LG

Il permet de modéliser un bâtiment rectangulaire et de comprendre comment avoir une toiture triangulaire.

Le bâtiment a des portiques de 25 mètres et 3 sheds de 10 mètres chacun. La hauteur des portiques est de 8 mètres. La pente des shed est de 25° et 65°.

Il faut utiliser le logiciel Blender (ici v2.8*).

Lancer le logiciel et sélectionner un projet vide.

Supprimer le cube vide. Cliquer dessus et appuyer sur la touche Suppr.

En Object Mode, Add, Mesh, Cube.

Ce cube va représenter le bâtiment jusqu'en partie basse des sheds.

Modifier les dimensions du cube. Il ne faut pas utiliser l'icône orange (Object properties) en bas à droite. Il manque les paramètres de dimensions. Afficher le panneau via View, Sidebar.

Mettre une largeur de 25m, une longueur de 30 mètres et une hauteur de 8 mètres.

On positionne également l'angle du bâtiment au point 0. Il faut donc mettre comme coordonnées x, y, et z (12.5, 15, 4), la moitié des dimensions en x, y, et z (25, 30, 8).

On a maintenant la base du bâtiment.

On va maintenant créer un shed. On va le créer en prenant un pavé de 10*25*4 dans lequel on va soustraire la pente de 25° puis la pente de 65°.

On crée le cube (Add, Mesh, Cube) avec une taille d'un shed (25, 10, 4) et on le positionne sur le bâtiment (12.5, 5, 10).

On crée maintenant le cube qu'on va soustraire pour enlever la partie verticale à 65°. Elle va être légèrement plus grande (26, 5, 5) pour que le volume à enlever englobe correctement la toiture. Le cube va être placé (12.5, -2.5, 10.5) contre le pavé shed juste avant de faire la rotation de 25°.

Pour faire la rotation, il faut commencer par mettre l'angle de rotation contre le shed. Pour cela, passer en Edit Mode.

Cliquer sur le nœud où l'on souhaite déplacer le point de rotation.

Faire apparaître le menu Snap (Shift+S) et cliquer sur Cursor to Selected.

Retourner en Object Mode et faire clique-droit puis Set Origin et Origin to 3D cursor. On voit que le point orange est déplacé à l'emplacement du curseur.

On peut alors tourner de -25° en x pour avoir la bonne pente.

Pour chacun des deux pavés, afficher les triangles / rectangles composant chaque élément.

Aller dans l'onglet Object Properties, descendre tout en bas du menu déroulant, développer Viewport Display et sélectionner dans Display as : Wire.

Sélectionner le pavé principal, celui où il faut enlever le dernier cube.

Aller dans l'onglet Modifier Properties, faire un Add Modifier, sélectionner Boolean, l'opération Intersect et choisir l'objet à soustraire (le dernier cube). Cliquer sur Apply.

On doit voir apparaître les nouveaux traits dans le premier cube qui désigne le plan de coupe.

Passer en Edit Mode. Sélectionner les deux points du pavé à supprimer.

Appuyer sur la touche Suppr et sélectionner Vertices.

Il reste à recréer les faces manquantes. Aller dans Object Mode, sélectionner le pavé, aller dans Object Properties, Viewport Display et sélectionner Display As : Textured.

Repasser en Edit Mode, sélectionner à la souris le pavé nouvellement modifié. Aller dans le menu Mesh, Clean up et Fill holes.

Maintenant, on va enlever la partie inclinée faiblement inclinée. On applique un angle de 25°. Le cube est déjà incliné de 65°, ce qui correspond de l'autre coté déjà à un angle de 25°.

Passer en Object Mode et déplacer le petit pavé à l'autre extrémité de l'autre pavé (Location -0.5, 10, 8).

Le pavé est trop petit. On va augmenter sa taille pour qu'elle puisse soustraire correctement dans le pavé principal (Dimensions 26, 10, 5). Comme le repère est dans le coin coté toiture, l'augmentation de la taille du cube se fait directement dans le bon coté.

Là, encore, renouveler le processus de soustraction et de suppression des arêtes en trop :

Sélectionner le cube principale, aller dans Modifier Properties, faire un Add Modifier, sélectionner Boolean, l'opération Intersect et choisir l'objet à soustraire (le dernier cube). Cliquer sur Apply.

On peut supprimer le cube pour soustraire. Supprimer les arêtes dans le pavé toiture. Reconstituer les faces avec Mesh, Clean up et Fill holes

Il reste à dupliquer le shed. Sélectionner le triangle. Faire CTRL+C, CTRL+V et décaler la Location en Y de +10 puis de +20 avec la seconde copie.

Il reste à exporter la forme au format STL.

Format STL et Blend

Fichier

• Données d'entrées :

Inlet velocity (vitesse du vent) : 36.58 m/s

Kinematic viscosity : 1.48e-5m²/s

Density : 1.225 kg/m3

Turbulent kinetic energy k : 26.517

Turbulent dissipation rate epislon : 22.4372

• Résultats

Face : centre : 1144pa max

Arrière : centre : -380pa, milieu bas : -250pa

Coté : face : -1400pa, milieu : -625, arrière : -428pa

Fichier

• Données d'entrées :

Inlet velocity (vitesse du vent) : 17,76807763 m/s (région 4, catégorie de terrain IV, Z = 12m)

Kinematic viscosity : 1.48e-5m²/s

Density : 1.225 kg/m3

Turbulent kinetic energy k : 47,11702459

longueur du vent l (annexe B de l'EC1-1-4) : 52,8947174

Turbulent dissipation rate epislon : 1,004699918

• Résultats

Face : Shed centre : 320pa max

Arrière : centre : -45pa

Coté/shed hz / shed vt : milieu : -80

Fichier

• Résultats

Face : Shed : 310pa max

Arrière : centre : -46pa

Coté : milieu : -55

Shed hz : centre 1 : 60, centre 2 : -90, centre 3: -30

shed vt : centre 1 : -90, centre 2 : -50, centre 3: -90

Fichier

• Résultats

Face : Shed : 336pa max

Arrière : centre : -42

Coté : milieu : -63

Shed hz : centre 1 : -130, centre 2 : -60, centre 3: -90

shed vt : face : 280pa, milieu : -130, arrière : -32

Fichier

• Données d'entrées :

Inlet velocity (vitesse du vent) : 30 m/s

Kinematic viscosity : 1.48e-5m²/s

Density : 1.225 kg/m3

Turbulent kinetic energy k : 26.517

Turbulent dissipation rate epislon : 22.4372

Variation du vent :

Inlet velocity (vitesse du vent) U : c'est la vitesse moyenne Vm qui est la vitesse de référence de base multipliée par le coefficient de rugosité et le coefficient d'orographie. Cette vitesse peut varier en fonction de la hauteur du bâtiment.

Turbulence I : c'est le coefficient de turbulence Iv.

Le coefficient k : 3/2*U^2*I^2

Le coefficient epsilon : 0,09^0,75*k^1,5/l (l est calculé selon l'annexe B.1 de l'EN 1991-1-4).

• Valeur de la turbulence

Dans les vidéos Dlubal, ils utilisent toujours une turbulence de 1% alors que généralement, la turbulence est comprise entre 10 et 30% selon l'Eurocode ou encore Wind characteristics Archive du 2016 le 17/09/2020. Quels paramètres de turbulence faut-il utiliser pour générer numériquement des charges de vent sur des bâtiments ? Archive du 08/11/2019 le 17/09/2020

• Choix de la vitesse de vent

Dans les vidéos Dlubal 1 (archive du 18/11/2019 le 17/09/2020) et 2 (archive du 13/12/2019 le 17/09/2020), la vitesse de vent (Inlet velocity) est la vitesse maxi en fonction de la hauteur. La courbe de profil du vent en fonction de la hauteur suit la forme suivante :

• Coefficient de pression

Le calcul donné par Dlubal donne le Cpe.

Le coefficient de pression s'obtient par la formule $$ c_p = \frac{p-p_\infty }{1/2 \rho v^2_H}$$

avec :

• $p$ : la pression statique
• $p_\infty$ : la pression statique à l'infini (p∞ = 0 Pa)
• $\rho$ : masse volumique de l'air
• $v_H$ : vitesse du vent à l'infini à la hauteur du bâtiment.

Wind Loads on a Tall Building Archive du 19/02/2020 le 16/09/2020

• Longueur de référence du vent

Selon Dlubal, la longueur de référence de vent est prise égale à 30% de la valeur maxi entre la largeur et la hauteur des bâtiments. Ce qui donne des longueurs différentes de la formule de l'Eurocode 1991-1-4, Annexe B.1.

Si plusieurs bâtiments / quartiers sont modélisés, la longueur de référence sera prise avec le bâtiment référence : celui qu'on souhaite analyser. Exemple Dlubal Building Archive du 22/04/2020 le 23/09/2020. La longueur de référence est la hauteur du bâtiment “primaire” et non le bâtiment le plus grand :

Depuis cette fenêtre on peut en déduire que la longueur de référence est : $ l = \frac{0.09^0.75*k^1.5}{\epsilon} = \frac{0.09^0.75*0.334176^1.5}{9.8786e-4} = 32.13$

La dimension la plus grande est donc 32.13/0.3 = 107.11m.

Ce qui correspond au bâtiment primaire du modèle :