon que par le module acier. Amélioration du contrôle simple Le contrôle simple prend désormais en charge le style de document Scia Engineer (composeur de tableau) et permet à l utilisateur d accéder directement aux données et coefficients de flambement de l élément. esaad.01.01

126 Conception des pieux suivant NEN 6740 Les fondations sur pieux constituent souvent la base d une structure. Les pieux sont utilisés pour la reprise des charges et leur transfert de la structure vers la ou les couches porteuses situées en sous-sol. La conception des pieux a été introduite dans Scia Engineer pour répondre aux besoins de conception optimale des fondations et d analyse plus précise de la structure. Cette fonction aide l utilisateur à déterminer le niveau de pointe de pieu nécessaire et la capacité portante à ce niveau. Ensuite, la fonction de vérification génère les courbes de tassement ELS et ELU et calcule le tassement du pieu. Le programme permet également de générer des fonctions non linéaires à partir des courbes de tassement. Ces fonctions peuvent être associées à des appuis sous la forme de ressorts non linéaires. Conception de pieux La fonction de conception de pieux est basée sur le programme MFoundation de Deltares. Le modèle avec appuis de type pieux est créé dans Scia Engineer. Une fois la structure calculée et les charges des pieux connues, les données sont envoyées à la fonction de conception des pieux, dont les résultats sont analysés à nouveau. Ces résultats incluent le niveau de pointe de pieu calculé et le diagramme de tassement. Conception des fondations Profil de sol CPT Cette nouvelle bibliothèque de Scia Engineer (similaire à MFoundation) permet de générer des profils de sol à partir des données d essais de pénétration au cône (CPT, Cone Penetration Test). Ces profils de sol sont utilisés pour la conception et la vérification des groupes de pieux. Les données d essais de pénétration au cône sont introduites sous la forme de fichiers au format GEF (Geotechnical Exchange Format, ( en ASCII)), ou téléchargées à partir d Internet, via la base de données DINO (DINO par TNO). La conception des pieux offre un accès direct et aisé à la base de données DINO au moyen de critères de recherche. De plus, l outil GEFPlotTool de Deltares peut être utilisé pour numériser les données CPT uniquement disponibles sur papier. Un outil d interprétation automatique est utilisé pour générer le profil de sol. Il utilise la fonction de contrainte de la règle norme NEN pour l interprétation, ainsi que les sols tels que définis dans NEN Les fichiers au format GEF contiennent les données CPT pertinentes : Niveau ; Coordonnées ; Qc ; Frottement ; Pression de l eau ; Valeur de frottement. La disponibilité de ces propriétés dépend du fichier GEF. Le programme identifie les données introduites et génère le profil de sol en fonction de ces données et de la règle d interprétation. Bibliothèque de sols Les types de sols et leurs propriétés sont spécifiés dans la bibliothèque de sols. La base de données de sols utilisée par le modèle NEN est intégrée dans Scia Engineer et chargée automatiquement. Point forts Conception optimale de la fondation par pieux grâce à un outil pratique et intuitif dans Scia Engineer. Interprétation des résultats CPT pour en dériver les profils de sols. Fonctions non-linéaires générées automatiquement à partir des courbes de charge-tassement pour améliorer les résultats globaux. Accès intégré à la base de données DINO CPT de TNO. Possibilité d améliorer la conception des pieux dans MFoundation grâce à l export XML. 125 esafd.01.03

127 Conception des pieux suivant NEN 6740 Bibliothèque de pieux Les pieux sont définis dans la bibliothèque de groupes de pieux et associés à des appuis. Les propriétés du pieu indiquent sa forme, son type et d autres paramètres. Conception des fondations ment et du frottement négatif. De plus, elle génère automatiquement les courbes de tassement dans la bibliothèque de groupes de pieux. Conception de groupes de pieux Cette fonction permet à l utilisateur de calculer le niveau de pointe de pieu. Le calcul s effectue uniquement pour des pieux soumis à des charges statiques ou quasi statiques entraînant des efforts de compression dans les pieux. Le calcul des efforts et des déplacements de pieux est basé sur un essai de pénétration au cône. Les tractions ou déplacements horizontaux éventuels des pieux ou groupes de pieux ne sont pas pris en compte. Ressorts non linéaires automatiques L utilisateur peut générer des appuis non linéaires à partir des courbes de tassement et les utiliser dans le calcul des interactions sol-structure. Le recalcul de la totalité de la structure au moyen de ces fonctions non linéaires améliore l ensemble des résultats, ce qui crée de «nouvelles» charges sur les pieux, grâce auxquelles la conception, la vérification et le calcul des pieux pour la structure tout entière peuvent être réexécutées à des fins d optimisation. Impressions Tous les tableaux de sortie de la conception de pieux sont disponibles dans le service Document de Scia Engineer. Les tableaux de sortie incluent les bibliothèques (données de sol, groupes de pieux et profil de sol CPT) et les résultats de la conception / vérification. 126 Vérification de groupes de pieux Cette fonction effectue tous les calculs nécessaires, tels ceux de la capacité portante, du tasse- esafd.01.03

128 Blocs de fondation suivant l Eurocode EN Le type d appui Bloc de fondation étend encore le large éventail de types d appuis dans Scia Engineer. Désormais, outre la rigidité (prise en compte sous la structure), il est également possible de contrôler la stabilité des fondations selon l Eurocode EN : calcul géotechnique, Partie 1 : règles générales, Trois contrôles distincts peuvent être effectués : Contrôle de portance Contrôle de résistance au glissement Contrôle de l excentricité En outre, un outil de conception automatique (AutoDesign) est à présent disponible pour optimiser les dimensions du bloc de fondation. Il est possible de définir la contrainte maximale provenant d un rapport géotechnique et d utiliser cette valeur pour la conception automatique. Les propriétés du bloc de fondation sont définies par : Sa géométrie ; Les propriétés du sol. Des outils sont proposés pour concevoir et optimiser un ou plusieurs blocs de fondation sélectionnés ou, via la fonction AutoDesign global, tous les blocs de fondation du modèle. Conception des fondations Combinaisons géotechniques Les ensembles B et C de la combinaison EN-ELU (STR/GEO) définie dans l EN 1990 sont prévus pour le contrôle des fondations. Une classe de résultat GEO est créée automatiquement pour le contrôle. Elle contient toutes les combinaisons de types : EN ELU (STR/GEO) ensemble B et EN-ELU (STR/GEO) ensemble C. Ce dernier est utilisé tout spécialement pour la conception géotechnique selon l approche de conception 1. Définition d un bloc de fondation Une boîte de dialogue conviviale Bloc de fondation permet de définir la géométrie et d autres propriétés des blocs de fondation. En outre, les propriétés de cette dernière sont liées à la bibliothèque de sols. Contrôle de stabilité du bloc de fondation En général, trois contrôles sont effectués : Contrôle de la capacité portante suivant l art et l annexe D de l EN La charge verticale (Vd) doit être égale ou inférieure à la capacité portante (Rd). Contrôle de résistance au glissement suivant l art de l EN La charge horizontale (Hd) doit être égale ou inférieure à la somme de la résistance au glissement (Rd) et de l effet positif de la poussée des terres sur les côtés de la fondation (Rp,d). Contrôle d excentricité suivant l art de l EN , nécessitant des précautions particulières pour les charges avec excentricités importantes. Lors du contrôle, les facteurs de sécurité et de résistance appliqués dépendent de l approche de conception choisie sur les trois disponibles dans la configuration géotechnique. L ensemble des facteurs de sécurité est extrait de cette configuration : Conception automatique (AutoDesign) Lorsqu il est utilisé pour les blocs de fondation, cet outil d optimisation permet à l utilisateur d identifier facilement la géométrie optimale du bloc de fondation. L utilisateur peut définir n importe quelle dimension d un bloc de fondation et même optimiser différents paramètres simultanément. Ce processus, que l on nomme optimisation de la sensibilité, vérifie la sensibilité de différents paramètres au contrôle. La limite maximale peut être configurée pour chacun des trois contrôles principaux. Point forts Contrôle de la stabilité et optimisation des dimensions très rapides Possibilité de contrôler tant la structure que les fondations Outil d optimisation: l AutoDesign des blocs de fondations peut être executé très rapidement. L utilisateur peut optimiser une ou plusieurs dimensions du bloc. Avec l optimisation de sensibilité, plusieurs paramètres peuvent être optimisé en même temps. Scia Engineer donne comme résultat un bloc aux dimensions géométriques optimales. L AutoDesign des semelles isolées peut être réalisé en même temps que les autres optimisations Sorties détailées des données et résultats de calcul, avec référence des articles utilisés, pouvant être intégrées au document final. Un contrôle unité peut être effectué: ceci donne le taux de travail critique des trois contrôles. 127 esafd.02.01

129 Bureaux de Nemetschek Scia Réseau de distribution Nemetschek Scia Scia dispose également d un large réseau international de distribution. Nos bureaux, agents, distributeurs, revendeurs et membres du groupe opérationnel général de Nemetschek sont présents dans de nombreux pays. Pour une liste complète, visitez notre site web : BR.0209.FR