Code_Aster ®
Version
7.4

Titre :

Opérateur CALC_CHAR_SEISME


Date :
08/02/05
Auteur(s) :
Y. PONS, Fe WAECKEL, L. VIVAN
Clé : U4.63.01-G Page :
1/6

Organisme(s) : EDF-R&D/AMA, SINETICS, CS SI
















Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.6- : Matrice/Vecteurs élémentaires et assemblage
Document : U4.63.01





Opérateur CALC_CHAR_SEISME









1 But

Etablir le chargement sismique pour un calcul de réponse en mouvement relatif par rapport aux
appuis. Pour une meilleure compréhension théorique de ce chargement, on se reportera au document
[R4.05.01].
Le concept produit est directement utilisable lors d'une analyse transitoire directe avec
DYNA_LINE_TRAN [U4.53.02] ou par synthèse modale avec DYNA_TRAN_MODAL [U4.53.21]. En
revanche pour une analyse transitoire directe non linéaire avec DYNA_NON_LINE [U4.53.01], il faut
transformer ce concept en charge à partir de l'opérateur AFFE_CHAR_MECA [U4.44.01].

Produit un vecteur assemblé, concept de type cham_no_depl_R.

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2 Syntaxe

s [cham_no_depl_R] = CALC_CHAR_SEISME




( MATR_MASS = m








[matr_asse_DEPL_R]





DIRECTION = (d1,d2,d3,r1,r2,r3)

[l_R]





/ MONO_APPUI = 'OUI'





/
MODE_STAT = mode [mode_stat]







/ NOEUD
=
noeu
[l_noeud]







/
GROUP_NO
=
g_noeu [l_gr_noeud]





TITRE = titre [l_Kn]



);

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3 Opérandes

3.1 Opérande
MATR_MASS

MATR_MASS = m

Matrice de masse du système.

3.2 Opérande
DIRECTION

DIRECTION = (d1,d2,d3,r1,r2,r3)

Composantes d'un vecteur donnant la direction du séisme dans le repère global. C'est une liste de
trois réels si les accélérogrammes imposés sont uniquement de translations. Si on impose
également des accélérations de rotations, on attend une liste de six réels (valable pour des
modélisations avec des éléments discrets).

3.3
Description du mouvement d'entraînement

3.3.1 Opérande
MONO_APPUI

/ MONO_APPUI = 'OUI'

La structure est excitée uniformément à tous les appuis (mouvement d'entraînement de corps
solide).

3.3.2 Excitation multi appuis

Dans ce cas, les accélérations subies par l'ensemble des points d'ancrage de la structure étudiée ne
sont pas forcément identiques et en phase.

3.3.2.1 Opérande
MODE_STAT


/
MODE_STAT = mode

Modes statiques de la structure : concept de type mode_stat produit par l'opérateur
MODE_STATIQUE [U4.52.14] avec l'option MODE_STAT. Ils correspondent aux 6
nb_supports modes statiques où nb_supports est le nombre d'accélérogrammes
différents subis par la structure.

Remarque :

Si la structure n'est sollicitée que par des translations, il y a alors 3 nb_supports
modes statiques.


3.3.2.2 Opérandes
NOEUD / GROUP_NO


/ NOEUD = noeu


/
GROUP_NO =
g_noeu

Liste de noeuds (noeu) ou groupes de noeuds (g_noeu) de la structure soumis à
l'excitation sismique : ces noeuds supportent les ddl d'appuis de la structure
auxquels sont appliqués les mouvements imposés.

3.4 Opérande
TITRE

TITRE
= titre

Titre attaché au concept produit par cet opérateur [U4.03.01].
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4 Exemples

Les deux exemples qui suivent illustrent l'emploi de l'opérateur CALC_CHAR_SEISME dans les cas
d'une excitation sismique mono appui et dans le cas multi appuis (accélération identique puis
différente sur chaque appui).

4.1
Calcul d'un second membre en mono appui

On considère la modélisation sismique poutre du bâtiment réacteur 1300 MW de la centrale nucléaire
de CIVAUX (cas test SDLL109B) telle que présentée dans la documentation de l'opérateur
POST_ELEM [U4.81.22].

On désire déterminer des efforts lors de la réponse dynamique transitoire de la structure à un séisme
dans la direction X. Le calcul de réponse transitoire est ici effectué par recombinaison modale par
DYNA_TRAN_MODAL [U4.53.21].

On calcule les modes de vibrations de la structure du modèle reposant sur un seul appui élastique
(ressort de sol) :

# --- recherche des modes propres de vibration -------------------------

MODES = MODE_ITER_SIMULT( MATR_A = RIGIDITE, MATR_B = MASSE,
CALC_FREQ =_F( OPTION = 'PLUS_PETITE',
NMAX_FREQ = 33 ) ) ;

On définit l'accélérogramme du séisme :

# --- excitation -------------------------------------------------------

LBNSNL1 = DEFI_FONCTION( NOM_RESU = 'ACCE', NOM_PARA = 'INST',
PROL_GAUCHE = 'EXCLU', PROL_DROIT = 'EXCLU',
VALE =(

0.00000E+00 9.98700E-02 1.00000E-02 6.60700E-02
2.00000E-02 -5.65000E-03 3.00000E-02 -9.46800E-02
-----------------------------------------------------
1.19800E+01 1.68110E-01 1.19900E+01 8.80300E-02
1.20000E+01 0.00000E+00 9.98700E-02 0.00000E+00 )

) ;

ACCELERO = CALC_FONCTION( COMB =_F(FONCTION= LBNSNL1, COEF= 1.47 ) ) ;

On calcule le second membre (champ aux noeuds des forces d'inertie d'entraînement) et on définit la
direction du séisme

DIRSEISM = CALC_CHAR_SEISME ( MATR_MASS = MASSE,
MONO_APPUI = 'OUI',
DIRECTION = ( -1., 0., 0. ) ) ;

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On procède au calcul de la réponse transitoire dans l'espace modal

# --- projection des matrices et vecteur assemblés sur les modes

MACRO_PROJ_BASE( BASE=MODE,
NB_VECT=33,MATR_ASSE_GENE=(
_F(
MATRICE = CO("MASSGENE"),
MATR_ASSE = MASSE),
_F(
MATRICE = CO("RIGIGENE"),
MATR_ASSE = RIGIDITE)),
VECT_ASSE_GENE=_F(
VECTEUR = CO("VECTGENE"),
VECT_ASSE = SEISME)
);

# --- calcul par combinaison modale ------------------------------------

LISTAMOR=( 0.055, 0.055, 0.070, 0.070, 0.071, 0.072, 0.157, 0.085, 0.086,
0.070, 0.076, 0.074, 0.071, 0.072, 0.115, 0.073, 0.076, 0.086,
0.081, 0.070, 0.072, 0.075, 0.074, 0.070, 0.152, 0.148, 0.074,
0.297, 0.074, 0.075, 0.089, 0.138, 0.118, )


TRANGENE=DYNA_TRAN_MODAL( MASS_GENE=MASSGENE, RIGI_GENE=RIGIGENE,
METHODE=METHODE,
AMOR_REDUIT=LISTAMOR,
INCREMENT=_F( INST_INIT = 0.,
INST_FIN = 4., PAS = 0.002,
VERI_PAS = 'NON'),
EXCIT=_F( VECT_GENE = VECTGENE,
FONC_MULT = ACCELERO),



))
On a utilisé ici l'accélérogramme du mouvement imposé.

On repasse dans l'espace physique :


# --- restitution en base physique -------------------------------------


LISTINST=DEFI_LIST_REEL( DEBUT=1.334,
INTERVALLE=_F( JUSQU_A = 3.154, NOMBRE = 1) )

TRANPHYS=REST_BASE_PHYS( RESU_GENE=TRANGENE,
CRITERE='RELATIF', PRECISION=1.E-06,
LIST_INST=LISTINST, TOUT_CHAM='OUI' )

4.2
Calcul d'un second membre en multi appuis

L'exemple qui suit montre le calcul des seconds membres lorsque les séismes sont différents sur les
appuis.
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On considère la modélisation en éléments de poutre de la ligne de tuyauterie suivante sur laquelle un
séisme est appliqué dans la direction X :

P1
Z
X
P2
P3


On calcule les modes statiques pour exprimer le vecteur d'entraînement comme une combinaison
linéaire de ceux-ci.

MODST = MODE_STATIQUE ( MATR_RIGI = RG,
MATR_MASS = MS,
MODE_STAT =_F( NOEUD = ('P1','P2','P3'), )
( AVEC_CMP = 'DX'),) ) ;

On doit calculer trois seconds membres différents (champ aux noeuds des forces d'inertie
d'entraînement) pour chaque noeud ou groupe de noeud soumis au même signal sismique.

SMP1 = CALC_CHAR_SEISME ( MATR_MASS = MS,
DIRECTION =( 1., 0., 0.),
MODE_STAT = MODST,
NOEUD = 'P1' ) ;

SMP2 = CALC_CHAR_SEISME ( MATR_MASS = MS,
DIRECTION =( 1., 0., 0.),
MODE_STAT = MODST,
NOEUD = 'P2' ) ;

SMP3 = CALC_CHAR_SEISME ( MATR_MASS = MS,
DIRECTION =( 1., 0., 0.),
MODE_STAT = MODST,
NOEUD = 'P3' ) ;

Conformément à ce qui est expliqué dans le document de référence [R4.05.01] l'opérateur
CALC_CHAR_SEISME calcule l'expression suivante :

- M (
+
+

P1, X
P2, X
P ,
3 X ) s

avec s (1., 0., 0.), la direction du séisme.

Calcul de la réponse transitoire (sans amortissement) avec trois signaux sismiques différents
ACCELP1, ACCELP2 et ACCELP3 :

TRANGENE = DYNA_LINE_TRAN ( MATR_MASS = MS,
MATR_RIGI = RG,
NEWMARK =_F(),
LIST_INST = LI,
EXCIT =(
_F(VECT_ASSE = SMP1, FONC_MULT = ACCELP1),
_F(VECT_ASSE = SMP2, FONC_MULT = ACCELP2),
_F(VECT_ASSE = SMP3, FONC_MULT = ACCELP3),



)
) ;

On pourra trouver d'autres exemples de structures multi-supportées soumises à des sollicitations
sismiques en consultant les tests SDLD103 et SDND102.
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