Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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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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Déversement des poutres
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4. Flambement par torsion et par flexion-torsion
Dans ce qui précède, on a étudié dans le détail le flambement par flexion des éléments structuraux comprimés. Ce type d'instabilité est associé à des déplacements latéraux dans un plan de symétrie de la section transversale. Ce plan est le plan faible – c'est-à-dire celui de moindre inertie – pour des conditions d'appui identiques pour la flexion dans les deux plans principaux. En toute généralité, on ne peut conclure qu'il s'agit du plan d'élancement maximum car les courbes de flambement applicables ne sont pas identiques pour les deux sens possibles de flambement.
Dans ce chapitre, on considère un autre type d'instabilité par flambement. Il s'agit toujours d'une instabilité par bifurcation, mais le champ de déplacements qui le caractérise comporte, non seulement des déplacements latéraux de flexion, mais aussi des déplacements de torsion. On parle ici de flambement par flexion-torsion. Ce nouveau phénomène d'instabilité est d'une très grande importance lorsque les barres comprimées ont une section ouverte et à parois minces. Ces deux caractéristiques entraînent une rigidité en torsion particulièrement faible. Les barres avec d'autres types de sections transversales possèdent une rigidité en torsion normalement beaucoup plus élevée et, pour cette raison, ont un comportement géométriquement non linéaire principalement influencé du fait de l'instabilité par flexion examinée plus haut.
4.1 Charges critiques élastiques
Lorsqu'une barre à section ouverte à parois minces est soumise à un moment de torsion, ses sections, non seulement tournent autour de l'axe longitudinal, mais aussi gauchissent.
Le gauchissement traduit le fait qu'une section plane ne reste pas plane sous l'effet de la sollicitation, mais subit un déplacement longitudinal variable de point à point de cette section.
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Le gauchissement est libre lorsque, à la fois, les conditions d'appui de la barre ne brident pas le gauchissement et le moment de torsion appliqué est constant le long de la barre. La barre n'est alors soumise qu'à torsion uniforme ou torsion de Saint-Venant. Lorsque le moment de torsion est variable le long de la barre, ou que le gauchissement est totalement ou partiellement empêché en l'une ou l'autre section, la barre est dite soumise à « torsion non uniforme ». Dès lors, le moment de torsion Mt appliqué...
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Flambement par torsion et par flexion-torsion
BIBLIOGRAPHIE
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(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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