Affectation des masses dans les logiciels de calcul

essalem alaykoum mes amis

L’analyse modale est basée sur la rigidité de la structure et la masse affectée ainsi que la position du centre de masse et de rigidité.

1. la position du centre de rigidité : détecté automatiquement par les logiciels de calcul (sap2000, etabs, staad pro, robobat, etc.) ;

2. la position du centre de masse : soit calculé manuellement, ou bien en utilisant le programme socotec - forme, ou bien en utilisant l'autocad, ou bien par section builder , etc.), et bien sur le centre de masse peut être détecté automatiquement par les logiciels de calcul cités ci-dessus ;

3. la rigidité de la structure est en fonction de la géométrie des différents éléments de la structure qui ne sont pas variable, donc les logiciels détectent aussi automatiquement la rigidité de la structure ;

4. reste la valeur des masses a affectée :


On a deux possibilités :



a. Affectation des masses manuellement ;

b. Affectation automatique des masses par ‘’from loads ‘’, c-à-d à partir des charges statiques G et Q uniformes ou surfaciques (G+%Q)





Dans ce cas les charges uniformes (G+bQ) se transforment aux charges nodales concentrées dans les différents nœuds du plancher, et par la suite se concentré dans le centre de masse….[/size]

Mais comment le logiciel calcul les masse Mx My et M/z ?![/size]

Pour les masses latérales Mx et My la masse totale concentrée dans le centre de masse est égale la somme algébriques des différentes masses nodales.

Pour la masse de rotation M/z elle est en fonction du carré de la distance du centre de masse et le nœud en question. Le logiciel donc il fait la somme des différentes masse multipliées par le carré de la distance.

Mais en réalité la fonction qui donne la masse de rotation c’est une intégrale et pas une somme en fonction des distances au carré, c-a-d, plus que la distance entre la masse nodale et le centre de masse augmente plus que l’erreur concernant surtout le mode de torsion augmente.



La solution :

Soit d’utiliser un élément diaphragm sur toute la surface du bâtiment et le déclaré comme :



Soit de calculé manuellement les valeurs de la masse relatives à chaque plancher (Mx, My et M/z) (Dans le cas des autres logiciels)


................................................................................................

Dans ce qui suit un exemple établi sur Etabs où (G=5KN, Q=2.5KN, la masse par m² = 5.5KN/m² (G+0.2Q))



- méthode d’affectation des masses à partir des charges (from loads)


Les périodes sont : -T1 = 0.58Sec - T2 = 0.56Sec - T3 = 0.50Sec[/size]





méthode d’affectation des masses manuellement ou bien par un élément diaphragme (élément diaphragme seulement pour etabs, concentration des masse dans le centre de masse manuellement est valable pour tout les logiciels)


Les périodes sont : -T1 = 0.58Sec - T2 = 0.56Sec - T3 = 0.46Sec




Enfin, l’option ‘’from loads’’ est valable seulement pour les planchers non diaphragmes (hangar en charpente par exemple, pré dalles simplement appuyées sur les poutres, etc.)



Mes amis, ce n’est pas obligatoire d’utiliser cette option ou bien celle-ci, mais il est obligatoire pour un ingénieur de chercher a comprendre de ce qui est derrière un logiciel de calcul, ensuite la décision revient à l’utilisateur en fonction de plusieurs paramètres, chaque structure est un cas….. Mais il est préférable de minimiser les erreurs de calcul le maximum possible par le choix de la bonne méthode d’affectation des masses, la modélisation des escaliers, etc.

Merci


La maîtrise de conception + un bon modèle d’éléments finis + une bonne exploitation des résultats = une étude technico-économique

merci farid,
vraiment c exceptionnel !

;)

salam
merci beaucoup mon ami farid

mon frere farid c'est formidable ton exposé je te remercie infiniment بارك الله فيك و جزاك الله خيرا

Farid pour moi tu n'es pas un simple ingenieur
exellente demonstration
Merci pour le partage de connaissances .

Bonjour farid

je vous suis trés reconnaissant FARID pour votre aide; c'est un travail trés util non seulement pour les débutants mais aussi pour ceux qui utilisient déja SAP2000, parceque à mon avis il ya beucoup d'Ingenieurs qui utilisent SAP2000 sans compréhension. Il m'ai arrivé à plusieurs reprise de poser des questions à des collégues mais malheureusement il n'arrivent pas à me donner ce que je cherche.......

Merci FARID

ibrahim74 a écrit:
... mais l’idée c’est d’inciter les ingénieurs concepteurs de présenter un document lisible exploitable et non pas un document joint comme formalité pour le contrôle et pour les différents dossiers administratifs.

L’idée aussi c’est d’inviter les ingénieurs et techniciens sur ce forum d’apporter leur collaboration et de proposer leur savoir faire et le bon sens des choses.

Excelente remarque IBrahim et que je partage avec vous et je pense qu'il y à des membres qui peuvent volantairement apporter un plus

salam farid
merci beaucoup de ta contribution ;
c'est vrai que la masse est une caractérisque qui joue un role prémordiale pour determiner les caracteristiques dynamiques d'un ouvrage .
la notion d'intégrale mathématiquemt signifie le modèle continu , si la masse est répartié , le calcul d'intégrale sera automatique .
concernant le conflit entre la sommation et intégrale , le fait que la masse sismique sera concentrée aux noeuds , signifie que le calcul dynamique se base sur la notion du modele discontinu donc le calcul du moment d'inertie massique s'effectue par sommation .
mon ami farid , quelle est l'erreur de tolerance trouvée entre les deux modèles continue et discontinu vis à vis du mode de torsion
salutation

salut rachid ;
tout dépend la géométrie de ton bâtiment, parfois c'est néglégeable et d'autre fois l'erreur est importante.
merci

heureusement le ferraillage préconisé ainsi que le coffrage contribuent à contrebalancer les effets néfastes de la concomitance des effets flexionnelles et torsionnelles .
merci farid tu es un grand monsieur

bonjour tout le monde, j'ai lu avec interet la methode d'affectation des masses expliquée par farid, et je voudrais en dire quelques mots : je travaille presque exclusivement avec le SAP2000 qui est un logiciel que je trouve exceptionnel, et j'affecte les masses de la façon suivante, calcul de "charges permanentes" + "beta"."surcharge d'exploitation" = X ; je multiplie ce X par la surface du plancher considéré (diaphragme) et je divise le tout par 9,81 (gravité) puis par le nombre de noeuds (intersection des poteaux avec les poutres), la masse obtenue sera affectée dans chaque noeud dans les deux sens x et y (horizontalement), je m'assure qu'il n' y a pas de torsion dans les deux premiers modes en visualisant start animation.
Ma question est la suivante : y'a t-il une masse à introduire dans le sens z (verticalement) ? si oui comment?
P.S: il s'adresse à farid : merci pout tout

Bonjour Mr Sator
bienvenu parmi nous
Du moment que Sap 2000 est votre outil de travail nous esperons alors beaucoup echanger avec votre experience sur ce logiciel pour apporter des réponses à certaines interrogations de nos jeunes membres dans ce domaine.
merci
La Moderation

Pour Melle console, rebonjour, en réponse à votre sollicitation (sans jeu de mots RDMien!), je suis tout à fait disposé à contribuer avec mes modestes connaissances à enrichir ce forum dont je suis fier d'en faire partie. Ceci dit, je ferai la semaine prochaine une formation en SAP2000 Ver 10, (mes analyses de structures ne se réalisaient jusqu'à présent qu'avec la version 7.44), et toutes questions seront les bienvenues car je profiterai de la formation pour les poser, évidemment je transmettrai les réponses s'il y' en a.
Je dois préciser que je suis spécialisé en Charpente Métallique, et donc que les structures en voile, béton armé, etc ne sont pas ma tasse de thé comme on dit.

bonjour sator et bienvenu au club

merci pour ton intervention concernant les masses
juste une question commen on fait pour les noeuds des poteaux d'angles et les noeuds des poteaux centraux ils ne reprennent pas la meme part de la masse du plancher???

sahitoo

ok Sator
nous comptons sur vous pour enrichir notre petite communauté de vos connaissances ...et il vous est possible de proposer des sujets pour attiser la curiosité de nos autres membres expert en la question (sap 2000)...et engager des discussions sur toutes les techniques de calcul en charpente metallique .
MErci de prendre des initiatives , ce forum est le votre

Salam Sator et bien venu parmis nous

théoriquement, chaque noeud du diaphragme prend la masse correspondante

mais avec la méhode que vous utilisée pour l'affectation des masses, un noeud de rive prend la meme masse q'un noeud intermédiaire??

c pas faut bien sure, mais c tros approché, et s'il y à une méthode plus appropriée (méthode exposée par Farid) sa sera bien

Sator a écrit:bonjour tout le monde, j'ai lu avec interet la methode d'affectation des masses expliquée par farid, et je voudrais en dire quelques mots : je travaille presque exclusivement avec le SAP2000 qui est un logiciel que je trouve exceptionnel, et j'affecte les masses de la façon suivante, calcul de "charges permanentes" + "beta"."surcharge d'exploitation" = X ; je multiplie ce X par la surface du plancher considéré (diaphragme) et je divise le tout par 9,81 (gravité) puis par le nombre de noeuds (intersection des poteaux avec les poutres), la masse obtenue sera affectée dans chaque noeud dans les deux sens x et y (horizontalement), je m'assure qu'il n' y a pas de torsion dans les deux premiers modes en visualisant start animation.
Ma question est la suivante : y'a t-il une masse à introduire dans le sens z (verticalement) ? si oui comment?
P.S: il s'adresse à farid : merci pout tout

salut
concernant la composante verticale du spectre de réponse , c'est simple , introduire un coefficient de 2/3 de la composante horizontale dans le sens -z-, c-à-d 2/3 *9.81.
on utilise la composante verticale dans les cas des consoles qui dépassent 1.5m, des poutres de grandes porté, les toitures d'un stade, etc. où la composante verticale peuvent induire des sollicitations tres importantes que celle obtenue par les composantes horizontales.
bon courage pour la formation, il faut profiter le maximum de cette formation du sap2000 surtout l'analyse dynamique.
bon chance
concernant la masse, biensur , il faut déclarer la masse dans les 3 sens, (la même valeur parceque c'est une matrice)

salut sator et bienvenu dans notre forum,
vous avez une specialité rare, il y a pas beaucoup d'ing qui maitrisent la charpente metallique, alors je vous invite a enrechir la partie de charpente met afin de profiter au max de votre eXPerience, merci encore..

:)

surtout s'il travail à BATENCO,
les ingénieurs de ce BET ont un top niveau .

merci beaucoups

bonjour à tous,
tout d'abord je remercie les personnes qui ont réagi à mon intervention en particulier farid, et je voudrais apporter les précisions suivantes : à travers plusieurs exemples que j'ai étudié, il se fait que du moment que j'utilise la méthode dynamique modale spectrale, le fait que j'affecte la masse correspondante à chaque noeud (en fonction de la surface afférente) ou alors la même masse à tout les noeuds me donne des résultats similaires.
si on veut affiner notre analyse, on n'a qu'à créer un joint à l'aide de draw special joint à +/-0,05.L suivant chaque direction à chaque plancher et affecter la totalité de la masse calculée à ce noeud, ce que je fais quand la structure est particulièrement complexe.

barak allaho fik farid ... bonne travail...