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Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale

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il y a 9 mois 3 semaines #1 par Arthur pedron
Arthur pedron a créé le sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
Bonjour,

Cela fait quelque temps que je cherche une manière efficace de calculer des bâtiments bois plus ou moins complexe avec la méthode nodale spectrale mais je me retrouve toujours confronté au même problème.

Tout ce que j’ai lu dans les normes et les livres me demande une mobilisation de masse de 90% avec une fréquence à 25HZ. Sur un bâtiment 100% bois il m’est impossible d’atteindre de telle fréquences, je tourne plutôt autour des 5 à 10Hz avec des mobilisations de masse entre 40 et 60%.

Par ailleurs, dans l'eurocode 8 Chap 4.3.3.3.1(5), on nous indique que si les conditions de mobilisation de masses ne peuvent pas être respectées (Chap 4.3.3.3.1(3)) il est possible de s'en affranchir en respectant deux conditions qui me semble bien trop simples :
- Nombre de mode supérieur à 3 x racine(nombre étage). Soit 3 modes pour un R+1
- Periode de vibration inférieure à 0,2s (soit 5Hz)

Du coup sur des bâtiments avec des formes irrégulières, je ne peux pas utiliser la méthode des forces latérale, ni une analyse nodale spectrale…

Je me demande du coup comment est-on censé justifier les bâtiments bois.

Merci d'avance pour vos réflexions sur le sujet.

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il y a 9 mois 3 semaines #2 par lemagorou
lemagorou a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
bonjour,

votre lecture des textes est erronée !

Lorsqu'une structure est régulière en élévation (rapport raideur/masse évoluant peu de niveaux en niveaux), alors on peut considérer que le mode principale est une oscillation d'ensemble assimilable à un pendule à 1 ddl et que cette oscillation mobilise à elle seule 90% de la masse totale (masse modale = 90% de la masse réelle). Dans ce cas, en faisant l'analyse avec cet unique mode, cela suffit et on peut le traiter simplement de manière analytique par la méthode des forces latérales équivalentes.

Dans le cas où la structure n'est pas suffisamment régulière en élévation OU tout simplement parce qu'on veut utiliser l'analyse modale (qui peut le plus peut le moins), on doit s'assurer que l'on va travailler avec tous les modes "préjudiciables", c'est-à-dire que l'on va mobiliser au moins 90% de la masse de l'ouvrage (car les efforts = masse x accélération).
Or, chaque mode est associé à une déformée et donc une masse modale (% de la masse réelle mis en mouvement par ce mode).

L'objectif d'une analyse modale est d'ensuite "superposer" les modes retenus. Pour pouvoir dire si on a retenu suffisamment de modes, la règle est que le cumul des masses modales des modes inférieurs à 25Hz atteigne 90%. On ne cherche pas les modes à 25Hz !!! Cette limite est fixée par le fait que les modes à haute fréquence ne mobilisent pas assez de masse (en général moins de 5%) et donc ne nous intéressent pas !

Les prescriptions de l'EC8 sont d'ailleurs :
· la somme des masses modales effectives pour les modes considérés atteint au moins 90 % de la masse totale de la structure ;
· tous les modes dont la masse modale effective est supérieure à 5 % de la masse totale sont pris en compte.

De plus, sur des ouvrages irréguliers en plan, il peut y avoir que des modes locaux et pas vraiment de modes globaux qui font qu'il n'est pas toujours possible d'atteindre les 90%. Par exemple, dans un bâtiment en L, si vous n'avez que l'une des 2 ailes qui bougent dans un sens donné. En effet, plus on "montent" en fréquence, plus la masse modale diminue. Dans ce cas, on utilise le critère que vous citez pour définir le nombre de modes à retenir. Attention, n est le nombre de niveaux ! pas le nombre d'étages !

Enfin, dernier commentaire :

L'irrégularité en plan n’empêche pas l'utilisation de la méthode des forces latérales !! L'irrégularité en plan impose seulement alors d'être capable de prendre en compte les effets de torsion et redistribuer les efforts sur les contreventements dans les 2 directions (c'est ce qui est appelé modèle spatial dans l'EC8 mais qui peut être fait de manière analytique, pas forcément avec un modèle 3D) !! C'est l'irrégularité en élévation qui est un problème, voir mon commentaire en introduction du message.

Quand à l'analyse modale, elle peut être utilisée dans tous les cas. Mais il faut alors prendre le bon coefficient q (nominale ou minoré si irrégularité en élévation) Ci-dessous les règles :

cordialement,
L. LeMagorou
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il y a 9 mois 3 semaines #3 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
Bonjour,
Tout d'abord un grand merci pour cette réponse et pour le temps que vous avez pris pour la rédiger.
Je comprend du coup mieux la différence entre ces deux techniques d'analyse.

Je me concentre vraiment sur l'analyse nodale ("qui peut le plus peut le moins")
De ce que je comprend, la fréquence de mes modes tournant entre 0 et 10 Hz n'est pas un problème en soit. Le problème qu'il me reste est la mobilisation de la masse. Je peine à atteindre les 60% (même avec 150 modes) et donc je suis encore très loin des 90% demandés (et cela sur la plupart de mes modélisations).
Est il possible de monter le nombre de mode à des chiffres atteignant les 200 ou plus. Ou est ce que le problème vient de la modélisation elle même.
Je suis en train de me pencher sur la possibilité d'utilisation des Pseudos Modes mais pour cela il faut que j'atteigne les 70% de masse mobilisée nécessaire.

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il y a 9 mois 3 semaines #4 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
Pour vous donner un exemple, j'ai rapidement fait une boite bois sur robot 2015. Les murs sont modélisés avec les montants et les panneaux CVT sont assimilés à des plaques en matériaux OSB et dont le module de young sera changé afin d'avoir une déformé conforme à un panneaux OSB classique.
Dans ce cas, une fois le calcul lancé, les masses mobilisé pour 60 modes sont encore très faible.
Merci d'avance
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il y a 9 mois 3 semaines #5 par lemagorou
lemagorou a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
En général, au-delà de 10 / 15 modes (par direction) cela ne sert à rien dans les ouvrages courants. A partir du moment où vous n'avez plus que des modes à moins de 1 ou 2% de masse modale, STOP ! Meme si vous n'avez que 60/70% de masse modale cumulée, c'est simplement que votre structure n'a quasiment pas de mode global significatif.

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il y a 9 mois 3 semaines #6 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
Mais du coup, si je n'ai que 60% de masse mobilisés. Mon calcul ne respect pas les normes... Je ne peux donc pas utiliser ses résultats?

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il y a 9 mois 3 semaines - il y a 9 mois 3 semaines #7 par lemagorou
lemagorou a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
J'ai ouvert votre fichier. Compte tenu de la forme, c'est tres surprenant ! Vous devriez avoir beaucoup plus de masse dès le 1er mode. Il y a je pense un probleme de modélisation mais je ne maitrise pas ROBOT pour en dire plus.

Le 90% n'est pas une obligation ! (cette clause est une recommandation, pas un principe !) C'est un objectif. Il y a des structures pour lesquelles on ne l'atteint pas.
Mais dans votre cas, il y a un souci. Avez-bien bien mis TOUTES les masses (toiture ?)

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il y a 9 mois 3 semaines #8 par lemagorou
lemagorou a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
je veux dire :
quand vous mettez des charges permanentes dans votre modèle, vous ne mettez pas des masses !! Vous mettez des efforts sur votre modèle éléments finis. Je ne sais pas si ROBOT "transforme" ensuite ces charges en masses pour l'analyse modale !!

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il y a 9 mois 3 semaines #9 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
Du coup je vais essayer de perfectionner la modélisation, mais avec une modélisation en barres ( barre de CVT avec relâchement élastique en x pour faire les croix de CVT à la place des panneaux) le resultat est sensiblement pareil.
Mais du coup si nous ne somme pas obligé d'allé jusqu'à 90%, a quoi nous servent les Pseudos Modes?

Merci encore

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il y a 9 mois 3 semaines #10 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
En effet Robot nous demande de choisir un cas de chargement qu'il transformera en masse. dans ce cas j'ai simplement transformé les charges permanentes, pas celle d'exploitation ou de neige.

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il y a 9 mois 3 semaines #11 par lemagorou
lemagorou a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
comme les efforts = masse x accélération, il faut mobiliser le plus de masse possible !
90% est l'objectif à atteindre (mais toutes les structures ne l'atteignent pas forcément, mais c'est rare, d'où mon interrogation sur votre cas)

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il y a 9 mois 3 semaines #12 par Arthur pedron
Arthur pedron a répondu au sujet : Mobilisation des masses sur analyse nodale spectrale
bon du coup je vais vraiment me pencher sur la modélisation. Après avoir récupérer des note de calcul d'autre BE, j'ai observé que souvent il s se retrouvait bloqué à 60%
Mais si 90% n'est pas obligatoire, dans ce cas quel est l’intérêt d'utiliser des pseudos modes qui sont extrêmement défavorable. Si je mobilise 60% de masse je vais devoir attribuer un facteur de 100/60=1,7 à tous mes résultats ...

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