Présentation
INTRODUCTION
Les liaisons mécaniques des structures répondent, dans le bâtiment, à un classement double où le terme « mécanique » est en fait secondaire. En effet, en constructions métalliques, les liaisons sont rarement de pure mécanique, on parle plutôt de structures isostatiques ou hyperstatiques simples.
Voire encore, pour simplifier davantage, et suivant leurs caractéristiques, de :
-
liaisons démontables ;
-
liaisons non démontables.
Ces liaisons, dites mécaniques (appuis simples, articulations, encastrements, parfois des rotules,…), s’identifient ensuite selon certains paramètres tels que :
-
les mouvements relatifs d’un élément par rapport à un autre, ce qui conduit à décrire la notion de « degrés de liberté » répartie en 6 mouvements (3 translations et 3 rotations) ;
-
les composantes d’effort qui sont autant d’inconnues de liaison et qualifient les liaisons considérées finalement comme rigides ou élastiques.
L’article, après avoir traité des cas généraux des liaisons, aborde les questions de l’isostatisme, de l’hyperstatisme et du mécanisme qui interrogent les principes fondamentaux de la statique.
Divers exemples concrets de calcul, comme la « méthode des coupures » (pour rendre la structure isostatique), ainsi que de nombreuses études de cas, sont en plus égrenés au fil de l’article. Par exemple, l’auteur cite successivement la situation des :
-
systèmes réticulés ;
-
systèmes critiques ou instables ;
-
poutres cantilevers ;
-
portiques (encastrés, articulés, à symétrie particulière de formes et/ou de charges, etc.).
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Les liaisons mécaniques des structures - Introduction| Plan de la page |
I - Principes relatifs aux liaisons
Définition
Lier deux éléments, c’est introduire entre eux une dépendance ou un lien, (par exemple : liaison des idées dans un texte, agent de liaison, liaison de deux ensembles de nombres en mathématiques par une loi que l’on nomme application ou fonction, etc.).
Ainsi, une liaison établit une ou des relations entre des éléments.
On appelle degré de liaison, une liaison qui peut être totale ou partielle (par exemple éléments assemblés par soudure ou emmanchés à force, éléments articulés ou emboîtés, etc.).
Il existe donc divers degrés de liaison, et le degré d’une liaison sera défini par le nombre de relations liant les deux éléments.
De même, on dit d’une liaison qu’elle est d’ordre 1 lorsque celle-ci est réalisée directement entre deux éléments. On peut aussi la nommer liaison simple.
Une liaison est dite d’ordre 2 lorsqu’elle est réalisé à l’aide d’un élément intermédiaire, et ainsi de suite... Une liaison d’ordre supérieur à 1 est dite complexe.
En construction, la plupart des liaisons sont permanentes ; aussi les classe-t-on de préférence en liaisons démontables ou non démontables.
A - Caractères d’une liaison mécanique
Mouvement relatif d’un élément par rapport à un autre
Une liaison mécanique peut se caractériser par la ou les possibilités de mouvements relatifs d’un élément par rapport à un autre ( cf. Fig. 1 ).
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