| Réf : C2564 v1

Ossatures continues
Construction mixte acier-béton - Calcul des ossatures mixtes

Auteur(s) : Jean-Marie ARIBERT

Date de publication : 10 mai 2007

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Présentation

RÉSUMÉ

Cet article traite du calcul des ossatures mixtes acier-béton en distinguant:- les ossatures dites "articulées" - les ossatures semi-continues - les ossatures continues. Ces ossatures sont considérées ici planes. Lorsque les ossatures sont contreventées, des méthodes simplifiées de calcul peuvent être utilisées, comme l’illustrent quelques exemples simples de calcul manuel. Certaines notions de calcul sont données pour les ossatures souples avec effets du second ordre géométrique et non-linéarités matérielles, exigeant un calcul au moyen d’un logiciel approprié d’éléments finis. Enfin, des considérations pratiques sont apportées sur le dimensionnement des jarrets poutre-poteaux, le renforcement des dalles au contact des poteaux et des dispositions constructives des pieds de poteaux mixtes.

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ABSTRACT

Composite Steel and Concrete Construction Design of composite frames

This article deals with the design of steel-concrete composite frames, distinguishing between nominally pinned, semi-continuous and continuous frames. Here, these frames are assumed to be plane. When the frames are laterally braced, simplified design methods may be used, as shown by a few simple worked examples. Some design basics are given for sway frames with nonlinear material properties and second order geometrical effects requiring the use of appropriate finite element software. Lastly, some practical information is provided on beam-column haunches, strengthening of column-bearing slabs, and building provisions for composite column bases.

Auteur(s)

  • Jean-Marie ARIBERT : Professeur émérite des universités - Conseiller scientifique au CTICM - Rédacteur en chef de l’Eurocode 4 – Partie 1-1

INTRODUCTION

Les bases et expressions de calcul permettant de déterminer le moment résistant et la rigidité en rotation des assemblages mixtes ont été fournies dans le dossier précédent . La modélisation des assemblages au sein d’une ossature mixte y a été envisagée en fonction de la classification des assemblages en résistance ou en rigidité et du type d’analyse globale pour l’ossature, élastique ou plastique.

On donne dans ce dossier des développements jugés utiles pour l’application des méthodes globales d’analyse et la réalisation de dispositions constructives des assemblages ou de leur voisinage en considérant le cas le plus fréquent, à l’heure actuelle, des ossatures mixtes articulées et contreventées mais également celui des ossatures semi-continues et contreventées avec des assemblages semi-rigides ou partiellement résistants ; les avantages inhérents à ce deuxième cas d’ossature mixte devraient attirer davantage l’attention des projeteurs. Le troisième et dernier cas traité d’ossature est celui des ossatures continues et souvent non contreventées ; le renforcement des assemblages par des jarrets y est abordé, et des approches pragmatiques sont suggérées vis-à-vis des phénomènes de fissuration et de fluage du béton, ainsi que des effets du 2e ordre géométrique, lorsque l’analyse globale est de type élastique.

En général, les structures d’ossatures tridimensionnelles avec des éléments en acier et/ou mixtes peuvent être subdivisées en plusieurs ossatures planes pouvant être considérées comme appuyées latéralement au niveau des nœuds tridimensionnels. On se placera dans cette hypothèse.

Nota :

La thématique « Construction mixte acier-béton » se compose de six dossiers :

  •  : Généralités. Caractéristiques des matériaux ;

  •  : Calcul des poutres mixtes ;

  •  : Calcul des poteaux mixtes ;

  •  : Calcul des assemblages mixtes ;

  • [C 2 564] : Calcul des ossatures mixtes ;

  •  : Pour en savoir plus.

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KEYWORDS

civil engineering   |   building   |   structures and properties   |   Buildings and other built environment   |   structural analysis   |   pinned   |   column-slab joints

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c2564


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3. Ossatures continues

3.1 Généralités

Les ossatures mixtes continues présentent essentiellement un intérêt en l’absence d’un système de contreventement, parfois imposée par la finalité de la construction.

Exemple

le cas de halls industriels (figure ) qu’il peut y avoir avantage à concevoir avec des poutres et poteaux mixtes lorsque des exigences sévères sont imposées sur les déplacements latéraux et flèches des poutres aux ELS (états limites de service) et/ou sur la durée de résistance à l’incendie.

L’ossature peut être stabilisée dans le sens de la longueur par des systèmes triangulés classiques, et dans le sens de la largeur par des ossatures en portique, en particulier s’il y a un besoin de circulation.

Le choix d’une ossature continue peut répondre également à un besoin de conception structurale.

Exemple

en zones sismiques où la structure résistante aux actions sismiques peut bénéficier d’un coefficient de comportement de 6 à 8 si elle est conçue comme une ossature en portique non contreventé, et seulement d’un coefficient ne dépassant pas 4 si elle est constituée par un système triangulé (cf. § 7.3.2 de [13]).

L’analyse globale rigide-plastique pour de telles ossatures est nécessairement d’application limitée, comme le précise d’ailleurs l’Eurocode 4. L’ossature doit être suffisamment rigide, c’est-à-dire ne pas être sensible aux effets du 2e ordre géométrique, et la considération de mécanismes avec des rotules plastiques dans les poteaux est vivement déconseillée, ces rotules ne possédant qu’une faible capacité de rotation (cf. § 5.4.5 (1) et (5) de [1]). Aussi, seule l’analyse globale de type élastique est-elle examinée ici, ce qui implique que les assemblages de type poutre-poteau soient rigides (ou éventuellement articulés pour certains), conformément au tableau 1 de [C 2 563]. La connaissance de S j, ini est donc nécessaire pour être en mesure de vérifier la condition de l’équation de type (42) de ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Comité Européen de Normalisation (CEN) – Eurocode 4 -   *  -  Conception et dimensionnement des structures mixtes acier-béton – Partie 1.1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. Pr EN 1994-1-1 au stade de l’édition, juin 2003.

  • (2) - AFNOR – P 22-391-0 -   Document d’Application Nationale (DAN) de l’ENV 1994-1-1  -  , sept. 1994.

  • (3) - ARIBERT (J.M.) -   Stabilité au déversement de traverses articulées ou semi-continues d’ossatures mixtes acier-béton en phase de construction.  -  Revue Construction Métallique, no 2 (2001).

  • (4) - TERRELL (P.) -   Philosophie de la construction mixte bâtiment.  -  Cahier de l’APK no 25, sept. 2000.

  • (5) - Convention Européenne de la Construction Métallique (CECM) -   Design guide for slim floors with built-in beams.  -  Document technique no 83, sept. 1995.

  • ...

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