Analyse du bâtiment

Après avoir modélisé votre structure et défini les paramètres et les charges à appliquer, vous pouvez lancer l’analyse 3D de l’ensemble du bâtiment.

Pour lancer l’analyse, allez dans le ruban supérieur Analyse > cliquez sur "Analyse du bâtiment" pour ouvrir le formulaire d’analyse.

1. Si aucune analyse n’a été effectuée, une croix rouge s’affiche à côté de l’icône Analyse du bâtiment
2. Si l’analyse est terminée, une coche verte s’affiche à côté de l’icône Analyse du bâtiment. La Date de l’analyse affiche aussi l’horodatage.

Les fonctions et options sont détaillées dans les sections suivantes.

Vérification du modèle du bâtiment

Avant l’analyse du bâtiment, utilisez le bouton "Vérification du modèle du bâtiment" pour une dernière vérification du modèle créé. Cette vérification met en évidence les erreurs courantes du modèle.

Il est même recommandé d’exécuter la "Vérification du modèle du bâtiment" au fur et à mesure de la modélisation. Les problèmes sont ainsi repérés tôt. Les erreurs ne sont pas propagées ni copiées vers d’autres zones ou d’autres étages.

Pour plus de détails, consultez l’article principal : Vérification du modèle du bâtiment

Lancer l’analyse du bâtiment

Dans la boîte de dialogue Analyse du bâtiment, allez dans l’onglet Analyse > cliquez sur "Analyse du bâtiment" pour démarrer l’analyse.

Une analyse statique linéaire élastique est effectuée pour chaque cas de charge non phasé défini. Une analyse par phases de construction est effectuée pour chaque cas de charge phasé.

Les résultats des cas de charge phasés et non phasés peuvent être examinés dans la vue Modèle analytique.

Les combinaisons phasées et non phasées servent toutes deux au calcul.

Options de calcul des éléments

Lorsque vous appuyez sur le bouton Analyse du bâtiment, la boîte de dialogue des options de calcul apparaît :

Cochez ces cases pour que le programme lance automatiquement le calcul par lots des éléments après l’analyse.

Resélectionner les armatures des éléments en béton armé

Les armatures déjà calculées sont vérifiées avec les derniers résultats d’analyse. Cochez l’option de resélection des armatures pour que le programme tente de calculer de nouvelles armatures avec ces résultats.

Nous recommandons de ne pas calculer les éléments de cette façon aux premières étapes. Les résultats doivent d’abord être vérifiés et jugés corrects et raisonnables. Si les résultats d’analyse sont douteux, le calcul sera lui aussi erroné.

De plus, le calcul par lots n’indique pas quels éléments sont validés ou en échec. Pour les grands modèles, le calcul sera long. Il est alors bien plus souple et efficace de calculer les éléments par lots via la boîte de dialogue distincte de calcul des éléments, dans l’onglet Calcul.

Lancer l’analyse des valeurs propres

Une “Analyse des valeurs propres” peut être effectuée avec l’analyse du bâtiment. Elle calcule les fréquences propres et les déformées modales, qui dépendent de la masse des étages et de la raideur du modèle. Aucune charge n’est utilisée dans cette analyse. Ses résultats peuvent être utiles si des essais en soufflerie sont requis.

Si un code sismique est sélectionné, l’Analyse des valeurs propres est effectuée automatiquement. Les fréquences propres et les déformées modales font partie intégrante de l’analyse et du calcul sismiques. Cette option est donc masquée.

Une fois l’analyse terminée, allez dans l’onglet Rapports > cliquez sur Résultats des valeurs propres pour générer le rapport.

Contrôler la masse des étages pour l’analyse des valeurs propres

Si aucun code sismique n’est sélectionné, la masse des étages pour l’analyse des valeurs propres repose toujours sur la charge permanente G seule (sans charge d’exploitation Q).

Si un code sismique est sélectionné, cette masse repose toujours sur la charge permanente G plus une fraction de la charge d’exploitation Q, soit :

1. Poids de l’étage = G+nQ : où "n" est généralement appelé facteur de participation ou facteur de présence simultanée.
2. Ce facteur est défini pour chaque étage dans le menu Modifier l’étage, dans la colonne "Présence simultanée". Ce champ n’est visible que si un code sismique est sélectionné. L’exemple ci-dessous correspond au code sismique Eurocode 8.
3. 

Les composantes G et Q de la masse ou du poids de l’étage peuvent provenir des Charges de poutres décomposées ou des Charges de dalles non décomposées. Le choix se fait dans le menu Analyse du bâtiment > onglet Options du modèle > onglet Paramètres > Calculs du poids des étages et du centre de gravité :

1. Si toutes les dalles transmettent leurs charges aux poutres ou aux voiles, les deux choix donnent une masse ou un poids similaire.
2. Ce n’est souvent pas le cas pour les modèles en plancher-dalle. La masse obtenue avec l’option charges de poutres décomposées est probablement bien inférieure à celle de l’option charges de dalles non décomposées.
3. Pour ces modèles, il est important de toujours sélectionner cette dernière option, Utiliser les charges de dalles non décomposées.

Raideur du modèle pour l’analyse des valeurs propres

L’ingénieur doit utiliser des caractéristiques de section adaptées à l’analyse des valeurs propres. Pour les poteaux et les voiles, cela peut nécessiter des ajustements globaux de raideur pour modéliser des sections fissurées. Le code ACI peut fournir des indications à ce sujet. Ces ajustements se font dans le tableau Facteurs de raideur effective des matériaux et des sections du formulaire Analyse du bâtiment.

Contrôler le nombre de déformées modales requis

Ces paramètres se définissent dans l’onglet Chargement latéral de la boîte de dialogue "Analyse du bâtiment" > "Centre des paramètres".

Résultats graphiques

Pour visualiser une déformée modale, ouvrez la vue Modèle analytique après l’analyse du bâtiment.

Allez dans l’onglet Analyse > Modèle analytique > Modèle d’analyse du bâtiment (voir ci-dessous)

La vue Modèle analytique est créée comme ci-dessous pour le modèle du guide de démarrage rapide.

1. Dans l’onglet Résultats, vérifiez que Déplacement est activé.
2. Cliquez sur Animation pour visualiser clairement le mode de vibration du bâtiment.
   
3. Cliquez sur " + Augmenter l’échelle " ou "Échelle auto" si la vibration n’est pas visuellement significative.
   
4. Sélectionnez Déformées modales dans le volet de droite.
   

Ci-dessous, l’animation des 3 premiers modes :

Résultats numériques

Les résultats numériques de l’analyse (fréquences et masses participantes) sont accessibles depuis l’onglet Rapport > bouton “Rapport des résultats de valeurs propres”.

Afficher le modèle analytique avant l’analyse

Cette option permet de contrôler le modèle analytique avant la suite de l’analyse. Celle-ci détermine ensuite les efforts dans les éléments, ainsi que d’autres résultats comme les flèches et les données de calcul.

Le modèle 3D que vous avez créé est un modèle physique, affiché avec les dimensions réelles des éléments. L’analyse convertit le modèle physique en modèle analytique (illustré ci-dessous).

Le modèle analytique est un modèle filaire suivant les lignes de centre. Pour que les éléments soient bien reliés, le filaire analytique doit aboutir à un nœud commun. Les nœuds sont des points d’insertion créés aux intersections des axes.

Cette option permet de vérifier rapidement la validité du modèle analytique. Vous évitez de perdre du temps avec une analyse longue à terminer. Si le modèle analytique présente des problèmes, arrêtez l’analyse en cliquant sur "Annuler" dans l’aperçu du modèle analytique. Retournez ensuite au modèle pour effectuer les corrections.

Actualiser les informations de connectivité de tous les éléments

Cette option actualise ou régénère les données de connectivité des éléments avant l’analyse. Nous recommandons vivement de la laisser cochée par défaut.

Enregistrer les résultats des poteaux/voiles de fondation pour le calcul des fondations combinées multi-blocs

Cette option garantit l’enregistrement correct des résultats des poteaux et des voiles de fondation pour le calcul des fondations combinées multi-blocs. Pour plus de détails, consultez : Gestionnaire de modèles liés avec exemples

Rapport de comparaison des charges axiales

Une fois l’analyse du bâtiment terminée avec succès, vous pouvez générer le Rapport de comparaison des charges axiales. Ce rapport vérifie le total des charges permanentes et d’exploitation appliquées au bâtiment. Il permet aussi de contrôler que :

1. les charges des dalles sont correctement réparties sur les éléments porteurs
2. la charge gravitaire appliquée correspond à la réaction verticale totale de l’analyse du bâtiment
3. la charge gravitaire appliquée correspond à la réaction verticale totale de la descente de charges EF

Ce rapport totalise les charges permanentes et d’exploitation appliquées à chaque étage. Il affiche les efforts axiaux dans les poteaux et les voiles de contreventement. Ces valeurs doivent concorder dans une limite de tolérance (5 % par défaut). Dans le cas contraire, des charges sont peut-être perdues à cause d’une erreur de modélisation. Il faut alors rechercher la cause de l’écart.

Tableau 1 : CHARGES TOTALES (basées sur la dalle) est la somme des charges permanentes et d’exploitation de tous les éléments. Les charges de dalle ne sont pas encore réparties ni calculées sur la poutre. Vous pouvez la considérer comme le poids d’entrée de la structure.

Tableau 2 : CHARGES TOTALES (après décomposition sur les poutres) intègre la répartition des charges de dalle sur les poutres, selon la méthode des lignes de rupture ou la décomposition par EF. La charge de poutre inclut désormais les charges de dalle (la colonne dalle affiche donc des valeurs nulles).

Tableau 3 : CHARGES AXIALES DES POTEAUX ET VOILES (ANALYSE DU BÂTIMENT) totalise les charges axiales réelles des poteaux et des voiles après l’analyse du bâtiment (pour un modèle poutres-dalles classique).

Tableau 4 : CHARGES AXIALES DES POTEAUX/VOILES (ANALYSE PAR ÉLÉMENTS FINIS) totalise les charges réelles des poteaux et des voiles après la descente de charges par éléments finis, de l’étage supérieur à l’étage inférieur (requise pour les modèles en plancher-dalle).

Pour un modèle poutres-dalles (toutes les dalles correctement supportées par des poutres), effectuez les contrôles suivants :

1. Vérifiez que les valeurs totales du Tableau 1 sont proches de celles du Tableau 2. Cela garantit que les poutres reprennent bien toutes les charges de dalle, sans perte.
2. Vérifiez que les valeurs totales du Tableau 2 sont proches de celles du Tableau 3. Cela garantit que les poteaux et les voiles reprennent tout le poids de la superstructure jusqu’à la fondation.

Pour les modèles en plancher-dalle, effectuez les contrôles suivants :

1. Vérifiez que les valeurs totales du Tableau 1 sont proches de celles du Tableau 4. Cela garantit que les poteaux et les voiles reprennent tout le poids des dalles de la superstructure jusqu’à la fondation.
2. Ignorez les Tableaux 2 et 3 ainsi que les avertissements associés. Ces tableaux ne s’appliquent qu’aux modèles poutres-dalles

Pour un exemple détaillé de la comparaison des charges axiales, consultez : Présentation du rapport de comparaison des charges axiales (exemple détaillé)