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RÉSUMÉ
Dans la construction, il existe deux grandes familles de profils en acier : les profilés laminés à chaud et les profils formés à froid. Ces derniers sont aujourd'hui largement utilisés dans la construction et sont eux-mêmes répartis en deux grandes « familles » : les éléments plats (bacs nervurés pour couverture, bardages, bacs pour planchers collaborants ou dalles mixtes acier-béton) et les éléments longs (profilés pour pannes, lisses ou autres éléments structuraux d'ossatures).
Cet article se concentre sur l'utilisation d'éléments longs dans la fonction « panne support de couverture » pour présenter et comprendre les aspects essentiels de ces profils : incidence du formage, conception d'un système support de couverture (la panne et ses accessoires), cas des pannes maintenues par l'enveloppe.
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Dominique SEMIN : Ingénieur senior en constructions métalliques - Ingénieur Centrale Marseille (ex ESIM) - Ingénieur soudeur européen (EWE) - Ancien élève du CHEC
INTRODUCTION
Les éléments minces formés à froid sont utilisés de façon régulière dans les applications de pannes, lisses ou solives de plancher.
Pour mettre en évidence les particularités de ces produits, cet article va s’appuyer sur la fonction « panne de couverture ». Bien entendu, toutes les considérations développées relativement à ce rôle sont transposables aux autres utilisations.
Après avoir précisé la notion d’ « élément mince » et précisé la distinction à faire avec la notion de section de classe 4, l’article rappelle brièvement l’origine de ces produits et leur mode d’élaboration.
On examine ensuite l’incidence de l’opération de formage, d’une part, sur le matériau constitutif en introduisant la notion de limite d’élasticité apparente, et d’autre part, sur les caractéristiques du profil lui-même, du fait des rayons de pliage.
Le paragraphe suivant est consacré à la clarification des différentes instabilités susceptibles de concerner ce type de profil : voilement local des parois, flambement par distorsion des zones raidies de la section et flambement de la panne elle-même.
On aborde ensuite les aspects relatifs à la conception d’un pannelage, notamment l’interface entre la panne et la couverture, avec la notion de classe de construction. Sont également présentées les dispositions constructives usuelles.
Enfin, on présente la philosophie et les différentes étapes du calcul d’une panne maintenue continûment par le bac de toiture, ce qui représente la configuration la plus couramment rencontrée.
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MOTS-CLÉS
formage Comportement des matériaux calcul des structures ossatures pannes formage à froid éléments minces
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5. La conception des systèmes de pannelage
Pour concevoir un système de pannes, le charpentier métallique a le choix entre :
-
les systèmes traditionnels utilisant des poutrelles laminées à chaud ;
-
les systèmes de profils formés à froid.
Les pannes minces formées à froid sont souvent fournies sous la forme de systèmes constructifs (cf. § 2). Les capacités de résistance sont évaluées en fonction de modèles s’appuyant sur un programme d’essais approfondi qui tiennent compte du sens du chargement (action descendante ou ascendante) et de l’interaction entre le bac de couverture et les pannes. Ils sont traduits et intégrés dans un logiciel qui permet, généralement à l’industriel-fabricant, de réaliser les évaluations structurales et de fournir un pannelage « clé en mains ».
Ces 2 options sont équivalentes en termes de respect des impératifs de résistance, stabilité, rigidité.
Le choix entre l’un ou l’autre système sera piloté par des considérations :
-
liées à la planification et à l’organisation des travaux et des études :
-
dans le premier cas, les études d’exécution, la fabrication et le montage sont pris en charge par le constructeur,
-
dans le second cas, seul le montage reste à sa charge, les autres étapes étant sous traitées à l’industriel-fabricant.
-
-
liées aux choix de conception ou imposées par les documents du marché :
-
les pannes feront-elles ou non partie intégrante du système de contreventement ?
-
une classe de construction est-elle spécifiée dans les pièces écrites ? Les lots charpente et couverture sont-ils séparés ? …
-
Les paramètres de conception sont attachés à deux groupes de questions : d’une part, celles liées aux fonctions attendues du pannelage,...
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Produits plats en acier revêtus en continu par immersion à chaud pour formage à froid – Conditions techniques de livraison - NF EN 10346 AFNOR - 2015
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 1 : Conditions techniques générales de livraison - NF EN 10149-1 AFNOR - 2013
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 2 : Conditions techniques de livraison des aciers obtenus par laminage thermomécanique - NF EN 10149-2 AFNOR - 2013
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 3 : Conditions techniques de livraison des aciers à l’état normalisé ou laminage normalisant - NF EN 10149-3 AFNOR - 2013
-
Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour le bâtiment - NF EN 1993-1-1 AFNOR - 2005
-
Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles...
ANNEXES
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Arkeo System
CPN
Fixit
https://www.fixitshop.fr/fr/pannes
Joris IDE
https://www.joriside.com/fr-fr/products/structures/pannes-lisses
Profil C
http://www.profilc.fr/catalogue-panne
Profil du Futur – Multibeam
https://ds.arcelormittal.com/repository/Profil%20Du%20Futur/Page10et11.pdf
Profils minces de l’Ouest
https://www.spo-pmo.com/produits/gamme-pmo/
Sadef
https://www.voestalpine.com/sadef/fr
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