Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article est consacré au comportement des structures et à la notion d'analyse globale. Il en détaille les différents types: 1er ou 2e ordre, élastique ou plastique. Il fournit également les méthodes de choix entre les divers outils d'analyse et leurs conséquences sur le dimensionnement. Il donne aussi les éléments pratiques nécessaires à une mise en oeuvre adéquate et concrète du processus d'analyse.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
This paper concerns the behavior of structures and the choice of a method for global analysis. Different types are described: 1st or 2nd order, elastic or plastic. It also provides methods for choosing between the various analysis tools and their impact on the design. The practical elements needed for sound application are also provided.
Auteur(s)
-
Nicolas BOISSONNADE : Dr-Ing. en Sciences pour l’Ingénieur - Professeur à la Haute École d’Ingénieurs et d’Architectes de Fribourg (Suisse)
INTRODUCTION
Les structures métalliques sont généralement constituées de barres – souvent rectilignes – connectées les unes aux autres pour former la géométrie de la structure. Conjointement avec la définition des conditions d'appui et de liaisons entre éléments, elles forment le schéma statique de la structure qui définit et caractérise ses degrés de liberté, c'est-à-dire la manière dont elle enregistre des déplacements et se déforme sous l’effet des charges appliquées.
Dans son travail quotidien, l’ingénieur en charge du calcul d’un ouvrage se doit d’assurer la résistance et la stabilité de la structure pour les différentes phases de sa vie (montage, vie quotidienne, événements exceptionnels…). En pratique, cela s’effectue le plus souvent en deux étapes : une première phase d’analyse suivie d’une série de vérifications (cf. § 2).
L’analyse globale ou analyse structurelle permet de caractériser l’influence des actions extérieures (charges permanentes, climatiques, d’exploitation, etc.) dans les différents éléments, sections et assemblages de l’ossature, et elle est le plus souvent menée sur la totalité de la structure (ou éventuellement sur une sous-structure, cf. § 2.3.2) – c’est pour cette raison que l’on parle habituellement d’analyse globale.
Une fois l’analyse globale effectuée, la résistance des sections et des assemblages, ainsi que la stabilité des différents éléments constitutifs de la structure peuvent être vérifiées.
L’analyse globale peut être effectuée au moyen des méthodes élastique ou plastique (§ 3.2). On notera toutefois que si l’analyse plastique est en général plus économique, elle est sujette à des conditions d’application plus strictes. En fonction du type de structure, il est possible de mener l'analyse globale en ayant recours à une théorie du 1er ordre ou du 2e ordre (§ 3.3.2). Dans le premier cas, on se réfère à la géométrie initiale non déformée de la structure, alors que dans le cas d'une analyse au 2e ordre, la géométrie de la structure est suffisamment affectée par les effets d'actions pour qu'il soit nécessaire de tenir compte de la modification de la géométrie sous l’effet des charges appliquées.
D'une manière générale, il est toujours possible de mener une analyse élastique. Par ailleurs, l'analyse globale peut être fondée sur la théorie du 2e ordre, dans tous les cas et sans restrictions, mais ce n’est pas toujours indispensable. Par simplicité, la pratique courante consiste souvent à se limiter à une analyse globale élastique au 1er ordre (cf. § 3.2.1).
Cet article rassemble les notions et les concepts indispensables à une bonne maîtrise de cette phase d’analyse. On y traite notamment du choix de la méthode d’analyse (élastique ou plastique, au 1er ou au 2e ordre).
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
structures | stability | verifications
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Les superstructures du bâtiment
(117 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Conclusion
En anglais
3. Exemple d’application
L’exemple détaillé ici met en pratique les principes d’analyse élastique au 2e ordre. Pour une structure en portique (figure 24), on présente successivement :
-
la détermination du facteur α cr et la nécessité ou non de mener une analyse au 2e ordre, pour les différentes combinaisons de charges envisagées ;
-
une analyse globale élastique au 2e ordre avec prise en compte des effets P − Δ par une amplification des moments de déformation latérale (méthode II) ;
-
l’analyse de la structure au moyen de la méthode forfaitaire (méthode III, c’est-à-dire prise en compte forfaitaire des effets P − Δ lors de l’analyse et vérifications de flambement des poteaux supposés à nœuds déplaçables).
L’ossature de la halle considérée ici est constituée d’une série de portiques triples en profilés laminés standard. Elle possède les caractéristiques suivantes :
-
portée 2 x 13,83 m et 1 x 10 m au centre ;
-
portiques espacés de 8 m dans la direction longitudinale de la halle ;
-
hauteur des poteaux d’extrémité : 8,48 m ;
-
pente de toit de 1,5 %, hauteur au faîte de 8,76 m ;
-
poteaux aux extrémités en HEA 360 ;
-
poteaux intermédiaires en HEA 500 ;
-
traverses en IPE 600.
La reprise des efforts horizontaux pour cette structure est caractérisée par :
-
une stabilisation longitudinale et transversale sans système de contreventement ;
-
des poteaux articulés en pied et des assemblages poutre/poteau rigides ;
-
des poteaux considérés comme maintenus hors plan en tête.
-
Nous considérons les actions et cas de charges suivants.
-
Charges permanentes G
Voir la figure 25.
-
Neige S
Voir la figure 26.
-
Vent W
Voir la figure ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Les superstructures du bâtiment
(117 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Exemple d’application
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOISSONNADE (N.), FLEISCHER (O.), FRANSSEN (J.M.), JASPART (J.P.), MAQUOI (R.), WEYNAND (K.) - Design of Tubular Steel Structures – Training and Education for the Implementation of Eurocode 3. - CIDECT, Comité International pour le Développement et l’Étude de la Construction Tubulaire (2008).
-
(2) - MAQUOI (R.), JASPART (J.-P.) - Cours de construction métallique. - Université de Liège (2002).
-
(3) - Leçons ESDEP. - Disponibles à l’APK (http://www.apkweb.org).
-
(4) - TRAHAIR (N.S.), BRADFORD (M.A.), NETHERCOT (D.A.), GARDNER (L.) - The Behaviour and Design of Steel Structures to EC3 (4th edition). - Taylor & Francis (2008).
-
(5) - BOISSONNADE (N.), GREINER (R.), JASPART (J.P.), LINDNER (J.) - Rules for Member Stability in EN 1993-1-1. - Background documentation and design guidelines, Eds. Mem Martins, Portugal, E.C.C.S. – ISBN 92-9147-000-84, vol. 119, 259 pages (2006).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1 AFNOR - Octobre 2005
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1 :2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1/NA AFNOR - 31 Août 2013
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
-
CTICM Centre technique industriel de la construction métallique
-
BNCM Bureau de normalisation de la construction métallique
-
CECM Convention européenne de la construction métallique
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Les superstructures du bâtiment
(117 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
