Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
1/6

Organisme(s) : EDF/RNE/AMV, SAMTECH-France
















Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
Document V2.03.108





SDLS108 - Utilisation de l'option RIGI_PARASOL
dans le cadre d'une étude EPR




Résumé :

Le but du test est de tester l'option RIGI_PARASOL qui permet de répartir des raideurs de sol sous un radier de
bâtiment. Cette option est appelée successivement dans les commandes AFFE_CARA_ELEM et
CALC_AMOR_MODAL.

Dans la commande AFFE_CARA_ELEM, elle permet de calculer puis d'affecter par une modélisation DIS_TR les
raideurs ponctuelles d'un tapis de ressorts de sol sous le radier de bâtiment. Dans la commande
CALC_AMOR_MODAL, ces valeurs permettent de calculer l'énergie potentielle modale dans le sol qui contribue
au calcul des amortissements modaux selon la règle du RCC-G [bib1].

Le cas étudié est une structure industrielle de l'îlot nucléaire d'EPR. Il comprend une seule modélisation. Ce
cas test sert donc à tester la non régression du code autant qu'il constitue la documentation sur son utilisation
en soi. Le modèle d'environ 40000 degrés de liberté est constitué de 6700 noeuds et 10300 éléments environ :
9500 éléments DKT, 100 éléments de poutre et 700 éléments discrets de liaison.

Ce cas-test industriel est représentatif des études conduites par SEPTEN/MS sur les modélisations 3D de
génie civil soumis au séisme et permet de résorber les outils utilisés dans ce cadre. La comparaison porte sur
les fréquences et amortissements pour les premiers modes calculés sur tapis de ressorts de sol.
Les valeurs de référence pour un sol de type SA (sol mou) sont données dans la note E.N.T.MS 96.052 A
[bib2].
Les 6 valeurs de raideurs globales de sol à répartir sous le radier sont déterminées par PARASOL pour le
module de sol de type SA (444 MPa).
Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
2/6


1
Problème de référence

1.1 Géométrie



Le cas étudié est la structure industrielle de l'îlot nucléaire d'EPR. Il comprend une seule modélisation
constituée essentiellement d'éléments de coque. La liaison de la fondation avec le sol est modélisée
par des éléments discrets ponctuels.

Nombre de noeuds : 6732
Nombre de mailles triangulaires (TRIA3) : 1848
Nombre de mailles rectangulaires (QUAD4) : 7677
Nombre de POI1 : 1119
Nombre de SEG2 : 9047
Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
3/6


1.2
Propriétés de matériaux

Béton armé :

E =
35000.
MPa
Nu =
0.2
AMOR_ALPHA = 4.95E-04
AMOR_BETA =
3.91

Différentes répartitions des densités de béton armé suivant les composants :

Radier
RHO = 2500 kg/m3
Murs extérieurs
RHO = 2500 kg/m3
Planchers des caissons RHO = 2500 kg/m3
Structures internes
RHO = 2500, 12500, 9700, 5850, 5290, 4500, 4180, 3900, 3680, 620 kg/m3
Enceinte externe
RHO = 2500 kg/m3
Division 0
RHO = 2500, 5000, 4500, 4180, 3750 kg/m3
Division 1
RHO = 2500, 4500, 3410 kg/m3
Division 2-3
RHO = 2500, 4500, 4180, 3900 kg/m3
Division 4
RHO = 42500, 500, 3410 kg/m3

Béton précontraint :

E =
40000
MPa
Nu =
0.2
RHO =
2500
kg/m3
AMOR_ALPHA = 3.54
E-04
AMOR_BETA =
2.79

Utilisé pour l'enceinte interne.

1.3 Caractéristiques
élémentaires

Radier
épaisseurs de coque 8, 4.5, 4 m
Enceinte externe
épaisseur 1.3 m
Enceinte interne
épaisseurs 2.5, 1.3, 0.9 m
Murs extérieurs
épaisseurs 1.3, 0.9 m
Planchers des caissons épaisseur 0.6 m
Structures internes
épaisseurs 7.5, 2.8, 1.9, 1.5, 1.2, 1.0, 0.8, 0.6, 0.5 m
Division 0
épaisseurs 3, 2.5, 2.0, 1.5, 1, 0.8, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3 m
Division 2-3
épaisseurs 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3 m

Poutres carrés creuses hauteur = 0.5 m , épaisseur = 0.25 m
Division 1
épaisseurs 1.1, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3 m

Poutres carrés creuses hauteur = 0.5 m, épaisseur = 0.25 m
Division 4
épaisseurs 1.1, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3 m

Poutres carrés creuses hauteur = 0.5 m, épaisseur = 0.25 m

Raideurs de sol issues de PARASOL :

Raideurs du radier :

Kx = 3.3 E10 N/m
Ky = 3.3 E10 N/m
Kz = 3.3 E10 N/m
Krx = 6.01 E13 N.m
Kry = 5.76 E13 N.m
Krz = 5.76 E13 N.m

Coordonnées du centre : 0. 0. ­11.6 m
Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
4/6


2
Solution de référence

2.1
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence

Les coefficients d'amortissements modaux sont calculés selon la règle du RCC-G [bib1]. Ils sont
obtenus en sommant les amortissements des sous-structures constitutives d'un bâtiment et les
amortissements structurel et géométrique du sol pondérés par leurs taux respectifs d'énergie
potentielle par rapport à l'énergie potentielle totale, et cela pour chaque mode. Il y a 2 méthodes et
deux mots-clés de CALC_AMOR_MODAL pour estimer la contribution du sol à l'énergie potentielle selon
que l'on moyenne les efforts modaux (mot-clé 'RIGI_PARASOL') ou les déplacements modaux
(mot-clé 'DEPL') aux noeuds du radier.

2.2
Résultats de référence

Les résultats de référence, fréquences, masses effectives et amortissements modaux sont fournis
dans la note donnée en référence [bib2]. Ils ont été calculés par le Code_Aster.
Il est à noter que les amortissements modaux ont également été calculés en affectant une raideur à
chacun des noeuds du radier (en lieu et place de RIGI_PARASOL).

2.3
Incertitude sur la solution

Résultats d'étude industrielle. Le cas-test se comprend donc comme un test de non-régression du
code.

2.4 Références
bibliographiques

[1]
RCC-G Règles de conception et de construction des îlots nucléaires REP - EDF - Direction
de l'Equipement - Edition juillet 1988
[2]
EPR Basic Design dynamic analyses - Modelling and modal analysis of N. I. buildings - note
E.N.T.MS 96.052 A

3 Modélisation
A

3.1
Caractéristiques de la modélisation

Formulation PHENOMENE : `MECANIQUE', MODELISATION : DKT.

3.2
Caractéristiques du maillage

Nombre de noeuds : 6732
Nombre de mailles et type : 7677 QUAD4 et 1848 TRIA3

3.3 Fonctionnalités
testées

Commandes


AFFE_CARA_ELEM RIGI_PARASOL
CARA


VALE

MODE_ITER_INV
CALC_FREQ FREQ


OPTION
`PROCHE'
POST_ELEM ENER_POT


CALC_AMOR_MODAL ENERSOL
METHODE
`RIGI_PARASOL'
AMOR_INTERNE

`DEPL'
AMOR_SOL


Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
5/6


4
Résultats de la modélisation A

4.1 Amortissements

Modes Fréquences
Amortissements (%)
Résultats de
Ecarts référence -
(Hz)
avec RIGI_PARASOL
référence (%)
calcul avec
seuil = 30%
Code_Aster (%)
1 1.17453
20.905
20.905
0
2
1.17782
21.052
21.052
0
3 1.35640
30.000

30.000
0
4 2.16990
30.000

30.000
0
5
2.27813
29.925
29.925
0



Modes Fréquences Amortissements (%)
Résultats de
Ecarts référence -
(Hz)
avec RIGI_PARASOL
référence (%)
calcul avec
sans seuil
Code_Aster (%)
1 1.17453
20.905
20.905 0
2
1.17782
21.052
21.052
0
3 1.35640
54.970
54.970
0
4 2.16990
30.223
30.223
0
5
2.27813
29.925
29.925
0



Modes Fréquences Amortissements (%)
Résultats de
Ecarts référence -
(Hz)
avec DEPL
référence (%)
calcul avec
seuil = 30%
Code_Aster (%)
1 1.17453
21.033
21.033
0
2 1.17782
21.183
21.183
0

3 1.35640
30.000
30.000
0
4 2.16990
30.000
30.000
0
5 2.27813
30.000
30.000
0



4.2 Paramètres
d'exécution

Version : 5.02



Machine : SGI ORIGIN 2000



Encombrement mémoire :
400 mégamots
Temps CPU user :
258 secondes
Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Code_Aster ®
Version
5.0

Titre :

SDLS108 Utilisation de RIGI_PARASOL dans le cadre d'une étude EPR
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
G. DEVESA, P. LATRUBESSE Clé
:
V2.03.108-A Page :
6/6


5
Synthèse des résultats

Les résultats des amortissements obtenus par CALC_AMOR_MODAL avec la méthode des forces
(mot-clé 'RIGI_PARASOL') avec ou sans troncature de seuil à 30 % sont exactement les mêmes que
ceux donnés dans la référence [bib2]. Ils sont très proches de ceux obtenus par CALC_AMOR_MODAL
avec la méthode des déplacements (mot-clé 'DEPL'), également identiques à ceux donnés dans la
référence [bib2].


Manuel de Validation
Fascicule V2.03 : Dynamique linéaire des coques et plaques
HT-62/01/012/A

Document Outline