Analyse non linéaire de structures par éléments finis de coque multicouche

ABSTRACT

Multilayered shell elements have proven to be highly efficient for non-linear analysis of structures. In the past, these finite elements were used with specific constitutive laws dedicated to concrete and steel. This paper is devoted to an extension of multilayered shell element to constitutive laws with internal variables (plasticity, visco-elasto-plasticity, damage). A special attention is given to the plane stress condition in both the local integration scheme of stresses and the calculation of the tangent constitutive tensor. These developments are implemented in the finite element code CESAR-LCPC. Some results of non-linear analysis of shell structures, particularly reinforced concrete, under static and dynamic loadings are presented.

RÉSUMÉ

Les éléments de coque multicouche ont montré une grande efficacité dans l'analyse non linéaire des structures. A l'origine, ces éléments ont été développés pour des lois de comportement spécifiques au béton et à l'acier. Leur généralisation à l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement à variables internes (plasticité, visco-élasto-plasticité, endommagement) constitue le propos de cet article. Une attention particulière est portée sur la prise en compte de la condition de contraintes planes d'une part, dans le schéma d'intégration des contraintes et d'autre part, dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Les développements effectués sont implantés au sein du code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Quelques résultats d'analyse non linéaire de structures coques, notamment en béton armé, sous chargements statique et dynamique sont présentés.

KEYWORDS:

• finite elements
• multilayered shell
• constitutive laws
• internal variables
• plasticity
• plane stress
• static
• dynamic

MOTS-CLÉS:

• éléments finis
• coque multicouche
• lois de comportement
• variables internes
• plasticité
• contrainte plane
• statique
• dynamique