The influence of joint semi-rigidity in storage racks

Abstract

Ce travail de fin d'études a pour but de montrer l'impact que la semi-rigidité d'un assemblage va avoir sur les structures de type rack de stockage. A l'heure actuelle, les assemblages de ce type de construction , sont considérés rotulés. Ce qui veut dire qu'ils ne transmettent aucun moment et ont une rigidité en rotation nulle. Cependant, tout assemblage même très simple, possède une rigidité en rotation et une résistance au moment non nuls. Le fait de considérer l'assemblage comme une rotule simplifie certes les calculs, mais va avoir pour impact l'augmentation d'environ 10% du poids de la structure.

Premièrement, ce travail va porter sur la caractérisation de l'assemblage qui lie les montants et les lisses dans un rack. Cela a pour but de déterminer la vraie rigidité en rotation, ainsi que la vraie résistance en flexion de l'assemblage. Cette caractérisation sera réalisée à l'aide de la méthode des composantes. Une fois ces deux propriétés déterminées, il est possible de classer l'assemblage et confirmer qu'il s'agit en réalité d'un assemblage semi-rigide.

Ensuite sur base de la rigidité de l'assemblage, il est possible de tracer la loi de comportement M-phi. Cette dernière est fortement non-linéaire. Afin de pouvoir l'utiliser lors d'analyse linéaire, il est nécessaire d'approximer cette courbe au moyen d'une droite.

Ensuite à l'aide du logiciel BeamZ, une analyse linéaire est réalisée pour trois cas différents: un où les assemblages sont considérés rotulés, un où les assemblages possèdent une certaine rigidité déterminée sur base de la courbe M-phi et enfin un dernier cas où les assemblages sont rigides. Pour chacun d'eux, les déplacements et les efforts internes (M,N,V) sont déterminés. La répartition de ces derniers est influencée par la rigidité des assemblages.

Ensuite, les éléments sont vérifiés sous ces efforts. Lors de la vérification, il s'avère que la rigidité des assemblages va venir impacter la longueur de flambement des colonnes, et par conséquent leur stabilité. Les éléments étant à parois minces et formés à froid, ils présentent des arrondis et sont fort sensibles au voilement local. Une classification des sections est donc nécessaire, afin de déterminer les aires et modules de section efficaces.

Ensuite, pour se rapprocher encore plus du comportement réel de l'assemblage, la courbe M-phi sera approchée par une loi multi-linéaire qui pourra être utilisée par le logiciel FINELG afin de réaliser une analyse non-linéaire. Les résultats obtenus seront comparés à ceux donnés par BeamZ Tout cela, permettra donc de voir comment la structure est impactée par la rigidité des assemblages aux niveaux des efforts internes, des déplacements et de la stabilité.