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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF P22-101-2/CN de juillet 2009 citée dans cet article a été intégrée dans la norme NF EN 1090-2/CN (P22-101-2/CN) : Exécution des structures en acier - Exigences techniques pour les structures en acier - Partie 2/CN : complément national à la NF EN 1090-2 (Révision novembre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2011 (Décembre 2020).
La norme NF EN 1090-2+A1 d'octobre 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1090-2 (P22-101-2) : Exécution des structures en acier et des structures en aluminium - Partie 2 : Exigences techniques pour les structures en acier" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1807 (septembre 2018).
RÉSUMÉ
Les pieds de poteaux des structures en acier constituent l'interface entre la charpente métallique et le génie civil. La conception d'un pied de poteau articulé ou encastré aura donc un impact sur la structure métallique et les fondations. Cet article présente les nouveaux concepts introduit par l'Eurocode 3 pour le calcul de la résistance des pieds de poteaux articulés/encastrés, mais aussi pour la justification de l'hypothèse de modélisation.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Maël COUCHAUX : Docteur Ingénieur en génie civil de l'INSA de Rennes - Chef de projet de recherche au CTICM
INTRODUCTION
Les pieds de poteaux peuvent être conçus articulés ou encastrés, ce qui a des conséquences importantes sur le prix de la structure métallique et des fondations.
Dans le bâtiment, il est courant de souder une platine en extrémité de poteau et de la relier à la fondation par deux, voire quatre tiges d'ancrage mais placées au niveau de l'axe ou à proximité de l'axe de ce même poteau. Ce type de pied de poteau est alors considéré nominalement articulé et cette conception reste suffisante tant que les rotations ne sont pas trop importantes. Dans le cas contraire, lorsque des rotations plus importantes sont nécessaires, il est possible d'utiliser d'autres dispositifs comme les grains ou les chapes avec axes d'articulation, l'objectif étant de réaliser une conception des appuis conforme aux hypothèses prises pour la modélisation de la structure.
L'Eurocode 3 permet de calculer la résistance des pieds de poteaux soumis à un effort de traction ou compression à l'aide de la méthode des composants qui reste, dans ce cas, assez aisée d'emploi. La justification de l'hypothèse d'articulation, rendue nécessaire par l'Eurocode, est basée sur des dispositions constructives qui étaient déjà présentes dans les règles françaises (ouvrage de Lescouarc'h par exemple). C'est l'objet de la première partie de cet article que de présenter la conception et le calcul des pieds de poteaux articulés.
Lorsqu'il devient difficile de respecter les critères de déplacements de l'ELS (présence d'un pont roulant par exemple), il est parfois courant d'avoir recours à des pieds de poteaux encastrés. Le calcul de la résistance des pieds de poteaux encastrés est alors effectué à l'aide de la méthode des composants, mais ne s'avère pas plus complexe à employer que les méthodes traditionnelles. L'exigence de justifier que ces attaches peuvent être modélisées comme rigides engendre cependant quelques difficultés. Le cas des pieds de poteaux encastrés par platine d'about est traité dans la deuxième partie de cet article.
Pour chacune de ces deux parties, un exemple illustre la démarche.
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1. Pieds de poteaux articulés
1.1 Dispositions constructives/condition d'articulation
L'utilisation de pieds de poteaux articulés permet généralement de limiter le coût des fondations elles-mêmes mais la conception de ces attaches est également plus simple que celle des pieds de poteaux encastrés (voir § 2).
Les pieds de poteaux articulés sont souvent réalisés en soudant une platine d'assise à l'extrémité du poteau laquelle est reliée au béton par deux, voire quatre tiges d'ancrage (voir figures 1 et 3) disposées au niveau, ou à proximité, de l'axe du profil.
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1re disposition constructive
Une première solution consiste à couler les tiges dans le béton, puis à positionner le poteau avec sa platine d'assise qui repose sur un scellement (voir figure 1). Dans la pratique française , une bêche était soudée sur la platine d'assise afin de permettre le transfert des efforts tranchants.
L'EN 1993-1-8 permet de se passer d'une bêche et de simplement transférer l'effort tranchant par cisaillement des tiges (lorsque le frottement ne peut être mobilisé), mais en assurant que les trous de la platine soient ronds normaux au sens de l'EN 1090-2. Ainsi, le jeu dans les trous doit être de 2 mm pour des tiges de diamètre inférieur ou égal à 24 mm et de 3 mm au-delà. Cette exigence est très contraignante puisqu'un jeu important est souvent nécessaire...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CEB - Design of fastenings in concrete. - Design Guide. Comité Euro-International du Béton. Thomas Telford Publishing, London (1996).
-
(2) - RYAN (I.) - Assemblages de pieds de poteaux en acier : Dimensionnement des assemblages de pieds de poteaux métalliques encastrés et articulés. - Guide plan Europe, CSTB/CTICM (2010).
-
(3) - LESCOUARC'H (Y.) - Les pieds de poteaux articulés en acier : Dispositions constructives, méthodes de calcul, standardisation. - Éditions CTICM (juin 1982).
-
(4) - LESCOUARC'H (Y.) - Les pieds de poteaux encastrés en acier : Dispositions constructives, méthodes de calcul. - Éditions CTICM (avril 1988).
-
(5) - LESCOUARC'H (Y.) - Pieds de poteaux articulés avec platine d’extrémité et plaque d’assise préscellée. - Revue Construction Métallique, n° 2 (1983).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Eurocode 2 – Calcul des structures en béton. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1992-1-1 AFNOR - Octobre 2005
-
Eurocode 2 – Calcul des structures en béton. Partie 4 : Conception et calcul des éléments de fixation pour béton. - Pr NF EN 1992-4 AFNOR - Septembre 2013
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1 AFNOR - Octobre 2005
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1 :2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1/NA AFNOR - Août 2013
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-5 : Plaques planes. - NF EN 1993-1-5 AFNOR - Mars 2007
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Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-5 : Plaques planes. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-5 :2007. - NF EN 1993-1-5/NA AFNOR - Octobre...
1 Organismes – Fédérations – Associations
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AFNOR – Association française de normalisation,
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APK – Association pour la promotion de l'enseignement de la construction acier,
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ConstruirAcier – Association pour le développement de la construction en acier dans le secteur du BTP,
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CTICM – Centre technique industriel de la construction métallique,
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