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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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2. Pieds de poteaux encastrés
2.1 Dispositions constructives
Dans un bâtiment, lorsque les exigences concernant les flèches sont prépondérantes (en présence d’un pont roulant par exemple), il peut être intéressant d’encastrer les pieds de poteaux. Ce choix a un coût sur les fondations (volume de béton, ferraillage), mais aussi sur la partie en acier de l’attache (tiges plus conséquentes, raidissage).
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Conception simple la plus courante
La conception la plus courante consiste à souder une platine d’assise en extrémité du poteau et à la liaisonner à la fondation par 4 tiges d’ancrage (voir figure 16).
Bien sûr, il faut veiller à ce que la fondation elle-même respecte cette hypothèse d’encastrement : la partie en béton ne doit pas pouvoir tourner sous l’action des efforts transmis par le poteau. C’est pourquoi il est fréquent qu’une poutre de redressement soit utilisée, réalisant ainsi la fermeture du cadre constitué par la structure métallique et la fondation en béton.
Les CM66 ne traitaient pas de façon satisfaisante le calcul des pieds de poteaux encastrés. Pour pallier cela, le guide rédigé par Y. Lescouarc’h en 1988 et édité par le CTICM propose une méthodologie de calcul basée sur les principes du béton armé. Elle s’applique au calcul des pieds de poteaux encastrés par platine, que le poteau soit un profilé à section en I/H ou un tube.
La partie 1-8 de l’Eurocode 3 donne des éléments pour le calcul des pieds de poteaux encastrés, mais essentiellement pour les pieds de poteaux avec platine d’assise tels que celui représenté à la figure 16. Il convient de vérifier la résistance de ce type d’attache et notamment la résistance en flexion. Il est également nécessaire de justifier l’hypothèse de modélisation de l’attache adoptée dans l’analyse globale de l’ossature,...
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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).
-
...
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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