Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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René MAQUOI : Ingénieur civil des constructions - Professeur émérite de l'université de Liège
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les très bonnes propriétés de résistance et de raideur qui caractérisent les aciers de construction expliquent que la construction métallique fasse un très large usage d'éléments structuraux élancés. Un corollaire est que l'instabilité structurale devient une préoccupation majeure lors de l'étude de projets.
L'instabilité structurale peut indifféremment affecter les structures en barres, en plaques ou en coques. Il existe ainsi de multiples phénomènes d'instabilité ayant leurs spécificités. Leur traitement rigoureux trouve vite ses limites, au plan strict de l'analyse mathématique, et la plupart des solutions pratiques préconisées font appel à l'expérimentation et aux outils numériques.
Dans le présent dossier :
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on introduit intuitivement la relation entre équilibre et stabilité et on identifie clairement les phénomènes d'instabilité élémentaires qui seront examinés plus en détail par la suite ;
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on commente, en les illustrant, les deux types d'instabilité élastique – par bifurcation et par point limite – et on en donne les caractéristiques et propriétés ;
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on souligne ce qui différencie l'élément structural réel tel que réalisé par les méthodes usuelles de fabrication, donc doté d'imperfections et fait d'un matériau réel, de l'élément structural idéalement parfait constitué d'un matériau à comportement « théorique » indéfiniment élastique ;
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on leur associe respectivement la charge ultime, seule représentative de la capacité portante réelle, et la charge critique élastique, qui intervient néanmoins au rang des paramètres déterminants dans l'évaluation de la première.
Les dossiers suivants (dont ) abordent successivement et séparément, mais toujours au plan conceptuel, les instabilités spécifiques aux barres, aux plaques et aux coques. Quant aux aspects réglementaires, ils sont abordés dans les dossiers s'adressant spécifiquement aux éléments structuraux concernés.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 1985 par Bernard MILET
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Résistance des structures vis-à-vis de l'instabilité5. Conclusions
L'instabilité est à prendre en considération dans les structures ou éléments structuraux élancés et sollicités, totalement ou partiellement, en compression.
Le présent dossier constitue une introduction à l'instabilité structurale. Il n'a pas de finalité immédiate au niveau du projet, mais il a vocation formative. Il vise en effet à introduire les principaux concepts relatifs à l'instabilité et à fournir les éléments d'information utiles pour une utilisation raisonnée des règles de vérification à mettre en œuvre dans le contexte de projets.
La relation entre équilibre et stabilité a été introduite de manière intuitive.
Au plan pratique, les principaux phénomènes élémentaires d'instabilité ont été identifiés dans la perspective d'une analyse ultérieure plus approfondie.
Au plan conceptuel, on a introduit les deux types d'instabilité élastique – par bifurcation et par point limite – et on en a passé en revue les caractéristiques et propriétés en se référant à des exemples.
L'instabilité élastique couvre les éléments structuraux dits « idéaux ». Les éléments industriels diffèrent de ces derniers par leur géométrie initiale imparfaite, les excentricités accidentelles dans l'application des charges, la loi constitutive du matériau et les déformations (contraintes) résiduelles résultant de l'historique de l'élaboration du produit.
La charge critique élastique est une caractéristique des éléments structuraux idéaux. La charge ultime, notion attachée aux éléments structuraux industriels, incorpore les effets de toutes sortes d'imperfections et traduit en même temps, aussi fidèlement que possible, le comportement réel du matériau.
Bien davantage que la charge critique élastique, la charge ultime est représentative de la capacité portante. Sa détermination fait néanmoins intervenir la charge critique au rang des paramètres déterminants.
D'autres dossiers aborderont plus précisément et séparément les aspects d'instabilité plus spécifiquement présents dans, respectivement, les barres les plaques et les coques (autres dossiers à paraître prochainement). Leur traitement ne sera toutefois que phénoménologique. Les détails complets devant permettre les vérifications...
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Conclusions
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Comité européen de normalisation – CEN, Eurocode 3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-1 ; Règles générales et règles pour les bâtiments. - EN 1993-1-1 - 2005
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Comité européen de normalisation – CEN, Eurocode 3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-5 ; Plaques planes. - EN 1993-1-5 - 2005
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Comité européen de normalisation – CEN, Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton – Partie 1-1 ; règles générales et règles pour les bâtiments. - EN 1994-1-1 - 2005
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Comité européen de normalisation – CEN, Eurocode 3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-6 ; Règles générales : Règles supplémentaires pour la résistance et la stabilité des structures en coque. - EN 1993-1-6 - 2007
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