Charges roulantes

L’option de définition des charges roulantes vous permet d’analyser la structure à laquelle les charges roulantes sont appliquées. La charge roulante peut être définie par n'importe quelle combinaison de forces (la définition des charges provenant des convois peut contenir des charges concentrées, des charges linéaires et des charges surfaciques). Le cas de charge roulante permet d’effectuer l’analyse de la structure soumise à la charge par le jeu de forces qui se déplace suivant le chemin donné.

L’option est disponible :

• par un clic sur le menu Chargements > Charges spéciales > Roulantes
• par un clic sur .

Les charges roulantes sont définies par la description du convoi et de sa route sur la structure. Le convoi est un ensemble de forces à directions, valeurs et positions données. Pour chaque pas, le convoi est déplacé d’une position vers la position suivante ; l’ensemble de forces appliquées aux éléments est créé pour chaque position. Par conséquent, le cas de charge roulante est considéré comme un ensemble de plusieurs cas de charge statiques (un cas de charge pour chaque position du convoi).

La partie supérieure de la boîte de dialogue regroupe les icônes suivantes :

•  : ajoute un nouveau type de convoi (Nouveau convoi).
•  : supprime le type de convoi sélectionné de la liste active.
• , , et - affiche la liste des convois actifs à l'aide de grandes icônes, petites icônes, liste abrégée ou liste détaillée.
•  : supprime de la liste active tous les types de convois qui n'appartiennent pas à une structure.
•  : ouvre la boîte de dialogue Gestionnaire de caractéristiques.

La procédure de définition du cas de charge roulante pour la structure étudiée peut être divisée en quelques étapes :

1. La définition (Définition d'un nouveau convoi) et la sélection du convoi qui sollicitera la structure. Pour sélectionner le convoi, mettez-le en surbrillance sur la liste de types de convois actifs
2. Définissez un cas de charge roulante.

   Pour définir un cas de charge roulante, saisissez son numéro et son nom. Un clic sur le bouton Nouveau entraîne la création d’un nouveau cas de charge roulante.

3. Définissez la route du convoi.

   Pour définir la route du convoi, cliquez sur le bouton Définir, qui ouvre la boîte de dialogue Polyligne - contour. Un clic sur le bouton Paramètres ouvre une boîte de dialogue supplémentaire dans laquelle vous pourrez définir les paramètres de la route (multiplicateurs pour les charges appartenant à une charge roulante, etc.).

   Les deux paramètres suivants définissent un déplacement de charge :

   • Pas - indique la valeur du pas pris pour le mouvement du convoi. Les unités de longueur actuelles sont utilisées.

   • Direction de la charge - indique la direction des efforts définissant le convoi. La direction est définie à l'aide de la valeur des composants du vecteur qui définit la direction de la force décrivant le convoi. (Selon le type de structure et les degrés de liberté admis, certains composants doivent être égaux à 0).
4. définition du plan de l’application de la charge ; Cette option décrit la méthode suivant laquelle les efforts définissant les convois sont distribués sur la structure. Deux situations sont possibles :
   • Automatique : les efforts sont distribués de façon automatique sur les éléments les plus proches pris entre tous les éléments de la structure.
   • Sélection : les efforts seront appliqués seulement aux éléments les plus proches (ou aux nœuds appartenant à ces éléments) pris dans la <liste_d_éléments> dans la partie inférieure droite de la boîte de dialogue. Si l’option Prendre en compte les dimensions du convoi est active, le logiciel définit la sélection des barres sur lesquelles il générera la charge due aux forces du convoi. Cette sélection est déterminée par les dimensions du contour du convoi : b - largeur, distances d1, d2 entre la charge et le contour du convoi à partir de l'avant et de l'arrière, respectivement. (Les paramètres du contour du convoi sont déterminés pour chaque convoi avec la définition d’un jeu de charges dans la boîte de dialogue Définition du convoi.)

Dans la partie inférieure droite de la boîte de dialogue se trouve l’option Prendre en compte le contour de la dalle. Elle prend en compte la répartition des forces dues au convoi, supposées par l’utilisateur dans l’analyse des charges roulantes, sur les barres pour plusieurs types de structures. (Elle prend en compte les charges dues à une partie de convoi qui s'étend en dehors du contour transportant la charge.) Les charges d'un grillage de pont en sont un exemple typique. (cf. la figure ci-dessous).

Si l’option Prendre en compte le contour de la dalle est désactivée, le jeu de forces dues au convoi sera appliqué aux barres à partir de la première position du convoi. Si l'option Prendre en compte le contour de la dalle est sélectionnée, vous pouvez définir une limite géométrique qui détermine les forces des composants du convoi qui doivent être appliquées aux barres. Cette restriction peut être définie à l'aide d'un objet, tel qu'un panneau latéral sans épaisseur. La génération des charges sur barres prend en compte la position de chaque composante des forces ; si une force est située hors le contour de la dalle, elle n’est pas appliquée aux barres.

Le champ d’édition sert à définir le numéro de l’objet décrivant le contour de la dalle. En cliquant sur le bouton Définir, vous ouvrez la boîte de dialogue servant à définir une polyligne-contour avec l’option Face sélectionnée.

Remarque : En cas de charge linéaire ou surfacique définissant le convoi, l’application des barres est déterminée par la position d’un point simple par rapport auquel on définit la disposition des lignes ou des surfaces.

Remarque : L’option Automatique est un paramètre du cas de charge roulante. L’attention est attirée sur le fait que le générateur des charges pour le cas de charge roulante applique la charge directement aux éléments finis (et pas aux panneaux qui contiennent les éléments finis). Si le convoi contient p. ex. la définition de la charge sur contour, la conversion des composants de la charge roulante ne sera pas correcte parce que la charge sur contour n’est pas appliquée à aucun panneau. Afin d’éviter une telle situation, il faut sélectionner l’option Sélectionner et indiquer manuellement les barres/panneaux qui seront sollicités par la charge roulante.

Lors de la génération des charges sur barres dues au convoi, Robot prend en compte toutes les barres ou la sélection définie dans la liste Plan de l’application - sélectionner. Ces barres sont projetées sur le plan défini par le segment de la route de la polyligne et du vecteur perpendiculaire à celui défini par l’utilisateur en tant que Direction de la charge. Si vous activez l’option Prendre en compte les dimensions du convoi, le contour du convoi est défini sur le plan de projection et la sélection sur la projection des barres est réduite aux barres qui sont contenues ou traversées par le contour du convoi. Une telle limitation de la sélection des barres sur lesquelles on génère les charges dues au convoi peut être utile dans les cas où la recherche automatique des barres pourrait poser des problèmes.

Un clic sur le bouton Appliquer crée un nouveau cas de charge roulante à paramètres définis dans la boîte de dialogue ci-dessus.

La route du convoi, le convoi même, les éléments sollicités par le convoi et le jeu de charges peuvent être affichés après les calculs de la structure (option Affichage).

Les résultats obtenus pour le cas de charge roulante peuvent être affichés de deux façons. La première méthode vous permet d'afficher les résultats d'un cas de charge statique pour une position de charge roulante. Certaines options vous permettent de modifier la position de la charge roulante. Vous pouvez déplacer la charge pas à pas ou exploiter l’animation du convoi et des résultats pour la charge roulante. La seconde méthode consiste à afficher les modifications de la valeur sélectionnée dans le point donné lors du déplacement de la charge, c’est-à-dire à afficher les lignes de l’influence de la grandeur sélectionnée.

REMARQUES relatives à l’utilisation des charges roulantes pour les différents types de structures :

• Structures à barres

  Pour les structures à barres (portique, treillis, grillage), il est possible d’appliquer les charges dues aux convois définis en utilisant les charges ponctuelles et linéaires. Les forces concentrées sont appliquées comme forces sur barres. Dans le cas où la force concentrée n’est pas appliquée directement à la barre, Robot utilise un algorithme de répartition de la charge sur les barres les plus proches. La force linéaire est remplacée par 10 forces concentrées sur la longueur de la charge linéaire.

  Pour les structures à barres, il est impossible d’utiliser les convois définis en utilisant les charges surfaciques.

• Structures de type plaque-coque

  Pour les structures de surface (plaques et coques), vous pouvez utiliser tous les types de convois (définis à l'aide de charges concentrées, linéaires ou surfaciques). La force concentrée est appliquée en tant que charge géométrique à un point, aux éléments surfaciques et est résolue sur les éléments de barre. La force linéaire est appliquée en tant que charge linéaire géométrique aux éléments surfaciques. Elle n'est pas appliquée aux barres. La force de surface est appliquée en tant que charge de contour géométrique aux éléments de surface. En utilisant ce type de charge, il faut attirer l’attention sur la position de l’application de la charge par contour, car elle est générée sur chaque panneau inclus dans la projection du contour. Pour appliquer ce type de charge seulement aux panneaux sélectionnés, utilisez les options de sélection lors de la définition du cas de charge roulante.

• Structures de type barre-coque

  Pour les structures mixtes (barres-coques), les charges linéaires et surfaciques sont appliquées seulement aux éléments surfaciques. Pour appliquer la charge due au convoi directement sur les barres, il faut utiliser les forces concentrées dans la définition du convoi.

Remarque :

Pour les structures de type coque et barre-coque, l'application des charges roulantes à la surface est toujours effectuée par le biais d'éléments finis sur le panneau, même si son modèle de calcul du panneau suppose une répartition simplifiée des charges (par exemple, pour le type de modèle de calcul du panneau « Dalle de tablier unidirectionnelle »). De même, pour les panneaux avec maillage EF, vous devez vous attendre aux mêmes résultats, quels que soient les paramètres de « transfert de charge » dans le modèle de calcul du panneau.

Pour les objets planaires sans maillage d’éléments finis (panneaux de murs-rideaux ou bardages), les charges roulantes sont appliquées selon les règles similaires à celles décrites ci-dessus.