Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
English
RÉSUMÉ
Cet article traite essentiellement du calcul des poteaux mixtes de section doublement symétrique, soumis à de la compression, à de la flexion uniaxiale ou biaxiale et à de l’effort tranchant. Il s’applique à des poteaux isolés et à des poteaux faisant partie d’une ossature rigide ou souple. La résistance au cisaillement de l’interface acier–béton est également traitée, et l’article précise certaines dispositions constructives à respecter pour le béton d’enrobage et l’armature. Deux exemples numériques sont développés à titre d’illustration. Pour terminer, des notions sont données pour le calcul d’autres types de poteaux mixtes, d’utilisation moins fréquente.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Marie ARIBERT : Professeur Émérite des Universités – Conseiller en Construction Mixte acier-béton - Ancien directeur du Laboratoire de Structures de l’INSA de Rennes
INTRODUCTION
Une présentation générale des poteaux mixtes a été donnée au § 1.2.3 de l’article [C 2560], montrant qu’il existe une grande variété de sections possibles, en distinguant toutefois deux grandes familles :
-
les poteaux partiellement ou totalement enrobés de béton ;
-
les profilés creux remplis de béton.
Comme les poteaux en acier, les poteaux mixtes présentent les avantages suivants :
-
une capacité portante élevée pour des dimensions de section relativement réduites ;
-
une facilité d’assemblage aux autres éléments, les poutres en particulier, en raison de la présence de la partie acier des poteaux (cf. § 1.2.4 de l’article [C 2560]) ;
-
une aptitude à se déformer dans le domaine plastique et à présenter un comportement ductile.
De par la collaboration du béton avec l’acier, la solution d’un poteau mixte peut permettre une réduction appréciable de la section du profilé acier, par comparaison à la solution du poteau en acier seul, pour une capacité portante fixée.
La protection apportée par le béton, dans le cas de profilés partiellement enrobés (et à plus forte raison de profilés totalement enrobés), peut permettre de conférer à ces éléments une résistance élevée à l’incendie (cf. clause 4.3.5. et Annexe G de l’EN 1994-1-2). Même pour des profilés creux remplis de béton non protégés, la partie intérieure en béton armé compense largement la perte de résistance de l’acier rapidement échauffé, et permet d’obtenir des durées au feu appréciables sous réserve d’un dimensionnement approprié (cf. Annexe PCRB de la NF EN 1994-1-2/NA et , ; voir également les articles [C 2506] et [C 2507]).
Les premières études sur la capacité portante des poteaux mixtes à température ordinaire furent entreprises vers les années 1960, avec de nombreux essais réalisés aux USA, au Japon et en Europe, débouchant sur des codes nationaux spécifiques à chaque pays. La Section 4.8 de la prénorme européenne ENV 1994-1-1, publiée en 1994, a été basée ainsi sur la méthode de dimensionnement allemande, combinée à des apports venant des méthodes belge et anglaise. Les méthodes de dimensionnement de l’EN 1994-1-1 publié en 2005 se veulent d’application plus générale que l’ENV, comme cela est expliqué au § 1.
C’est pourquoi la rédaction du présent article est basé sur les principes et règles d’application de l’EN, Section 6.7, mis à part le § 5 abordant des modèles possibles de calcul dans des cas particuliers non couverts par ce code.
Dans cet article, l’accent est mis au § 2 sur la méthode dite « simplifiée » pour le calcul des poteaux comprimés et fléchis, même si ce choix de présentation avant une méthode générale peut ne pas paraître totalement logique. En fait, la méthode simplifiée permet de couvrir la plupart des cas pratiques du bâtiment en utilisant seulement le calcul manuel, comme le montrent les exemples traités au § 4.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 2005 par Jean-Marie ARIBERT
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
Considérations préliminaires sur les méthodes de dimensionnement
English
7. Glossaire – Définitions
Élément mixte ; composite member
Élément structural comportant des éléments en béton et en acier de construction ou formé à froid, liés entre eux par connexion afin de limiter le glissement longitudinal entre béton et acier et la séparation de ces éléments.
Poteau mixte ; composite column
Élément mixte soumis principalement à la compression ou à la compression et la flexion.
Ossature mixte ; composite frame
Ossature dans laquelle certains ou la totalité des éléments sont mixtes et où la plupart des éléments restants sont des barres en acier de construction.
Analyse globale ; global analysis
Détermination d’une distribution cohérente de sollicitations dans une structure, en équilibre avec une combinaison particulière d’actions agissant sur la structure.
Analyse globale au 1er ordre ; first order global analysis
Analyse globale où la détermination des sollicitations et déplacements est basée sur la géométrie initiale de la structure.
Analyse globale au 2e ordre ; second order global analysis
Analyse globale où la détermination des sollicitations et déplacements prend en compte l’influence de la déformation de la structure.
Ossature rigide ; non-sway frame
Ossature pour laquelle les sollicitations et déplacements peuvent être déterminés par une analyse globale au 1er ordre. Une ossature rigide n’est pas nécessairement une ossature contreventée.
Ossature souple ; sway frame
Ossature pour laquelle les sollicitations et déplacements doivent être déterminés par une analyse globale au 2e ordre.
Analyse locale au 2e ordre ; second order local analysis
Analyse des sollicitations amplifiées d’un élément lorsqu’on tient compte de sa déformation par rapport au repère local attaché à l’élément.
Longueur d’épure d’un poteau ; system length of column
Distance entre deux points adjacents au niveau desquels le poteau est tenu vis-à-vis du déplacement latéral dans un plan donné, ou distance entre un tel point et une extrémité du poteau.
Longueur de flambement d’un poteau ; buckling length of column
Longueur d’épure...
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
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
Glossaire – Définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ARIBERT (J.M.), RENAUD (Ch.), ZHAO (B.) - Simplified fire design for composite hollow-section columns - Structures and Buildings, ICE, vol. 161, issue SB6, p. 325-336 (2008).
-
(2) - ARIBERT (J.M.), RENAUD (Ch.), ZHAO (B.) - Calcul simplifié de poteaux à profils creux remplis de béton exposés aux conditions d’incendie normalisé – Exemples d’application manuelle - Revue Construction Métallique, n° 2 (2009).
-
(3) - HANSWILLE (G.), BERGMAN (R.) - Ermittlung geometrischer Ersatzimperfektionen für Verbundstützen mit hochfesten Stählen. - Forschungsvorhaben P3-5-17.10-99201, Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin (2001).
-
(4) - BERGMAN (R.), HANSWILLE (G.) - New design method for composite columns including high strength steel - Proceedings of Composite Construction V -The Kruger National Park, South Africa-18/23 July 2004 – Published by ASCE (2005).
-
(5) - TIMOSHENKO (S.P.) - Théorie de la stabilité élastique - Chapitre I...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Construction mixte acier-béton. Généralités. Caractéristiques des matériaux
-
Construction mixte acier-béton. Calcul des poutres mixtes de bâtiments. Partie 1 : Poutres en T à âme pleine
-
Construction mixte acier-béton. Calcul des poutres mixtes de bâtiments. Partie 2 : Poutres en T à enrobage partiel ou à âmes ajourées
-
Construction mixte acier-béton. Calcul des ossatures mixtes
-
Sécurité incendie des ouvrages en structures acier et acier – béton – Partie 1....
-
Arcelor Sections – Brochure « Construction mixte acier – béton à base de poutrelles laminées »
http://197.14.51.10 :81/pmb/GENIE CIVIL/Construction_Mixte.pdf
-
CTICM & ArcelorMittal – Brochures « Bonnes Pratiques pour la Construction de Structures en Acier – Bâtiments à usage commercial – Bâtiments à usage résidentiel »
https://www.cticm.com – Guide_bonnes_pratiques_bâtiment_résidentiel.pdf
-
ConstruirAcier
Logiciel A3C, développé par le CTICM en collaboration avec ArcelorMittal : la version 2.50 de mars 2016 traite le cas des poteaux mixtes comprimés et fléchis, avec section acier en I et H partiellement ou totalement enrobée.
https://www.cticm.com/content/a3c-logiciel-verification-barre-Eurocodes.3-et-4
...
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
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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
