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Article

1 - PRINCIPES ET NOTATIONS

2 - VOILEMENT LOCAL SOUS CONTRAINTES NORMALES DE COMPRESSION

3 - RÉSISTANCE DES SECTIONS

4 - RÉSISTANCE DES BARRES AUX INSTABILITÉS

5 - RÉSISTANCE DES ÂMES AU VOILEMENT PAR CISAILLEMENT

6 - ÉTATS LIMITES DE SERVICE

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : C2553 v2

Principes et notations
Vérification de barres en acier - États limites et critères de dimensionnement

Auteur(s) : Alain BUREAU

Date de publication : 10 août 2014

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NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF EN 1993-1-5 de mars 2007 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1993-1-5/A2 (P22-315/A2) : Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 1-5 : plaques planes (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).

28/05/2020

RÉSUMÉ

Cet article traite de la vérification de résistance et de la stabilité d’une barre en acier selon les normes de calcul applicables dans le domaine de la construction (Eurocodes).

La démarche de calcul y est décrite et les différents critères de vérification aux Etats limites ultimes (ELU) y sont également présentés : résistance élastique ou plastique, voilement local de plaque, flambement, déversement, etc.

D'autre part, des critères de vérification aux Etats limites de service (ELS) y sont donnés pour les poutres de bâtiments.

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ABSTRACT

Verification of steel members – Limit states and design criteria

This paper covers the resistance and stability verifications of a steel member according to the relevant design standards in the field of construction (Eurocodes).

The design process is described and the different criteria for verifications at ultimate limit states (ULS) are presented: elastic or plastic resistance, local plate buckling, flexural buckling, lateral torsional buckling, etc.

Regarding the serviceability limit states (SLS), design criteria are given for beams in buildings.

Auteur(s)

  • Alain BUREAU : Chef du Service recherche Construction métallique - Centre technique industriel de la construction métallique (CTICM France)

INTRODUCTION

Cet article présente les méthodes de vérification d'une barre en acier, en se référant aux normes en vigueur (Eurocodes). Nous supposons que les dimensions et les caractéristiques géométriques et mécaniques de l'élément à vérifier sont connues. Elles ont pu être obtenues à partir d'un pré-dimensionnement de la structure. Nous faisons aussi l'hypothèse que les sollicitations (effort axial, effort tranchant, moment fléchissant) ont été déterminées conformément aux règles des Eurocodes. C'est-à-dire : pour les différentes combinaisons de vérification aux États limites ultimes (ELU) et aux États limites de service (ELS). Nous nous plaçons donc clairement dans une démarche de vérification d'une barre en acier, composant d'une ossature de bâtiment.

Il convient de préciser ici que seules sont traitées les barres uniformes. Il s'agit de barres droites à section constante sur leur longueur. Cet article vise plus précisément les sections transversales en I ou H doublement symétriques (semelles égales) qui se rencontrent dans les profilés laminés, ou les profilés reconstitués par soudage (PRS). En revanche, il ne couvre pas le calcul des assemblages traité dans d'autres articles.

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KEYWORDS

steel   |   building   |   surface finish   |   ultimate limit stats   |   metallurgy   |   building   |   Eurocode 3   |   metallic construction

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-c2553


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1. Principes et notations

1.1 Principes de vérification selon les Eurocodes

  • Pour la vérification d'éléments de construction métallique, on doit envisager deux types d'états limites :

    • ELU : les États limites ultimes concernent les risques de défaillance structurelle ou d'effondrement, susceptibles de mettre en danger la sécurité des personnes et des biens. Il s'agit essentiellement de respecter deux genres de critères :

      • résistance,

      • stabilité globale et locale ;

    • ELS : les États limites de service concernent l'aptitude à l'utilisation de l'ouvrage, ainsi que son aspect. Selon la destination de l'ouvrage et selon le composant étudié, il s'agit de respecter deux sortes de critères :

      • déformation (flèches),

      • confort (vibration de plancher, par exemple).

  • De manière générale, la vérification de la résistance d'un élément de structure, vis-à-vis d'un État limite ultime, consiste à satisfaire une condition du type :

    avec :

    XEd
     : 
    effet de calcul qui résulte d'une combinaison d'actions agissant sur la structure ou sur l'élément de structure. Dans une telle combinaison, les valeurs caractéristiques des actions sont pondérées par des coefficients partiels (γF), généralement supérieurs à l'unité,
    XRd
     : 
    résistance de calcul qui correspond à l'État limite ultime considéré. La résistance de calcul est égale à la résistance caractéristique divisée par un coefficient partiel (γM) supérieur ou égal à l'unité.

Exemple

Poutre simplement appuyée de longueur L, soumise à une charge permanente G et à une charge d'exploitation Q (chargement uniformément réparti).

La combinaison ELU conduit à une charge : qELU = γG...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BUREAU (A.) -   Classification des sections selon l'Eurocode 3 – Tableaux de classement des profilés laminés en I  -  Revue Construction Métallique n° 4. CTICM (2005).

  • (2) - BUREAU (A.) -   Flambement par torsion et par flexion-torsion d'une barre comprimée  -  Revue Construction Métallique n° 2. CTICM (2004).

  • (3) - BUREAU (A.) -   Résistance d'une barre comprimée et fléchie selon l'EN 1993-1-1  -  Revue Construction Métallique n° 4. CTICM (2006).

  • (4) - GALEA (Y.), BUREAU (A.) -   Choix de l'analyse globale des ossatures en acier  -  Guide Eurocode. CTICM-CSTB (Juillet 2011).

  • (5) - BUREAU (A.), GALEA (Y.), LE CHAFFOTEC (P.) -   Tableaux de résistance des profilés en acier  -  Guide Eurocode. CTICM-CSTB (Mai 2012).

  • (6) -   *  -  Le...

1 Outils logiciels

  • Logiciel LTBeam : calcul du moment critique de déversement élastique. Logiciel gratuit disponible en téléchargement

    http://www.cticm.com.

  • Logiciel A3C juillet 2013 : vérification des barres comprimées et fléchies selon l'Eurocode 3

    Logiciel gratuit disponible en téléchargement

    http://www.cticm.com.

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

NF EN 1990 - Mars 2003 - Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures. AFNOR. - -

NF EN 1990/NA - Décembre 2011 - Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures. Annexe nationale à la NF EN 1990:2003. AFNOR. - -

NF EN 1993-1-1 AFNOR - Octobre 2005 - Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - -

NF EN 1993-1-1/NA AFNOR - 31 Août 2013 - Eurocode 3 – Calcul des structures en acierAnnexe Nationale à la NF EN 1993-1-1:2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - -

NF EN 1993-1-5 AFNOR...

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