Construction mixte acier-béton - Calcul des poutres mixtes de bâtiments - Partie 1: poutres en T à âme pleine

En construction mixte acier-béton des bâtiments, la poutre constitue l’élément de base à maîtriser par le calcul, la configuration la plus classique étant celle de la poutre en T avec une dalle au-dessus d’un profilé métallique et connectée à celui-ci. Tel est l’objet du présent article axé essentiellement sur l’aspect calcul, les aspects de configuration et de fabrication des poutres ayant été traités dans l’article  [C 2 560] .

On pourrait penser a priori que la théorie élastique classique de la Résistance des Matériaux, généralisée au cas des sections hétérogènes, puisse suffire à répondre à l’objet de l’article. En réalité, il n’en est rien en raison de multiples phénomènes qui entrent en jeu dans un dimensionnement de poutre, comme la phase de construction, l’étayage éventuel de la poutre, l’effet du fluage et de la fissuration du béton sur les déformées et la redistribution des efforts internes, l’effet du glissement au niveau de la connexion, à plus forte raison si celle-ci n’est que partielle, etc.

Contrairement à la démarche utilisée pour les poutres mixtes d’ouvrages d’art, très souvent supportées par des calculs élastiques, on a grand intérêt pour les poutres mixtes de bâtiment à faire appel au calcul plastique des sections, voire des poutres elles-mêmes, chaque fois que cela est possible, quitte à choisir des sections métalliques suffisamment compactes ou à modifier certains pourcentages d’armatures de manière appropriée. Non seulement le calcul plastique est plus simple en général, permettant de négliger certains des phénomènes à prendre en compte dans le calcul élastique. Mais, il permet aussi de mieux appréhender les états limites ultimes des poutres en conférant au dimensionnement un niveau de sécurité homogène. Évidemment, les états limites de service des poutres de bâtiment restent du ressort du calcul élastique. C’est dans cette optique que se placent les développements qui suivent, accordant une part majeure au calcul plastique.

Parmi les différents états limites ultimes des poutres de bâtiment, on ne doit pas négliger d’inclure celui de la connexion acier-béton dont le dimensionnement peut être traité de manière simple, également par le calcul plastique, sous réserve que l’on utilise des connecteurs ductiles...