Analyses structurelles des structures en béton armé

Contexte

Avec l’augmentation des risques liés au changement climatique et au vieillissement des infrastructures, les ingénieurs doivent mieux comprendre le comportement des bâtiments en béton armé ou précontraint dans le temps et face à des événements extrêmes comme les séismes. code_aster fournit des outils de modélisation avancés pour simuler le fluage, le retrait, la fissuration et la réponse sismique, contribuant à un dimensionnement et une maintenance des structures plus sûrs et plus économiques.

Aperçu du processus

Étape 1 : Collecte des données

• Géométrie du bâtiment et caractéristiques des matériaux
• Données environnementales (température, humidité)
• Données de surveillance structurelle (si disponibles)
• Entrées sismiques (enregistrements de mouvements du sol)

Étape 2 : Préparation du modèle dans code_aster

• Maillage 3D du bâtiment et des armatures via Salomé
• Modèles de matériaux pour le fluage, le retrait et la fissuration non linéaire (ex : Mazars, Laborderie)
• Modélisation de la précontrainte et des armatures avec profils de tension et comportement plastique
• Charges : poids propre, charges d’exploitation, séisme

Étape 3 : Simulations de scénarios

• Analyse dépendante du temps pour étudier la fissuration et les déformations sur plusieurs décennies
• Simulations sismiques pour évaluer la réponse du bâtiment et l’efficacité des dispositifs d’amortissement
• Localisation des dommages dans les zones critiques (murs, dalles, poteaux)

Étape 4 : Prévision et mesures de prévention

• Prédiction des déformations futures, pertes de rigidité ou propagation de fissures
• Évaluation de stratégies de renforcement (ajout d’armatures, dispositifs d’amortissement)
• Simulation de scénarios alternatifs pour tester des modifications de conception ou d’usage

Résultats et impacts

Résultats clés

• Cartographies d’évolution des contraintes, déformations et fissures
• Répartition des efforts de précontrainte dans le temps
• Courbes de réponse sismique (déplacement des planchers, forces dans les amortisseurs)
• Indicateurs de dégradation du béton et zones à risque d’étanchéité

Aide à la décision

• Planification de maintenance basée sur la prévision de dégradation
• Priorisation des renforcements sismiques
• Documentation de sécurité améliorée pour les autorités de régulation

Projets d’exemple

• Simulation d’un séisme fort pour évaluer la nécessité d’amortisseurs sismiques sur un immeuble de bureaux
• Évaluation des effets à long terme du fluage et du retrait sur des dalles précontraintes
• Estimation de l’impact de charges modernes ajoutées à des structures en béton existantes, y compris les risques de fissuration

Avantages de code_aster

• Bibliothèque riche de modèles non linéaires pour le béton
• Simulation unifiée de la précontrainte, des armatures, du fluage et de la fissuration
• Possibilité de modéliser des interactions avec les éléments géotechniques