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05.06.2017

Calcul d’un poteau à section variable conformément à EN 1993-1-1

Système

Sections : IS 220/300/15/25/0 (base de poteau), IS 620/300/15/25/0 (tête de poteau)
Matériau : S 355 (DIN EN 1993-1-1)
Hauteur du poteau : 6,0 m
Du côté en traction de la section, il y a un appui continu dans la direction Y (axe de rotation latéral).

Charge

Charges de calcul:
NEd = 1 500 kN
MEd = 600 kNm

Classification des sections

La section n'atteint pas la courbe à l'état limite ultime avec les charges de calcul existantes. Les efforts internes doivent donc être augmentés à l'état ultime.
Il existe deux options:
  1. Augmenter linéairement tous les efforts internes jusqu'à ce que l'état ultime soit atteint (voir la Figure 02 à gauche, la deuxième option [par défaut] dans Détails)
  2. N'augmentez que MEd pour atteindre l'état ultime (voir la Figure 02 [à droite], la première option dans Détails)

Les deux options et méthodes conduisent à des résultats très différents: d'un rapport élastique maximal du tiers supérieur à un rapport de calcul plastique possible de la section sur toute la hauteur du poteau.

Dans le cas d'un échec de stabilité actuel, aucun incrément de l'effort axial ne survient; seulement un incrément des moments dus aux déformations et à l'analyse du second ordre. La deuxième option est donc sélectionnée.

Amplificateur minimal αult, k

Dans ce cas, le rapport de calcul de la section est déterminé à l'aide de l'interaction plastique linéaire (voir [2] Éq. [6.2]). Cette option doit être activée dans Détails, car RF-/STEEL EC3 effectue le calcul pour les sections de classe 1 ou 2 selon l'Eq. (6,31) ou (6,41) de [2] par défaut.

Conformément au paragraphe 6.3.4 (2) de [2] , il peut être nécessaire de calculer l’amplificateur de charge minimal αult, k pour atteindre la résistance caractéristique dans le plan principal avec tous les effets des imperfections et l’analyse du second ordre .

Le contrôle, dans la mesure où les déformations affectent les efforts internes, est déterminé selon l'Équation (5.1) de [2] :

Dans ce cas, αcr doit être déterminé par RF-/STEEL EC3 et RF-/STEEL Warping Torsion. La meilleure méthode consiste à générer un cas de module séparé et à définir des maintiens latéraux intermédiaires pour l'ensemble de barres afin d'imposer la première forme modale avec «flambement dans la direction de l'axe principal».

αcr = 18,90> 10

Le rapport de calcul de la section et donc l'amplificateur de charge minimale αult, k peuvent être calculés avec les efforts internes selon l'analyse statique linéaire. Les rapports et facteurs suivants apparaissent ensuite le long de la longueur de barre.

Élancement d'un composant structural et facteur de réduction χop

La détermination du facteur de réduction χop requiert que le rapport d'élancement λop prenne en compte le flambement par flexion ou latéral-torsionnel. Ceci est calculé selon l'Équation (6.64) de [2] :


Où :
αult, k = voir ci-dessus
αcr, op = amplificateur minimal pour atteindre la charge critique élastique vis-à-vis du flambement latéral ou latéral

Lors de la vérification selon 6.3.4, le solveur RF-/STEEL EC3 détermine l'amplificateur de charge minimal pour atteindre la charge critique élastique du composant structural en ce qui concerne le flambement latéral ou latéral. Les propriétés du système structurel sous-jacent sont définies comme suit dans Windows 1.4 et 1.7.

Selon la littérature de référence, les maintiens élastiques de gauchissement ont été supprimés, bien qu'ils soient justifiés en raison de la plaque de base et du maintien actuel sur la tête du poteau. Le calcul aboutit à:

Ainsi, il est possible de déterminer l'élancement du composant structural selon [2] 6.3.4:

La courbe de flambement peut être sélectionnée selon l'Annexe Nationale (NDP à 6.3.4 [1]) selon le Tableau NA.4:
Flambement, Tableau 6.2 (section en I soudée, tf <40 mm, flambement en y): BC «c»
Flambement par torsion latérale, tableau 6.4 (h/w = 2,07> 2): BC «d»

En cas d’effets combinés, l’amplificateur de charge minimale suivant doit être utilisé:
χop, z = 0,659 (équation 6,49)
χop, LT = 0,684 (équation 6,57)
χop = min {χop, LT ; χop, z }
χop = 0,659

Calcul des composants

Le calcul est effectué selon [2] 6.3.4 (2) Équation (6.63):


Ajustement de l'équation en fonction du rapport de vérification:

Littérature

[1] Feldmann, M .; Kuhlmann, U .; Lindner, J .; Müller, C .; Stroetmann, R .: Eurocode 3 Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Band 1: Allgemeine Regeln und Hochbau. DIN EN 1993-1-1 avec Nationalem Anhang. Kommentar und Beispiele. Berlin : Beuth, 2014
[2] Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments; EN 1993-1-1: 2010-12
[3]Annexe Nationale - Paramètres nationaux - Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments ; DIN EN 1993-1-1/NA: 2015-08
[4]Manuel de formation EC3. Leipzig: Dlubal Software, 2017

Liens