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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
DOI (Digital Object Identifier)
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La conception des systèmes de pannelageArticle inclus dans l'offre
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4. Les pannes formées à froid – Principales spécificités
4.1 Incidences de l’opération de formage
4.1.1 Sur les caractéristiques mécaniques
Quelle que soit la méthode de formage à froid employée, les propriétés mécaniques du matériau subissent des modifications.
Quand un profil est formé à froid à partir d’une tôle ou d’un feuillard, les opérations de profilage ont pour conséquence un écrouissage des zones de pliage ; il en résulte une augmentation de la limite d’élasticité du produit initial et, dans une moindre mesure, de sa résistance à la traction, localisées au voisinage de ces zones de pliage.
Parallèlement, l’incidence de l’opération de formage est quasi nulle sur l’épaisseur du feuillard initial.
La figure 3 montre l’évolution de la limite d’élasticité sur le développé d’un profil en U avec bords tombés ; on constate que, si elle est majorée dans les zones de pliage, elle n’est quasiment pas affectée dans les zones planes de la section, moins affectées par le formage.
Il est dès lors intéressant de pouvoir profiter de cet effet dans le processus de calcul des éléments formés à froid en utilisant une « moyenne pondérée » des caractéristiques du matériau.
L’EN 1993-1-3:2007 propose une formulation permettant d’évaluer une limite d’élasticité « moyenne » suite au formage, utilisable pour l’ensemble de la section :
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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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