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MODÉLISATIONS ET CALCULS AUX ÉLÉMENTS FINIS DANS LE DOMAINE DU GÉNIE CIVIL

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Le site connaît actuellement quelques perturbations. En attendant son rétablissement, une version pdf est disponible ici : https://cloud.afgc.asso.fr/apps/files/?dir=/Guide%20EF%20AFGC&fileid=13120

Ce travail collaboratif élaboré par des professionnels confrontés quotidiennement à l'utilisation des méthodes des éléments finis cible les jeunes ingénieurs, récemment diplômés de l'université et ayant souvent étudié exclusivement les principes fondamentaux des calculs par éléments finis. Son objectif est de répondre à certaines questions récurrentes (telles que la taille du maillage, comment lisser les pics, ...) pour éviter certains problèmes, et préciser ce que les éléments finis ne peuvent pas faire. Le groupe de travail a préféré nommer le projet "Recommandations et Conseils" plutôt que "Guide" car le document vise à partager des applications et à discuter des éléments finis, plutôt que de créer un guide exhaustif.

Table des matières

EDITORIAL Le calcul aux éléments finis - un changement de paradigme Le mot du Conseil Scientifi...

L'édito AFGC

Thierry Kretz était président du Conseil Scientifique et Technique de l'AFGC au moment du lanceme...

Préambule

Introduction

PARTIE 1 - ÉLÉMENTS THÉORIQUES

Chapitre A. Généralités

Chapitre A. Généralités Lors du calcul d’une structure par éléments finis, le cadre des hypothès...

A1. Formulation générale pour les calculs élastiques linéaires

A1. Formulation générale pour les calculs élastiques linéaires La formulation qui n’est plus rée...

A2. Dimensionalité de la modélisation

A2. Dimensionnalité de la modélisation Il est indispensable de transformer le problème réel autr...

A3. Choix des éléments finis

A3. Choix des éléments finis Le choix de l’élément est une étape importante. L’objectif est de s...

A.4. Interaction entre la structure et son environnement

A.4. Interaction entre la structure et son environnement La prise en compte de l’interaction ent...

A.5. Estimation de la qualité de la solution numérique approchée

A.5. Estimation de la qualité de la solution numérique approchée L’écart entre la solution exact...

Chapitre B. Dynamique

Chapitre B. Dynamique Pour un certain nombre d’applications, tel que les calculs sismiques, les ...

B.1 Analyses reposant sur une recherche modale

B.1 Analyses reposant sur une recherche modale Rappel sur la notion d’oscillateur simple – Not...

B.2 Analyses reposant sur une intégration temporelle directe

B.2 Analyses reposant sur une intégration temporelle directe Les schémas d'intégration Grands...

B.3 Prise en compte de l'amortissement

B.3 Prise en compte de l'amortissement L’amortissement des amplitudes des phénomènes vibratoires...

B.4 Spécificités de l'analyse sismique

B.4 Spécificités de l'analyse sismique Réponse spectrale - Cas spécifique du séisme Le princi...

Chapitre C - Calculs statiques non-linéaires

Chapitre C - Calculs statiques non-linéaires Les calculs non-linéaires sont généralement longs :...

C.1 Les problèmes de mécanique non-linéaires

C.1 Les problèmes de mécanique non-linéaires 1) Description des non-linéarités potentielles L...

C.2 Pourquoi exécuter des calculs non-linéaires ?

C.2 Pourquoi exécuter des calculs non-linéaires ? Comme dans bien des domaines de la physique, i...

C.3 Mise en œuvre

C.3 Mise en œuvre La bonne méthode consiste toujours à procéder par étape et à ne pas introduire...

C.4 Problèmes de convergence ? Symptômes et solutions

C.4 Problèmes de convergence ? Symptômes et solutions À la différence des calculs d’élasticité l...

Chapitre D - Génie civil

Chapitre D - Génie civil D.1 Les matériaux du génie civil D.1 Les matériaux du génie civil D...

D.1 Les matériaux du génie civil

D.1 Les matériaux du génie civil Ce chapitre a pour objectif de présenter les particularités de ...

D.2 Les catégories d'éléments d'ouvrage

D.2 Les catégories d'éléments d'ouvrage On présente ici les particularités de ces éléments eu ég...

D.3 Les phases de construction

D.3 Les phases de construction Les études des phases de construction ont deux objectifs : ...

Chapitre E - Post-traitements typiques du génie civil

Chapitre E - Post-traitements typiques du génie civil Introduction La variété des quantités d...

E.1 Généralités

E.1 Généralités Les différentes grandeurs post-traitées peuvent différer très significativement ...

E.2 Grandeurs en dynamique

E.2 Grandeurs en dynamique 1) Analyses temporelles Le post-traitement des grandeurs temporell...

E.3 Cas spécifique du béton armé

E.3 Cas spécifique du béton armé 1) Aperçu des méthodes usuelles de détermination du ferrailla...

Chapitre F - Calculs géotechniques

Chapitre F - Calculs géotechniques Introduction Les méthodes classiques de conception et de d...

F.1 Aspects géométriques

F.1 Aspects géométriques L’un des atouts de la méthode des éléments finis réside dans la possibi...

F.2 Non-linéarités matérielles

F.2 Non-linéarités matérielles En géotechnique, il est très rare de pouvoir se limiter à un comp...

F.3 Interactions sol-structure

F.3 Interactions sol-structure Les ouvrages géotechniques associent souvent des couches de sol e...

F.4 Effets hydrauliques

F.4 Effets hydrauliques 1) Couplage hydromécanique Une autre particularité des calculs géotec...

F.5 Incertitudes et recommandations

F.5 Incertitudes et recommandations 1) Incertitudes Les sources d’incertitude sont nombreuses...

F.6 Aspects normatifs : Principes de l'Eurocode 7

F.6 Aspects normatifs : Principes de l'Eurocode 7 La modélisation numérique a toujours eu un lie...

F.7 Modélisation en dynamique

F.7 Modélisation en dynamique A cause de la nature continue et non-confinée des géomatériaux, le...

F.8 Échelles caractéristiques

F.8 Échelles caractéristiques Pour cadrer la discussion concernant les problèmes de la dynamique...

PARTIE 2 - ÉLÉMENTS PRATIQUES

Chapitre A. Comprendre les éléments finis

Chapitre A. Comprendre les éléments finis A.1 Que fait le logiciel dans un calcul aux éléments f...

A.1 Que fait le logiciel dans un calcul aux éléments finis? Exemple des structures à poutres.

A.1 Que fait le logiciel dans un calcul aux éléments finis? Exemple des structures à poutres. Ce...

A.2 Qu’est-ce qu’un élément fini ?

A.2 Qu’est-ce qu’un élément fini ? La détermination des efforts dans les éléments est réalisée à...

Chapitre B. Objectifs de calcul et caractéristiques nécessaires de l’outil

Chapitre B. Objectifs de calcul et caractéristiques nécessaires de l’outil La réalisation d’un m...

B. Objectifs du calcul et caractéristiques nécessaires de l’outil

B. Objectifs du calcul et caractéristiques nécessaires de l’outil La réalisation d’un modèle de ...

B.7 Organisation du calcul

B.7 Organisation du calcul C’est une étape indispensable à réaliser au démarrage de l’étude. a)...

Chapter C. Good practices to create a model

C. Bonnes pratiques pour monter un modèle Les différents niveaux d’études et la complexité assoc...

C.1 Données d’entrée et unités

C.1 Données d’entrée et unités Test pour voir si AFGC prévenue. Les données d’entrée doivent êt...

C.2 Modélisation des éléments principaux

C.2 Modélisation des éléments principaux C.2.1 Construction de la géométrie La première étape...

C.3 EF et maillage

C.3 EF et maillage C.3.1 Types d’éléments finis Avant toute chose, l'utilisateur d'un program...

C.4 Modélisation des éléments non structuraux ou des équipements

C.4 Modélisation des éléments non structuraux ou des équipements Les éléments non structuraux et...

C.5 Conditions aux limites

C.5 Conditions aux limites C.5.1 Cas général Les conditions aux limites sont déterminées par le...

C.6 Connexions – liaisons – assemblage

C.6 Connexions – liaisons – assemblage C.6.1 Relâchement des barres / ressorts / degrés de liber...

C.7 Excentrements

C.7 Excentrements La plupart des logiciels aux éléments finis proposent des options permettant d...

C.8 Sections composées (poutres/dalles)

C.8 Sections composées (poutres/dalles) Les sections composées sont constituées par l’assemblage...

C.9 Matériaux

C.9 Matériaux Le chapitre 4 de la partie 1 est dédié aux matériaux du génie civil et à leurs spé...

C.10 Comportement spécifique au cisaillement et à la torsion

C.10 Comportement spécifique au cisaillement et à la torsion De manière générale, il convient de...

C.11 Modélisation des charges

C.11 Modélisation des charges Comme expliqué dans le chapitre E, il convient de toujours vérifie...

C.12 Compléments liés aux éléments volumiques

C.12 Compléments liés aux éléments volumiques Les principes énoncés pour les modélisations en 2D...

C.13 Compléments liés aux calculs non linéaires

C.13 Compléments liés aux calculs non linéaires Le présent paragraphe traite à la fois des non-l...

C.14 Compléments liés au béton précontraint

C.14 Compléments liés au béton précontraint La modélisation fine de la précontrainte nécessite l...

C.15 Compléments liés au calcul phasé

C.15 Compléments liés au calcul phasé Le lecteur pourra se reporter également à la Partie 1 - D....

C.16 Compléments liés aux calculs dynamiques et sismiques

C.16 Compléments liés aux calculs dynamiques et sismiques Les sollicitations dynamiques engendre...

Chapitre D. Analyse et exploitation des résultats

Chapitre D. Analyse et exploitation des résultats D.1 Généralités sur les calculs numériques D....

D.1 Généralités sur les calculs numériques

D.1 Généralités sur les calculs numériques D.1.1 Temps de calcul Le temps de calcul (au sens ...

D.2 Combinaisons d’actions

D.2 Combinaisons d’actions D.2.1 Combinaisons et enveloppes Rappelons qu'utiliser une combina...

D.3 Exploitation des résultats

D.3 Exploitation des résultats D.3.1 Contraintes/déformations ou efforts internes L’important...

D.4 Validations réglementaires : comportement en béton armé des éléments

D.4 Validations réglementaires : comportement en béton armé des éléments D.4.1 Cartographies d...

D.5 Comprendre et analyser les pics (cas du béton)

D.5 Comprendre et analyser les pics (cas du béton) Le lissage dont il est question dans le prése...

D.6 Comprendre et analyser les pics (cas d’un assemblage métallique)

D.6 Comprendre et analyser les pics (cas d’un assemblage métallique) Les résultats d’un calcul r...

D.7 Compléments spécifiques pour les calculs dynamiques

D.7 Compléments spécifiques pour les calculs dynamiques D.7.1 Vérification de la masse totale ...

Chapitre E. Comment assurer la qualité ?

Chapitre E. Comment assurer la qualité ? Nous proposons ci-dessous quelques conseils simples pou...

E.1 Prise en main d’un nouveau logiciel

E.1 Prise en main d’un nouveau logiciel Nous proposons ci-dessous quelques conseils simples pour...

E.2 Validation d’un modèle par autocontrôle

E.2 Validation d’un modèle par autocontrôle Avant d’exploiter les résultats du modèle, il convie...

E.3 Traçabilité et travail à plusieurs

E.3 Traçabilité et travail à plusieurs S’il existe des projets où un seul ingénieur assurera l’e...

Chapitre F. Comment bien présenter la note de calcul aux éléments finis ?

Chapitre F. Comment bien présenter la note de calcul aux éléments finis ? Le présent paragraphe ...

F. Comment bien présenter la note de calcul aux éléments finis ?

F. Comment bien présenter la note de calcul aux éléments finis ? Le présent paragraphe fournit l...

PARTIE 3 - EXEMPLES DE CAS D'ÉTUDE COMPLETS

BIBLIOGRAPHIE

SUIVI DES AJOUTS ET MODIFICATIONS