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Auteur(s)
-
René MAQUOI : Ingénieur civil des constructions - Professeur émérite de l'université de Liège
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Lorsqu'ils sont comprimés, sur tout ou partie de leur section transversale, les éléments structuraux de type « barre » sont susceptibles de voir leur capacité portante affectée par les phénomènes d'instabilité. S'agissant d'un élément comprimé axialement (poteau), un tel phénomène est désigné « flambement ». Pour un élément soumis à flexion (poutre) autour de l'axe de forte inertie de sa section transversale, sous l'action de moments d'extrémité et/ou de charges transversales, on parle plutôt de « déversement ». L'instabilité se manifeste d'autant plus que l'élancement de la barre est important.
Dans le présent dossier, on introduit les principes de base ayant conduit à l'élaboration des courbes adimensionnelles de flambement et de déversement. La procédure de mise en œuvre pratique de celles-ci dans le cadre de vérifications réglementaires est développée par ailleurs, plus précisément dans les dossiers traitant des composants de construction métalliques comprimés ou fléchis.
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5. Déversement des poutres
5.1 Généralités
Une barre sollicitée par des moments d’extrémité ou des charges transversales à son axe longitudinal est soumise à flexion ; on donne habituellement le nom de poutre à une barre sollicitée de la sorte.
Raisonnons d’abord sur une poutre à section symétrique par rapport au plan de flexion et réputée indéformable, telles les sections en I ou en H, qui constituent les éléments structuraux de construction métallique couramment destinés à cette fonction. La flexion d’une telle poutre autour de l’axe de faible inertie de sa section transversale se manifeste uniquement par des déplacements v dans le plan de sollicitation et ce, quelle que soit la valeur de la sollicitation.
Si, au contraire, la poutre est fléchie autour de l’axe de forte inertie de sa section transversale, elle subit d’abord des déplacements w dans le plan de flexion. Pour un certain niveau de la sollicitation, la partie comprimée de la poutre (par exemple, la semelle comprimée dans le cas d’une section en double té) a tendance à se dérober latéralement selon des déplacements v. Comme la partie tendue n’a aucune raison de manifester cette même tendance, l’indéformabilité supposée de la section entraîne que le mouvement latéral de la partie comprimée est nécessairement accompagné d’une rotation de torsion φ autour de l’axe longitudinal. Ce phénomène d’instabilité spécifique aux poutres associe déplacement transversal au plan de sollicitation et déformation de torsion ; il est appelé déversement . Il ne se produit évidemment que si la poutre n’est pas dotée de maintiens latéraux discrets ou continus suffisamment efficaces.
Le déversement s’apparente donc à un flambement latéral de la zone comprimée soumise à une restreinte élastique de la part de la partie tendue.
Le déversement est une instabilité de bifurcation, au sens développé au § 4.1...
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Déversement des poutres
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TIMOSHENKO (S.P.), GERE (J.M.) - Theory of Elastic Stability - McGraw-Hill, New York (1961).
-
(2) - REIS (A.), CAMOTIM (D.) - Estabilidade Estrutural - McGraw-Hill, New-York (2000).
-
(3) - 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).
-
(4) - GALEA (Y.) - Moment critique de déversement élastique de poutres fléchies - Présentation du logiciel LTBEAM, Revue Construction Métallique, n° 2 (2003).
-
(5) - European Commission - Lateral torsional buckling in steel and composite beams - Rapport EUR 20888 EN, RFCS Publications, Bruxelles (2003).
-
(6) - MAQUOI (R.) - Instabilités structurales – Principes généraux - [C...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Échafaudages – Calculs
-
Construction mixte acier-béton – Calcul des poteaux mixtes
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