Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite du calcul aux états limites ultimes des poutres mixtes en T, isostatiques ou continues. Distinguant entre calculs élastique ou plastique, il expose les différentes méthodes disponibles d’analyse globale, et les vérifications des sections à effectuer sous moment fléchissant et sous effort tranchant. Sont également examinés la vérification des poutres vis-à-vis du risque d’instabilité par déversement en zones de moment négatif, et le dimensionnement de la connexion acier-béton, en particulier avec des connecteurs ductiles permettant d’introduire le concept de connexion partielle. L’article se poursuit par des notions sur les vérifications des poutres en T aux états limites de service, concernant le calcul des flèches, le contrôle de la fissuration et celui des vibrations.
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This article deals with the ultimate limit state calculations for composite T-beams, either isostatic or continuous. Making a distinction between elastic and plastic calculations, it explains the various available methods of global analysis, and the cross-section checks to be carried out under bending moment and vertical shear force. The article also looks at beam checking for risk of lateral-torsional buckling in the zone of hogging bending moment, and the design of the steel-concrete shear connection, in particular with ductile shear connectors, leading on to the concept of partial shear connection. Finally, the article looks briefly at checking serviceability limit states of T-beams, with the calculation of deflections and control of concrete cracking and vibrations.
Auteur(s)
-
Jean-Marie ARIBERT : Professeur des universités - Directeur du Laboratoire de mécanique des structures à l’INSA de Rennes - Conseiller scientifique au CTICM - Rédacteur de l’Eurocode 4 - Partie 1-1
INTRODUCTION
Cet article aborde dans les détails le calcul de la résistance des sections des poutres mixtes en T, de type plastique ou élastique selon la classe de ces sections, sous moment fléchissant, sous effort tranchant et en présence d’une interaction entre ces deux sollicitations. Il traite ensuite de l’analyse globale des poutres continues en distinguant l’analyse rigide plastique, l’analyse élastique « fissurée » et celle « non fissurée ». La vérification de ces poutres vis-à-vis du risque de déversement est également exposée d’une manière pratique (évitant des calculs complexes). Après avoir précisé les formules de résistance des goujons à tête soudés, en dalle pleine comme en dalle mixte (qui sont les connecteurs les plus utilisés aujourd’hui), le dimensionnement de la connexion est traité de manière approfondie, en distinguant le calcul élastique et le calcul plastique (lorsqu’il est possible) et, dans ce dernier cas, une connexion complète et une connexion partielle ; le dimensionnement et l’armature transversale qui va de pair avec celui de la connexion est également précisé. Enfin, l’article se termine par des notions sur les vérifications des poutres aux états limites de service, en particulier le calcul des flèches et le contrôle de la fissuration.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
building | Civil engineering | structural analysis | composite beams | limit states
VERSIONS
- Version courante de août 2016 par Jean-Marie ARIBERT
DOI (Digital Object Identifier)
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Vérification des poutres mixtes de section en T aux états limites ultimes2. Aspects liés à la fissuration des poutres mixtes aux états limites de service
Les objectifs des vérifications aux états limites de service en construction mixte acier-béton ont été définis en . Pour les bâtiments traditionnels, les contrôles des flèches, de la fissuration du béton et éventuellement des vibrations des planchers constituent, en général, des vérifications suffisantes. L’aspect de vibration des planchers mixtes (méthodes de calcul, critères d’acceptation) est développé dans l’article . Seuls des aspects relatifs à la manière de tenir compte de la fissuration dans le calcul des flèches et au contrôle de la largeur des fissures sont abordés ci-après.
2.1 Méthodes de calcul des flèches
Les actions et leurs combinaisons à considérer aux états limites de service pour déterminer la flèche δ d’une poutre mixte, ainsi que des valeurs de flèches admissibles des planchers selon l’Eurocode, sont indiquées dans l’article .
En ce qui concerne le calcul de la flèche d’une poutre, le cas de la poutre sur deux appuis ne présente pas de difficulté particulière. Ainsi, si cette poutre est de portée L et si elle est soumise, par exemple, à une charge p (par unité de longueur) uniformément répartie, la flèche due à cette charge est donnée par la formule bien connue :
avec I moment d’inertie de flexion de la section mixte homogénéisée.
Pour ce moment d’inertie, on peut adopter l’expression de I h donnée plus haut (cf. relation () ou (), selon le cas), en sachant que la largeur participante
peut conduire parfois à une assez forte surévaluation de la flèche (il est bien connu, en effet, que l’influence du traînage de cisaillement est plus faible à l’ELS qu’à l’ELU).
En revanche, le calcul des flèches d’une poutre continue doit tenir compte de la fissuration du béton dans les zones de moments négatifs...
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