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RÉSUMÉ
Cet article traite du calcul des ossatures mixtes acier-béton en distinguant:- les ossatures dites "articulées" - les ossatures semi-continues - les ossatures continues. Ces ossatures sont considérées ici planes. Lorsque les ossatures sont contreventées, des méthodes simplifiées de calcul peuvent être utilisées, comme l’illustrent quelques exemples simples de calcul manuel. Certaines notions de calcul sont données pour les ossatures souples avec effets du second ordre géométrique et non-linéarités matérielles, exigeant un calcul au moyen d’un logiciel approprié d’éléments finis. Enfin, des considérations pratiques sont apportées sur le dimensionnement des jarrets poutre-poteaux, le renforcement des dalles au contact des poteaux et des dispositions constructives des pieds de poteaux mixtes.
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Jean-Marie ARIBERT : Professeur émérite des universités - Conseiller scientifique au CTICM - Rédacteur en chef de l’Eurocode 4 – Partie 1-1
INTRODUCTION
Les bases et expressions de calcul permettant de déterminer le moment résistant et la rigidité en rotation des assemblages mixtes ont été fournies dans le dossier précédent . La modélisation des assemblages au sein d’une ossature mixte y a été envisagée en fonction de la classification des assemblages en résistance ou en rigidité et du type d’analyse globale pour l’ossature, élastique ou plastique.
On donne dans ce dossier des développements jugés utiles pour l’application des méthodes globales d’analyse et la réalisation de dispositions constructives des assemblages ou de leur voisinage en considérant le cas le plus fréquent, à l’heure actuelle, des ossatures mixtes articulées et contreventées mais également celui des ossatures semi-continues et contreventées avec des assemblages semi-rigides ou partiellement résistants ; les avantages inhérents à ce deuxième cas d’ossature mixte devraient attirer davantage l’attention des projeteurs. Le troisième et dernier cas traité d’ossature est celui des ossatures continues et souvent non contreventées ; le renforcement des assemblages par des jarrets y est abordé, et des approches pragmatiques sont suggérées vis-à-vis des phénomènes de fissuration et de fluage du béton, ainsi que des effets du 2e ordre géométrique, lorsque l’analyse globale est de type élastique.
En général, les structures d’ossatures tridimensionnelles avec des éléments en acier et/ou mixtes peuvent être subdivisées en plusieurs ossatures planes pouvant être considérées comme appuyées latéralement au niveau des nœuds tridimensionnels. On se placera dans cette hypothèse.
La thématique « Construction mixte acier-béton » se compose de six dossiers :
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: Généralités. Caractéristiques des matériaux ;
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: Calcul des poutres mixtes ;
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: Calcul des poteaux mixtes ;
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: Calcul des assemblages mixtes ;
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[C 2 564] : Calcul des ossatures mixtes ;
-
: Pour en savoir plus.
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MOTS-CLÉS
génie civil construction structures et propriétés Bâtiment, et autres ouvrages calcul des structures ossatures dalle-poteau
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- Version courante de juil. 2018 par Jean-Marie ARIBERT
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Ossatures semi-continues et contreventéesArticle inclus dans l'offre
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1. Ossatures articulées et contreventées
La figure représente le type d’ossature plane concernée, où la stabilité vis-à-vis des actions horizontales et des actions gravitaires dissymétriques et assurée soit par une palée triangulée (figure a ), soit par un portique suffisamment rigide (figure b ). La partie articulée de l’ossature peut être également appuyée sur une structure rigide en béton armé (mur de refend, cage d’escalier, etc.).
Les assemblages « nominalement articulés » des poutres aux poteaux peuvent permettre de conserver la continuité des poteaux, ce qui est pratiquement toujours le cas lorsque ceux-ci sont en acier. Lorsque les poteaux sont mixtes, en particulier pour les poteaux à profils creux, il n’est pas rare que ceux-ci soient interrompus au passage des planchers pour une raison de facilité constructive (cf. § 3.3 de [C 2 562]). D’un point de vue structural, les assemblages « nominalement articulés » présentent toujours une certaine rigidité (au plus égale à 0,5 E a I 1 /L b ; cf. relation (43) de [C 2 563]) et une certaine résistance (au plus égale à 0,25 fois le moment exigé pour un assemblage qui serait à résistance complète ; cf. § 2.1 de [C 2 563]). Le fait de les considérer comme des articulations parfaites place généralement l’analyse des sollicitations et les vérifications des éléments à aux ELU (états limites ultimes) assez nettement en sécurité ; on peut toutefois rencontrer quelques rares situations où cette simplification deviendrait légèrement insécuritaire ; par exemple celle de poteaux assez élancés et fortement chargés à un niveau proche de l’instabilité...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Comité Européen de Normalisation (CEN) – Eurocode 4 - * - Conception et dimensionnement des structures mixtes acier-béton – Partie 1.1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. Pr EN 1994-1-1 au stade de l’édition, juin 2003.
-
(2) - AFNOR – P 22-391-0 - Document d’Application Nationale (DAN) de l’ENV 1994-1-1 - , sept. 1994.
-
(3) - ARIBERT (J.M.) - Stabilité au déversement de traverses articulées ou semi-continues d’ossatures mixtes acier-béton en phase de construction. - Revue Construction Métallique, no 2 (2001).
-
(4) - TERRELL (P.) - Philosophie de la construction mixte bâtiment. - Cahier de l’APK no 25, sept. 2000.
-
(5) - Convention Européenne de la Construction Métallique (CECM) - Design guide for slim floors with built-in beams. - Document technique no 83, sept. 1995.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Planchers de bâtiments en construction métallique et mixte.
-
Composants métalliques. Conception et dimensionnement.
-
Composants métalliques fléchis. Assemblage.
-
Constructions métalliques. Assemblages par procédés mécaniques.
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