Présentation
Auteur(s)
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Koffi Aho VERCELLINO : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon - Ingénieur Civil du Génie Maritime - Chef du Service Structures Offshore de BOUYGUES-OFFSHORE
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article, introductif à la série des trois articles consacrés aux composants métalliques, présente les principes généraux qui fondent la conception et le dimensionnement des éléments constituant les structures ou constructions en acier.
Si le dimensionnement des composants est le passage obligé dans l’art de construire, la conception est la démarche qui donne une cohérence et une efficacité optimale au projet ; un article lui est donc explicitement consacré.
À la base de tout dimensionnement, il y a des règlements nationaux ou internationaux qui codifient les dispositions minimales à respecter. Hormis des nuances sur certains points de détail, les principes fondamentaux et les méthodologies des différents règlements sont similaires. La méthodologie de dimensionnement est décrite ici dans les termes des prénormes européennes mais elle est en fait aujourd’hui quasiment universelle. Les principaux éléments de cette méthodologie – la fiabilité et la sécurité des structures, les actions à considérer, la schématisation des structures pour déterminer la répartition des efforts dans la structure, la classification des sections de composants – sont tour à tour exposées.
Les articles sur les composants métalliques sont :
-
Conception et dimensionnement ;
-
Composants tendus et comprimés ;
-
Composants fléchis ;
-
Pour en savoir plus.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1980 par Jacques GAUVRIT
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Conception dans le projet de construction métallique2. Méthodologie de dimensionnement
Le dimensionnement d’une structure métallique se déroule presque toujours dans l’ordre des étapes suivantes :
1 – dessin de l’ossature principale ;
2 – définition des actions appliquées à la structure ;
3 – choix des barres de l’ossature sur la base d’un prédimensionnement ou de l’expérience ;
4 – modélisation de la structure, analyse globale et détermination des sollicitations dans les barres ;
5 – vérifications diverses des barres ;
6 – conception et vérification des assemblages.
À l’issue de l’étape 5, certaines barres peuvent avoir une résistance insuffisante ou être excessivement surdimensionnées ; un ajustement est alors effectué et la procédure est reprise à l’étape 4 par la mise à jour du modèle. Les calculs sont terminés lorsque tous les critères de résistance, de performance et d’économie sont satisfaits.
Chacune des étapes 2 à 6 est balisée par des exigences réglementaires et des principes sous-jacents qu’il convient de connaître.
2.1 Fiabilité et sécurité des structures
Les Eurocodes structuraux reconnaissent explicitement le caractère aléatoire ou incertain des paramètres intervenant dans le dimensionnement d’une structure : charges, propriétés des matériaux, géométrie, modélisation numérique, fabrication, montage, etc. La première exigence fondamentale de l’Eurocode 1, § 2.1 est ainsi formulée :
« Une structure doit être conçue et réalisée de sorte que pendant sa durée de vie escomptée, avec des niveaux de fiabilité appropriés et de façon économique, elle reste adaptée à l’usage pour lequel elle a été conçue et elle résiste à toutes les actions et influences susceptibles d’intervenir pendant son exécution et son utilisation. »
Comment définit-on les niveaux de fiabilité ? Le traitement du cas simple d’une barre de traction permet d’introduire les principales notions et d’apprécier intuitivement les problèmes posés. Les variables aléatoires intervenant dans le dimensionnement de la barre peuvent se ramener à l’effort de traction S et la résistance...
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