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Version
7.4

Titre :

Macro-commande CALC_PRECONT


Date :
01/02/05
Auteur(s) :
S. MICHEL-PONNELLE, A. ASSIRE Clé
:
U4.42.05-A Page
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Organisme(s) : EDF-R&D/AMA















Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.4- : Modélisation
Document : U4.42.05





Macro-commande CALC_PRECONT










1 But

Cette macro-commande permet de mettre en tension les câbles dans une structure (cf. [R7.01.02]), de
telle sorte que, à l'issue de ce calcul, la structure soit en équilibre et la tension soit égale à la tension
donnée par les règles BPEL91, calculée par la commande DEFI_CABLE_BP.
Elle permet également :

·
d'appliquer la précontrainte de façon progressive, de façon à pouvoir traiter le cas où le béton
va plastifier ou s'endommager selon le modèle de comportement retenu,
·
de pratiquer le phasage de mise en précontrainte, c'est-à-dire la mise en tension des câbles
de façon séquentielle.
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Macro-commande CALC_PRECONT


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Table
des
matières

1 But .........................................................................................................................................................1
2 Syntaxe ..................................................................................................................................................3
3 Opérandes .............................................................................................................................................4
3.1 Opérandes MODELE / CHAM_MATER / CARA_ELEM..........................................................................4
3.2 Mot clé EXCIT .................................................................................................................................4

3.2.1 Opérandes CHARGE................................................................................................................4
3.3 Mot clé COMP_INCR.........................................................................................................................4
3.4 Mot clé INCREMENT.........................................................................................................................4

3.4.1 Opérandes LIST_INST .........................................................................................................4
3.4.2 Opérandes INST_INIT / INST_FIN .................................................................................5
3.4.3 Opérande PRECISION ...........................................................................................................5
3.4.4 Opérande SUBD_PAS / SUBD_PAS_MINI / COEF_SUBD_PAS_1 ...................................5

3.5 Mot clé CABLE_BP ...........................................................................................................................5
3.6 Mot clé CABLE_BP_INACTIF..........................................................................................................5
3.7 Mot clé NEWTON ...............................................................................................................................6
3.8 Mot clé ETAT_INIT.........................................................................................................................6
3.9 Mot clé RECH_LINEAIRE ................................................................................................................6
3.10

Opérande PARM_THETA.........................................................................................................6
3.11
Mot clé SOLVEUR....................................................................................................................6
3.12
Mot clé CONVERGENCE ...........................................................................................................6
3.13
Opérande SOLV_NON_LOCAL ................................................................................................6
3.14
Opérande LAGR_NON_LOCAL ................................................................................................6
3.15
Opérande INFO ......................................................................................................................6
3.16
Opérande TITRE....................................................................................................................6
4 Exemple .................................................................................................................................................7
4.1 Avant d'utiliser la macro-commande ...............................................................................................7
4.2 Utilisation de la macro-commande : mise en tension successive des 5 câbles .............................9
4.3 Poursuite du chargement après mise en tension des câbles........................................................10

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2 Syntaxe

statnl [evol_noli] = CALC_PRECONT

(
reuse
=
statnl,

MODELE
=
mo
,
[modele]
CHAM_MATER

=
chmat
,
[cham_mater]

CARA_ELEM


=
carac
,
[cara_elem]

EXCIT

=(_F(

CHARGE
=
chi
/
[char_meca]
















/ [char_cine_meca]






), ),
COMP_INCR = ( voir le document [U4.51.03]
)

INCREMENT =_F(
LIST_INST
=
litps
,


[listr8]

INST_INIT
=
instini,
[R]
INST_FIN
=
instfin,
[R]






PRECISION
= / 1.0E-3
, [DEFAUT]
/
prec ,
[R]


SUBD_PAS
=
/
1,
[DEFAUT]

/ subpas
, [I]

SUBD_PAS_MINI
=
submini,
[R]

COEF_SUBD_PAS_1
= / 1.
, [DEFAUT]
/ coefsub, [R]
),

CABLE_BP



=
l_cabl_pr
,


[cable_precont]

CABLE_BP_INACTIF
=
l_cabl_pr
,


[cable_precont]

ETAT_INIT
= ( voir le document [U4.51.03]
),

NEWTON
=
(
voir le document [U4.51.03]
),

RECH_LINEAIRE
= ( voir le document [U4.51.03]
),


PARM_THETA
= ( voir le document [U4.51.03]
),



SOLVEUR

=
(
voir le document [U4.50.01] ),


CONVERGENCE
= ( voir le document [U4.51.03]
),

LAGR_NON_LOCAL = ( voir le document [U4.51.03]
),

SOLV_NON_LOCAL = ( voir le document [U4.50.01]
),


INFO =
/ 1 ,
[DEFAUT]





/ 2 ,


TITRE
=
tx [Kn]

)
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3 Opérandes

3.1 Opérandes

MODELE / CHAM_MATER / CARA_ELEM

MODELE = mo

Nom du modèle dont les éléments font l'objet du calcul mécanique.

CHAM_MATER = chmat

Nom du champ de matériau affecté sur le maillage. Attention, toutes les mailles du modèle
doivent être associées à un matériau.

CARA_ELEM = carac

Nom des caractéristiques des éléments de coque, poutre, tuyau, barre, câble et éléments discrets
affectés sur le modèle mo.

3.2 Mot
clé
EXCIT

EXCIT =

Ce mot-clé facteur permet de décrire une charge à chaque occurrence. Il faut fournir les
conditions aux limites pour la structure, éventuellement des chargements instantanés comme la
pesanteur ainsi que les liaisons cinématiques liées aux câbles ayant déjà été mis en tension par
un précédent appel à CALC_PRECONT. En aucun cas, il ne faut inclure le chargement du câble
qu'on veut mettre en tension par l'appel à cette macro-commande.

3.2.1 Opérandes
CHARGE

CHARGE = chi

ch est le chargement mécanique précisé à la ième occurrence de
i
EXCIT.

3.3 Mot
clé
COMP_INCR

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.4 Mot
clé
INCREMENT

INCREMENT =

Définit les intervalles de temps pris dans la méthode incrémentale.

3.4.1 Opérandes
LIST_INST

LIST_INST = litps

Les instants de calculs sont ceux définis dans le concept litps par l'opérateur
DEFI_LIST_REEL [U4.34.01]. Cette liste doit être ordonnée de façon chronologique (croissante).

Remarque :

Même si le calcul est réalisé avec plusieurs pas de temps, seul le dernier pas de temps est
stocké dans le concept résultat.
Au cours du processus de mise en tension des câbles, des instants sont générés
automatiquement en plus de ceux fournis par l'utilisateur. Il est donc tout à fait normal de voir
apparaître dans le fichier de message des calculs avec STAT_NON_LINE à des instants que
l'utilisateur n'a pas spécifié. Ces instants ne sont pas stockés dans le concept résultat.
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3.4.2 Opérandes
INST_INIT / INST_FIN



INST_INIT

= instini

L'instant initial du calcul (qui donc n'est pas (re)calculé) doit être désigné par sa valeur.

Si cet instant initial n'est pas recalculé, le défaut est calculé de la manière suivante :

·
si un état initial est précisé (opérande ETAT_INIT) et s'il défini un instant
correspondant (par EVOL_NOLI ou INST_ETAT_INIT) alors l'instant initial est celui
défini par l'état initial,
·
s'il n'y a pas d'état initial (opérande ETAT_INIT) ou qu'il ne définit pas d'instant
correspondant (les champs sont donnés dans ETAT_INIT sans préciser
INST_ETAT_INIT), alors on prend le premier instant de la liste d'instants litps
(NUME_INST_INIT =0).



INST_FIN
=

instfin

L'instant final (dernier pas calculé) est désigné de la même manière que l'instant initial, sauf
qu'il n'est pas possible de faire référence à l'instant de l'état initial.

3.4.3 Opérande
PRECISION

PRECISION
=
prec (Cf. [U4.71.00])

3.4.4 Opérande
SUBD_PAS / SUBD_PAS_MINI / COEF_SUBD_PAS_1

SUBD_PAS = subpas,
SUBD_PAS_MINI = submini,
COEF_SUBD_PAS_1 = coefsub,

Permet de réaliser un redécoupage automatique du pas de temps lorsque l'algorithme de Newton
ne converge pas.
Le pas de temps est redécoupé en subpas sous pas. Par défaut il n'y a pas de redécoupage
(SUBD_PAS = 1). La subdivision automatique s'arrête lorsque les nouveaux pas créés sont plus
petits que SUBD_PAS_MINI. Les nouveaux pas créés sont de taille identique, excepté le premier
qui est égal à cette taille multipliée par COEF_SUBD_PAS_1 (par défaut 1). Ceci permet de mieux
prendre en compte les problèmes de décharge de la structure (changement de matrice tangente)
sans utiliser la matrice élastique (PREDICTION ='ELASTIQUE' ou MATRICE = 'ELASTIQUE'
sous l'opérande NEWTON).

3.5 Mot
clé
CABLE_BP

CABLE_BP = l_cabl_pr

Il s'agit ici de fournir une liste des concepts de type cabl_precont produits par l'opérateur
DEFI_CABLE_BP [U4.42.04]. Tous les câbles concernés seront tendus à l'issue de ce calcul.

3.6 Mot
clé
CABLE_BP_INACTIF


CABLE_BP_INACTIF = l_cabl_pr

Il s'agit ici de fournir une liste des concepts de type cabl_precont produits par l'opérateur
DEFI_CABLE_BP [U4.42.04]. La macro-commande se charge de générer les liaisons
cinématiques liées à ces câbles inactifs, et ne prend pas en compte la rigidité de ces câbles.
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3.7 Mot
clé
NEWTON

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.8 Mot
clé
ETAT_INIT

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.9 Mot
clé
RECH_LINEAIRE

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.10 Opérande
PARM_THETA

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.11 Mot
clé
SOLVEUR

La syntaxe de ce mot clé commun à plusieurs commandes est décrite dans le document [U4.50.01].

3.12 Mot
clé
CONVERGENCE

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.13 Opérande
SOLV_NON_LOCAL

La syntaxe de ce mot clé est identique au mot clé SOLVEUR décrit dans le document [U4.50.01]. A
utiliser pour un modèle non local.

3.14 Opérande
LAGR_NON_LOCAL

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.15 Opérande
INFO

La syntaxe de ce mot clé commun à la commande STAT_NON_LINE est décrite dans le document
[U4.51.03].

3.16 Opérande
TITRE

TITRE = tx

tx est le titre du calcul. Il sera imprimé en tête des résultats. Voir [U4.03.01].
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4 Exemple

On détaille ici les principales étapes d'un calcul de structure contenant des câbles de précontrainte
(cas-test SSNV164)

4.1
Avant d'utiliser la macro-commande

·
Définition des câbles

En cas de mise en tension non-simultanée de tous les câbles, il est nécessaire de faire (au moins)
autant de DEFI_CABLE_BP que d'étapes de chargement.

CAB_BP1=DEFI_CABLE_BP(MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
GROUP_MA_BETON='VOLTOT',
TYPE_ANCRAGE=('ACTIF','PASSIF',),
DEFI_CABLE=(_F(GROUP_MA='CAB1',
GROUP_NO_ANCRAGE=('PC1D','PC1F',),),
_F(GROUP_MA='CAB2',
GROUP_NO_ANCRAGE=('PC2D','PC2F',),),),
TENSION_INIT=3.750000E6,
RECUL_ANCRAGE=0.001,)

CAB_BP3=DEFI_CABLE_BP( MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
GROUP_MA_BETON='VOLTOT',
TYPE_ANCRAGE=('ACTIF','PASSIF',),
DEFI_CABLE=(_F(GROUP_MA='CAB3',
GROUP_NO_ANCRAGE=('PC3D','PC3F'),),
_F(GROUP_MA='CAB4',
GROUP_NO_ANCRAGE=('PC4D','PC4F'),),),
TENSION_INIT=3.750000E6,
RECUL_ANCRAGE=0.001,)

CAB_BP5=DEFI_CABLE_BP(MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
GROUP_MA_BETON='VOLTOT',
TYPE_ANCRAGE=('ACTIF','ACTIF',),
DEFI_CABLE=_F(GROUP_MA='CAB5',
GROUP_NO_ANCRAGE=('PC5D','PC5F',),),
TENSION_INIT=3.750000E6,
RECUL_ANCRAGE=0.001,
)
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·
Définition des chargements

Il faut distinguer :
-
les chargements liés aux conditions aux limites plus les éventuels chargements instantanés,
-
les chargement liés aux câbles contenant uniquement les liaisons cinématiques,
-
les chargements non-instantanés postérieurs à la mise en tension des câbles.

CLIM =AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MO,
DDL_IMPO=(
_F(GROUP_NO='PP',
DX=0.0,DY=0.0,),
_F(GROUP_NO='PX',
DY=0.0,),
_F(GROUP_NO='PY',
DX=0.0,),
_F(GROUP_NO='SU3',
DZ=0.0,), ),
PESANTEUR=(9.8100000000000005,0.0,0.0,-1.0,), )

CMCAB1=AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MO,
RELA_CINE_BP=_F(CABLE_BP=CAB_BP1,
SIGM_BPEL='NON',
RELA_CINE='OUI',),)
CMCAB3=AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MO,
RELA_CINE_BP=_F(CABLE_BP=CAB_BP3,
SIGM_BPEL='NON',
RELA_CINE='OUI',),)
CMCAB5=AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MO,
RELA_CINE_BP=_F(CABLE_BP=CAB_BP5,
SIGM_BPEL='NON',
RELA_CINE='OUI',),)

CHMECA =AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MO,
DDL_IMPO=_F(GROUP_NO='SU2',
DZ=1.0,), )

·
Calcul préliminaire avant mise en tension des câbles (facultatif)

Il s'agit ici de prendre en compte les chargements qui s'appliquent à la structure avant la mise en
tension des câbles. Pour ne pas prendre en compte la rigidité des câbles, et ne pas introduire un
chargement sur les câbles, il faut effectuer le calcul soit sur un modèle ne contenant pas les câbles
soit en leur affectant une loi de comportement SANS, qui impose que la contrainte reste nulle dans ces
éléments.

RES1 = STAT_NON_LINE(MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
COMP_INCR=(_F( RELATION = 'ELAS',),
_F( RELATION = 'SANS',
GROUP_MA= ('CAB1' ,'CAB3', 'CAB5'),),),
EXCIT =(_F(CHARGE = CLIM,),
_F(CHARGE = CMCAB1),
_F(CHARGE = CMCAB3),
_F(CHARGE = CMCAB5),),
INCREMENT=_F(LIST_INST = LINST,
INST_FIN = 150.),)
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4.2
Utilisation de la macro-commande : mise en tension successive des
5 câbles


On fait appel à la macro-commande autant de fois que nécessaire.

RES1 = CALC_PRECONT ( reuse=RES1,
ETAT_INIT=_F(EVOL_NOLI=RES1),
MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
COMP_INCR=(_F( RELATION = 'ELAS',),),
EXCIT =(_F(CHARGE = CLIM,),),
CABLE_BP =(CAB_BP1,),
CABLE_BP_INACTIF = (CAB_BP3, CAB_BP5,),
INCREMENT=_F( LIST_INST = LINST,
INST_FIN = 300.,
SUBD_PAS = 4,
SUBD_PAS_MINI = 0.01,),)
RES1 = CALC_PRECONT ( reuse=RES1,
ETAT_INIT=_F(EVOL_NOLI=RES1),
MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
COMP_INCR=(_F(RELATION = 'ELAS',),),
EXCIT =(_F(CHARGE = CLIM,),
_F(CHARGE = CMCAB1,),
CABLE_BP =(CAB_BP3,),
CABLE_BP_INACTIF = (CAB_BP5,),
INCREMENT=_F(LIST_INST = LINST,
INST_FIN = 450.,
SUBD_PAS = 4,
SUBD_PAS_MINI = 0.01,),)
RES1 = CALC_PRECONT ( reuse=RES1,
ETAT_INIT=_F(EVOL_NOLI=RES1),
MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
COMP_INCR=(_F( RELATION = 'ELAS',),),
EXCIT =(_F(CHARGE = CLIM,),
_F(CHARGE = CMCAB1,),
_F(CHARGE = CMCAB3,),
CABLE_BP =(CAB_BP5,),
INCREMENT=_F(LIST_INST = LINST,
INST_FIN = 600.,
SUBD_PAS = 4,
SUBD_PAS_MINI = 0.01,),)
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4.3
Poursuite du chargement après mise en tension des câbles

Les câbles étant tendus, il n'y a plus qu'à poursuivre le calcul en incluant toujours les liaisons
cinématiques liant les noeuds du câble au béton.

RES1 = STAT_NON_LINE(reuse = RES1,
ETAT_INIT=_F(EVOL_NOLI=RES1),
MODELE=MO,
CHAM_MATER=CMAT,
CARA_ELEM=CE,
COMP_INCR= _F( RELATION = 'ELAS',),
EXCIT =(_F(CHARGE = CLIM,),
_F(CHARGE = CMCAB1),
_F(CHARGE = CMCAB3),
_F(CHARGE = CMCAB5),
_F(CHARGE=CHMECA,
FONC_MULT = FCT,),
INCREMENT=_F(LIST_INST = LINST,),)

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