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25.01.2017

Détermination des propriétés de section efficace

Avant l'analyse des sections en acier, elles sont classées selon l'EN 1993-1-1, Ch. 5.5 vis-à-vis de leur résistance et de leur capacité de rotation. Les différentes parties de la section sont ainsi analysées et assignées aux classes 1 à 4. Les classes de section sont déterminées ultérieurement et généralement assignées à la classe la plus élevée des parties de section. Si une résistance plastique doit être appliquée pour un calcul ultérieur des sections de classe 1 et de classe 2, vous pouvez analyser la résistance élastique des sections à partir de la classe 3. Dans le cas des sections de classe 4, le flambement local se produit déjà avant que le moment élastique ne soit atteint. Pour considérer cet effet, vous pouvez utiliser les largeurs efficaces. Cet article décrit plus en détail le calcul des propriétés de section efficace.

Processus du calcul

Dans la première étape du calcul, la répartition des contraintes est déterminée sur une section brute. Selon l'EN 1993-1-5, chap. 4.4 [2], le facteur de voilement kσ des parties de la section comprimées peut être déterminé à l’aide des contraintes existantes. La largeur efficace beff de la partie de la section est calculée à partir du rapport d'élancement au flambement λp et du facteur de réduction résultant ρ. La réduction résultante est déduite de la section entière. Vous obtenez ainsi le résultat des nouvelles dimensions et propriétés de section.

À ce stade, le calcul n'est pas encore terminé. Une étape d'itération supplémentaire est nécessaire, dans laquelle la nouvelle distribution des contraintes avec les efforts internes existants est calculée à partir de la section réduite. Les éléments suivants doivent être considérés :

  1. En réduisant la section, le centre de gravité est déplacé. Les forces normales agissantes existantes génèrent un moment supplémentaire à la distance du nouveau centre de gravité.
  2. La réduction de la section peut également avoir un effet sur la rotation des axes principaux. Dans de tels cas, le moment de déviation Iyz doit être considéré.

Après avoir déterminé les contraintes, l'élancement des parties de la section comprimées est à nouveau vérifié. Si des réductions supplémentaires sont nécessaires, le processus itératif se poursuit jusqu'à ce qu'il n'y ait pas de modifications de section significatives. Ce n'est qu'alors qu'il est possible d'effectuer les vérifications correspondantes des sections efficaces.

Conclusion

La détermination rapide des sections efficaces effectuée au départ peut facilement devenir un calcul fastidieux en raison de plusieurs itérations requises. Ces difficultés peuvent être facilement évitées grâce au puissant programme SHAPE-THIN et aux modules additionnels dédiés au calcul et à la vérification de structures en acier.

Références

[1] Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments ; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-5 : Éléments structuraux plaques; EN 1993‑1‑5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Éd.) : Stahlbau-Kalender 2013 : Eurocode 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlin : Ernst & Sohn, 2013


Auteur

M. Sühnel est responsable de l'assurer de la qualité de RSTAB ; il participe également au développement de produits et fournit un support technique pour nos clients.

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