LA GÉNÉRATION 8

Introduction

Lors du développement de la Génération 8, nous avons défini les points forts ci-après qui s'appliquent à toute la palette des applications Cubus :

• Building Information Modeling (BIM)
• Parois en béton armé dans les bâtiments
• CubusExplorer et éditeur graphique
• Installation des logiciels et gestion des licences

Outre ces quatre points forts, nous avons continué à développer toutes nos applications, nous avons ajouté de nombreuses nouvelles fonctionnalités et nous avons amélioré les caractéristiques existantes afin de vous proposer des outils simples et efficaces adaptés à la pratique de l'ingénieur.

Les points forts

Building Information Modeling (BIM)

Afin de relier le plus simplement les modèles de calcul au monde BIM, nous avons développé le module BIMlink qui est intégré à CEDRUS et à STATIK. BIMlink est un outil flexible qui permet à l'utilisateur de lire les données des bâtiments digitalisés, même de qualité inégale, et de générer un modèle de calcul. Grâce à la fonction de mise à jour intégrée à BIMlink, le modèle de calcul peut être très simpement actualisé lorsque les données BIM ont été modifiées. (informations détaillées sur CEDRUS et sur STATIK)

Murs en béton armé dans les bâtiments

Afin de remodeler de façon plus efficace dans les applications Cubus le dimensionnement de l'armature des murs dans les bâtiments, nous avons développé deux nouveaux modules de calcul. Le premier module de calcul est intégré aux applications FAGUS, STATIK et CEDRUS et il est optimisé pour le traitement des refends ou des noyaux isolés, sans ouverture (typiquement pour des refends antisismiques). Le second module de calcul est une extension du module Bâtiment de CEDRUS et il permet le dimensionnement de grands voiles en béton armé, modélisés avec leurs ouvertures, directement depuis le modèle en dalles superposées. (informations détaillées sur CEDRUS, STATIK et FAGUS)

CubusExplorer et Éditeur graphique

Nous avons totalement réécrit le code du CubusExplorer qui ne fonctionnait plus harmonieusement avec les versions actuelles de Windows, et nous avons ainsi pu améliorer significativement son efficacité. L'éditeur graphique, notre interface graphique interactive pour toutes les applications Cubus, a également été fondamentalement retravaillé, sans que la simplicité et la méthodologie coutumières des applications Cubus en soient affectées. Outre les nombreuses améliorations optiques qui déploient tous leurs effets avant tout sur les écrans à hautes définitions, nous avons ajouté de nouvelles fonctionnalités et amélioré les capacités existantes de l'éditeur, ceci afin d'en augmenter la productivité. (informations détaillées sur le CubusExplorer et l'Éditeur graphique)

Installation des logiciels et gestion des licences

CEDRUS

Building Information Modeling (BIM)

Le modèle Bâtiment est directement lié au monde BIM par le nouveau module BIMlink. En tant qu'extension du module Bâtiment (option G), BIMlink permet de reprendre avec une grande flexibilité des données BIM, même de qualité inégale, que ce soit un plan 2D digitalisé, un modèle 3D d'architecte ou encore un modèle structurel en 3D. En interaction avec l'utilisateur, BIMlink peut convertir efficacement ces données pour générer un modèle de calcul approprié.

Modèle d'architecte en 3D Modèle d'architecte en 3D

Données d'une dalle d'étage extraites du modèle Données d'une dalle d'étage extraites du modèle

Grâce à la fonction de mise à jour intégrée à BIMlink, par comparaison avec les données originales, le modèle de calcul peut être très simplement actualisé lorsque les données BIM ont été modifiées. Seuls les changements pertinents pour le modèle de calcul sont présentés, ce qui permet un ajustement ciblé de la mise à jour pour le calcul.

Vue de la structure après une mise à jour BIM :
la colonne modifiée est mise en évidence dans la vue 3D du bâtiment (à gauche)
et dans la vue en plan de la dalle (à droite)

Détail des fonctionnalités :

• lecture des fichiers BIM 3D au format IFC (versions 2x3 et 4) et au format XML Allplan (option à service AP requise) ;
• génération de la structure par étage pour le modèle de calcul depuis le modèle 3D ;
• avec un modèle BIM de haute qualité : génération directe du modèle bâtiment, avec pour chaque étage la reconnaissance pour le modèle de calcul des dalles, des colonnes, des parois, des sommiers ainsi que des charges utiles et des surcharges ;
• avec un modèle BIM de moindre qualité : génération de plans d'étage 2D intelligents permettant la saisie aisée dans CEDRUS des données pour le calcul depuis les fonds de plan ;
• en cas d'absence de modèle BIM 3D : spécification de la structure par étage et importation étage par étage depuis les plans au format DXF ou DWG, puis saisie rapide dans CEDRUS des données de chaque étage depuis les fonds de plan (option à service CV requise) ;
• mise à jour des données BIM : reconnaissance et affichage en 3D et en 2D (plans d'étage) des modifications apportées aux données BIM ; représentation distincte des éléments ajoutés ou modifiés ou supprimés afin d'actualiser rapidement les données d'étage pertinentes.

Refends en béton armé dans les bâtiments

Avec la nouvelle procédure de calcul des refends du module Bâtiment, il est possible d'effectuer le dimensionnement de leur armature directement depuis le modèle en dalles superposées. Le nouveau calcul permet le dimensionnement détaillé de l'armature verticale et horizontale (diamètre et espacement) ainsi que la vérification pour un schéma d'armature donné sous sollicitations verticales et horizontales (les forces de remplacement pour le séisme par exemple).

Détail des fonctionnalités :

• procédure de calcul basée sur les champs de contraintes pour une meilleure utilisation de l'armature répartie ;
• possibilité de dimensionner l'armature des refends sismiques sans armature d'extrémité particulière ;
• saisie pratique de la disposition de l'armature pour un refend isolé ou pour tous les refends d'un bâtiment à l'aide d'une table interagissant avec l'éditeur graphique ;
• identification rapide des refends critiques d'un bâtiment avec une saisie minimum de la part de l'utilisateur ;
• description détaillée de l'armature avec diamètres et espacements ;
• requiert une licence pour le module Analyse (option A) de FAGUS.

Vue 3D de la structure avec sélection symétrique d'un refend dans l'éditeur graphique et dans le dialogue de dimensionnement, avec le détail de l'armature

Parois en béton armé

Avec la nouvelle procédure de calcul « CEDRUS-S » pour le module Bâtiment, il est possible d'effectuer à l'aide de la méthode des éléments finis le dimensionnement de l'armature de parois avec de larges ouvertures ainsi que de parois de transition directement dans le modèle en dalles superposées. L'armature des voiles en béton est déterminée à l'aide du module Paroi (option S), la géométrie, les matériaux et les charges étant directement extraits du modèle en dalles superposées. Si l'option H est également disponible, alors il est possible de prendre aussi en compte les charges horizontales (les forces de remplacement pour le séisme par exemple).

Paroi avec de larges ouvertures Paroi avec de larges ouvertures

Contraintes principales Contraintes principales

Rigidité superstructurelle

Parfois un mur repose uniquement sur une dalle, sans colonne ni mur directement sous-jacent et permettant un transfert des charges. Afin d'empêcher que ce mur ne reprennent trop de charges, entraînant une déformation trop importante de la dalle, l'utilisateur ne pouvait auparavant que réduire manuellement la rigidité de ce mur. Avec la nouvelle fonctionnalité « Rigidité superstructurelle » du module Bâtiment, cela n'est désormais plus nécessaire. Si le calcul avec rigidité superstructurelle est activé, le modèle en dalles superposées détermine automatiquement la rigidité des colonnes et des murs selon la disposition des appuis sous-jacents et conduit à des flèches et à des réactions aux pieds plus réalistes pour les colonnes et les murs.
Rendu 3D d'un modèle Bâtiment Rendu 3D d'un modèle Bâtiment		Réactions aux pieds de murs sans le calcul de la rigidité superstructurelle Réactions aux pieds de murs sans le calcul de la rigidité superstructurelle	Réactions aux pieds de murs avec le calcul de la rigidité superstructurelle Réactions aux pieds de murs avec le calcul de la rigidité superstructurelle

Outils de diagnostic en cas d'erreur de modélisation

Le module Bâtiment dispose désormais d'un nouvel outil de diagnostic qui permet de corriger plus aisément les erreurs de modélisation dans le modèle en barres et poutres. L'outil interactif permet de pointer graphiquement les points délicats et d'obtenir rapidement des informations sur les causes de l'erreur à traiter.

Flèche relative des dalles

Afin de faciliter la vérification des dalles à l'état de service, en plus des coupes classiques donnant la déformation totale, CEDRUS propose désormais des coupes donnant la déformation relative par rapport aux points d'appui.

Vue en 3D de la déflexion relative d'une dalle au droit d'une coupe Vue en 3D de la déflexion relative d'une dalle au droit d'une coupe

Flèche relative (en bas) et absolue (en haut) de la dalle Flèche relative (en bas) et absolue (en haut) de la dalle

STATIK

Building Information Modeling (BIM)

STATIK est directement lié au monde BIM par le nouveau module. En tant qu'extension du module 3D (option 3), BIMlink permet de lire un modèle BIM en 3D et de générer un modèle de calcul approprié. Grâce à la fonction de mise à jour intégrée à BIMlink, par comparaison avec les données originales, le modèle de calcul peut être très simplement actualisé lorsque les données BIM ont été modifiées. Seuls les changements pertinents pour le modèle de calcul sont présentés, ce qui permet un ajustement ciblé de la mise à jour pour le calcul.

Modèle BIM d'une structure métallique réticulée et reconnaissance des sections dans le dialogue des barres Modèle BIM d'une structure métallique réticulée et reconnaissance des sections dans le dialogue des barres

Détail des fonctionnalités :

• lecture des fichiers BIM 3D au format IFC (versions 2x3 et 4) ;
• représentation du modèle BIM comme un fond de plan pour le modèle réticulé de STATIK ;
• possibilité de convertir automatiquemnt des éléments structurels BIM en barres ;
• saisie efficace de la structure en barres pour le modèle de calcul grâce à la conversion des données depuis le modèle BIM (sections, axes des barres) ;
• mise à jour des données BIM : reconnaissance et affichage des modifications apportées aux données BIM ; représentation distincte des éléments ajoutés ou modifiés ou supprimés afin d'actualiser rapidement les données d'étage pertinentes.

Refends en béton armé dans les bâtiments

Avec la nouvelle procédure de calcul des refends du module Bâtiment, il est possible d'effectuer le dimensionnement de leur armature dans le modèle STATIK en barres et poutres généré par CEDRUS. Cette nouvelle procédure de calcul permet le dimensionnement détaillé de l'armature verticale et horizontale (diamètre et espacement) ainsi que la vérification pour un schéma d'armature donné sous sollicitations verticales et horizontales. Associée au module Dynamique (option D), il est possible de déterminer la sécurité parasismique des refends en béton armé avec la méthode des forces de remplacement, avec la méthode du spectre de réponse, ou encore avec une intégration dans le temps.

• Procédure de calcul basée sur les champs de contraintes pour une meilleure utilisation de l'armature répartie ;
• possibilité de dimensionnenr l'armature des refends sismiques sans armature d'extrémité particulière ;
• saisie pratique de la disposition de l'armature pour un refend isolé ou pour tous les refends d'un bâtiment à l'aide d'une table interagissant avec l'Éditeur graphique ;
• identification rapide des refends critiques d'un bâtiment avec une saisie minimum de la part de l'utilisateur ;
• description détaillée de l'armature avec diamètres et espacements ;
• résultats détaillés sous forme tabulaire ou graphique à fin de contrôle ;
• requiert une licence pour le module Analyse (option A) de FAGUS.

Refend en béton armé avec les champs de contraintes calculés Refend en béton armé avec les champs de contraintes calculés

Dialogue avec le détail de l'armature Dialogue avec le détail de l'armature

Intégration dans le temps pour le dimensionnement parasismique

En plus de la méthode du spectre de réponse déjà disponible, STATIK propose également désormais une analyse modale par intégration dans le temps avec une fonction de charge décrite à l'aide d'un accélérogramme. Contrairement à la méthode du spectre de réponse, les efforts intérieurs calculés satisfont à chaque incrément de temps les conditions d'équilibre, et les efforts concomitants à chaque effort intérieur sont disponibles. L'utilisateur peut spécifier ses propres accélérogrammes en complément de la collection fournie par STATIK. Le calcul délivre les déplacements et efforts intérieurs de la structure à un temps t donné, ainsi que les maxima du séisme complet qui peuvent être intégrés à toute spécification d'enveloppe. Les graphes des déplacements modaux sont également disponibles.

Accélérogramme et déplacements modaux Accélérogramme et déplacements modaux

Nouvelle représentation des sections

Un nouveau mode de représentation des sections permet de contrôler et de documenter plus aisément votre modèle de calcul, ce qui est particulièrement appréciable pour les grandes structures avec de nombreuses sections différentes. Dans ce mode, des couleurs distinctes sont automatiquement appliquées aux barres selon le type de section et ses dimensions.

Nouvelle représentation des sections Nouvelle représentation des sections

FAGUS

Murs en béton armé

Grâce à la nouvelle procédure de calcul « Murs en béton armé », FAGUS propose un dimensionnement plus fin et des vérifications plus efficaces des murs isolés comme des refends les plus complexes. Dans l'approche classique qui associe le mur à une poutre, les sollicitations en flexion et compression (M-N) sont considérées séparément des sollicitations en cisaillement et torsion (V-T), et l'armature longitudinale additionnelle requise par V-T est ajoutée à parts égales dans les bords (nœuds). Lorsque l'effort normal est important, cette solution est rarement optimale pour les murs. En s'appuyant sur les champs de contraintes, et par des réflexions basées sur l'équilibre de l'ensemble du voile, il est possible de définir une armature ainsi que la résistance disponible. Cette approche qui considère le mur dans son ensemble permet également de dimensionner son armature si l'on considère uniquement la flexion avec effort normal.

Champs de contraintes dans un mur en béton armé Champs de contraintes dans un mur en béton armé

Avantages de cette nouvelle approche :

• les résultats sous forme graphique et tabulaire sont plus compacts et plus intelligibles ;
• un étayage direct par une bielle de compression est possible lors de faibles sollicitations horizontales, sans devoir requérir une armature de calcul ;
• possibilité d'analyser des murs pourvus uniquement d'une armature répartie, c'est-à-dire en contournant le modèle classique en treilli avec bielles de compression et tirants.

Nouveautés pour le dimensionnement des parois et des refends :

• les parois et les refends sont considérés dans leur ensemble pour le dimensionnement comme pour les vérifications ;
• traitement amélioré de l'interaction d'une part du moment et de l'effort normal et d'autre part du cisaillement et de la torsion conduisant en général à une armature réduite ;
• possibilité de choisir librement entre l'analyse standard ou l'analyse par champs de contraintes, pour le dimensionnement comme pour les vérifications ;
• divers modes de représentation graphique ;
• représentation graphique améliorée de l'armature requise ;
• rigidité à la torsion des refends affinée grâce à une combinaison de la part de Saint-Venant et de la part non uniforme.

Parasismique : rigidité à la torsion des refends affinée

Dans un bâtiment soutenu essentiellement par des colonnes pendulaires et un unique noyau, déterminer une valeur réaliste de la rigidité à la torsion d'une section ouverte représente un véritable défi. Outre la torsion de Saint-Venant, il faut impérativement tenir compte également d'une part de torsion non uniforme. Avec une modélisation en barres et poutres, une solution exacte est inaccessible, la plus grande difficulté étant la spécification des conditions de bords aux extrémités des barres. Le modèle statique d'un bâtiment représente un cas particulier car la structure est, pratiquement toujours, composée de dalles d'étage qui forment à espacement régulier (une hauteur d'étage) autant de voiles de renfort transversaux pour le noyaux qui, modélisé par une barre verticale, offre l'unique rigidité à la torsion.

Dalle d'étage avec un noyau rigide à la torsion Dalle d'étage avec un noyau rigide à la torsion

Traitement par lots (batch) avec FAGUS

• Possibilité d'appeler le module de calcul de FAGUS depuis l'extérieur sans interface graphique ;
• pilotage depuis un fichier texte ;
• sortie sélective des paramètres désirés, soit dans un fichier texte pur, soit au format RTF, à fin de post-traitement par Word, OpenOffice, PDF-Creator ou autres.

AVENA

Dans les versions précédente d'AVENA, les vérifications se limitaient à s'assurer, pour chaque formule de la norme, que la valeur obtenue pour les sollicitations données était bien inférieure à un. De nombreux clients ont émis le vœu d'obtenir une information plus précise quant à la réserve de sécurité disponible, partant de ces sollicitations. Un tel taux d'exploitation est désormais disponible dans AVENA.

Lors de calculs AVENA conduits directement depuis STATIK, il est possible de désactiver ce calcul des taux d'exploitation afin d'optimiser les temps de calcul.

Avec cette nouvelle génération d'AVENA, les sollicitations sont en outre incrémentiellement augmentées ou diminuées jusqu'à ce que la valeur la plus haute des formules à vérifier atteigne exactement la valeur un.

En plus de la documentation sous forme tabulaire des analyses, il est désormais possible de définir également des ordres d'impression graphiques à intégrer dans le rapport.

Ordre d'impression graphique pour une colonne Ordre d'impression graphique pour une colonne

Ordre d'impression graphique pour une poutre Ordre d'impression graphique pour une poutre

LARIX

Stabilité des pentes

Dans le module Stabilité des pentes, il faut définir le domaine des centres de cercles de glissement à examiner avant un premier calcul. Pour trouver la ligne de glissement critique, il faut le plus souvent ajuster successivement la position et les dimensions de ce domaine en fonction des résultats obtenus. Cette définition est désormais grandement facilitée grâce à la prévisualisation des sécurités qui en résulteraient. Lors de la modification du domaine, les isolignes de la sécurité sont immédiatement calculées et tracées en arrière-plan.

Prévisualisation des sécurités Prévisualisation des sécurités

Enceintes de fouilles

Jusqu'à présent, la poussée et la butée des terres étaient calculées selon la théorie classique de Coulomb. Par voie de conséquence, les conditions d'applicabilité, telles l'horizontalité des couches de sol, les limites quant à la forme de la surface du terrain, etc., devaient être respectées. Afin d'être plus flexibles pour les développements futurs, nous avons totalement réécrit le code du noyau de calcul du module Enceintes de fouilles. Désormais, comme pour le module Mur de soutènement, nous utilisons la méthode généralisée de Culmann pour le calcul de la poussée et de la butée des terres. Détail des fonctionnalités : meilleure convergence lors de la recherche de la profondeur de fiche ; possibilité de spécifier désormais les étayages comme des appuis élastiques sur plusieurs étapes ; la poussée des terres due à des charges externes quelconques est déterminée selon la méthode de Culmann, comme pour la poussée due au poids propre, et elle peut être obtenue pour chaque chargement ; le cas de charge « Séisme », avec son accélération additionnelle agissant sur le sol, est pris en compte de façon plus réaliste avec la méthode de Culmann.

Enceintes de fouilles : poussée des terres due à des charges externes avec lignes de rupture Enceintes de fouilles : poussée des terres due à des charges externes avec lignes de rupture

CubusExplorer

Le protocole de communication utilisé depuis la première version du CubusExplorer pour interagir avec les applications Cubus ne fonctionnait plus harmonieusement avec les versions actuelles de Windows. À ceci s'ajoutaient sous certains systèmes d'autres problèmes qui ralentissaient fâcheusement le CubusExplorer.

Ceci nous a amené à réécrire totalement le code du CubusExplorer en tirant parti des nouveaux avantages des systèmes actuels. Ce nouveau CubusExplorer est dévoilé avec la Génération 8.

Les nouveautés suivantes vous attendent :

• le CubusExplorer démarre très vite, même si de très nombreux disques et dossiers sont enregistrés ;
• les applications Cubus démarrent plus vite ;
• optimisation de la prévisualisation graphique des calculs ;
• prévisualisation graphique également pour les calculs incorporés à d'autres, comme les dalles et les parois d'un bâtiment ;
• prévisualisation graphique de la collection de sections transversales d'un calcul
• intégration totale des fonctions de glisser-déposer (Drag&Drop) aussi bien à l'intérieur du CubusExplorer qu'en interaction avec Windows Explorer ;
• possibilité de compresser ou de décompresser tous les calculs d'une arborescence de dossiers ;
• présentation des listes de calculs Cubus configurable ;
• recherche rapide et association automatique des dossiers contenant des calculs Cubus ;
• optimisation de la représentation pour les écrans à haute résolution.

Prévisualilsation d'une dalle d'un bâtiment Prévisualilsation d'une dalle d'un bâtiment

Prévisualisation de la collection de sections transversales d'un calcul STATIK Prévisualisation de la collection de sections transversales d'un calcul STATIK

Éditeur graphique

Boîte de découpe

Pour les modules en 3D tels que STATIK, CEDRUS Bâtiment et BIMlink, le mode de réglage de la visibilité avec l'outil « Boîte de découpe » a été étendu. Outre la saisie numérique des dimensions, il est désormais possible d'adapter très naturellement la position et les dimensions de la boîte de découpe en pointant directement ses faces à l'aide de la souris (cf. vidéo).

Modification graphique de la boîte de découpe

Interface utilisateur

L'interface utilisateur de toutes les applications Cubus a été retravaillée. Les applications ont été adaptées d'une part aux impératifs des versions actuelles de Windows, et d'autre part aux exigences des écrans à haute résolution, ce qui a demandé de nombreux changements.

Pour les écrans à haute résolution, comme par exemple les écrans UHD, il est parfois nécessaire d'agrandir l'affichage du texte et de certains éléments de l'interface (depuis le dialogue des paramètres d'affichage de Windows). Cette mise à l'échelle a demandé une modification des applications que nous avons faite pour la Génération 7 déjà.

Cependant, les icônes présentes sur les boutons de l'interface graphique n'étaient jusqu'à présent pas mises à l'échelle et, dans le cas d'un écran à très haute résolution, ces icônes n'étaient plus très distinctes. Pour la Génération 8, nous avons redessiné à très haute résolution toutes les icônes de toutes les applications Cubus. Elles sont désormais automatiquement mises à l'échelle en fonction de vos paramètres d'affichage.

Nouvelles icônes à très haute résolution

Raccourcis-clavier

Les raccourcis-clavier pour les fonctions de l'éditeur graphique sont finalement disponibles. L'utilisateur peut, dans un dialogue ad hoc, configurer librement ses raccourcis pour l'ensemble des fonctions du menu contextuel d'édition, et ses raccourcis sont automatiquement affichés dans le menu. Ceci facilite et accélère le travail avec les fonctions les plus couramment usitées. Après la sélection, un seule touche suffit à lancer l'action, sans devoir ouvrir le menu contextuel.

Dialogue de configuration des raccourcis-clavier Dialogue de configuration des raccourcis-clavier

Éditeur graphique : menu contextuel avec ses raccourcis-clavier Éditeur graphique : menu contextuel avec ses raccourcis-clavier

Installation des logiciels et gestion des licences

Nouvelles fonctionnalités :

• Installation directe depuis le site internet de Cubus ;
• utilisation des paquets standard MSI ;
• installation de mises à jour en réseau même durant l'utilisation des logiciels ;
• possibilité de revenir à la version précédemment installée (rollback) ;
• gestion des licences intégrée au CubusExplorer ;
• gestion et distribution facilitées des licences.