4276x
001544
26.09.2018

Analyse du gauchissement par torsion selon l'AISC Design Guide 9

L'exemple de calcul suivant correspond à H.6 dans AISC Design Examples V15.0 [1].

Données du modèle

Dans cet exemple, la poutre W10x49 en ASTM A992 avec une portée de 4,5 m est soumise à des charges excentrée en son milieu. Les charges agissent avec un excentrement de 6 po. L'excentrement de la charge est couvert par un moment de torsion.

Cas de charge 1 mort (poids propre)

Cas de charge 2 en direct (charges variables)

Une combinaison de charges est créée respectivement pour LRFD et ASD.

Combinaison de charge 1 : 1,20 CC1 + 1,60 CC2

Combinaison de charge 2 : 1,0 CC1 + 1,0 CC2

Le calcul avec RF-STEEL Warping Torsion étant destiné à des ensembles de barres, il est nécessaire de créer un ensemble de barres.

Vérification dans RF-STEEL AISC avec RF-STEEL Warping Torsion

Dans le cas de calcul 1, la vérification doit être effectuée selon la méthode LRFD 2016. La combinaison de charges 1 est ainsi sélectionnée pour le calcul et l'ensemble de barres est sélectionné. L'analyse du gauchissement est activée sous « Détails » → « Torsion de gauchissement ». Différentes options sont disponibles pour l'entrée de charge et la méthode d'analyse.

Le calcul doit être effectué manuellement linéairement pour la comparaison selon l'analyse statique linéaire et l'application de la charge doit être effectuée sur la semelle supérieure. Les tableaux suivants peuvent être confirmés jusqu'au tableau d'entrée « 1.8 Appuis nodaux » Les appuis nodaux doivent être définis ici. Avec les articulations de barre, ils forment les conditions aux limites pour déterminer le facteur de charge critique. Les appuis nodaux peuvent être vérifiés graphiquement dans la vue partielle. Deux maintiens latéral et torsionnel sont prévus pour la poutre à considérer dans la vérification.

L'installation souhaitée peut être effectuée ensuite.

Évaluation des résultats et comparaison

Après le calcul, le facteur de charge critique ainsi que les contraintes uniques sont affichés. Le mode propre déterminé peut être ouvert dans une fenêtre séparée et l'affichage graphique permet de contrôler les conditions aux limites.

Si le déversement est déterminant, la limite d'élasticité Fn est automatiquement réduite. Dans l'exemple de calcul, le déversement n'est pas déterminant et la limite d'élasticité du matériau A992 est assignée avec Fy 50 ksi.

Une comparaison avec l'exemple de vérification montre que les mêmes points de calcul de RF-STEEL AISC Warping Torsion sont reconnus comme déterminants et apparaissent donc dans le tableau.

Pour le calcul selon LRFD, une contrainte normale de 28,531 ksi est calculée pour le point de contrainte 1, spécifiée à 28,0 ksi dans le calcul manuel de l'exemple de vérification.

La vérification de la contrainte de cisaillement au niveau de l'appui conduit à une contrainte de cisaillement totale de 11,282 ksi, comparée au calcul manuel de 11,4 ksi.

Le calcul peut être réalisé selon l'ASD comme dans les étapes précédentes. La contrainte normale maximale pour le calcul selon l'ASD est déterminée avec 27,293 ksi au point de contrainte 1 pour le milieu de la travée. Le calcul manuel correspond bien à 26,9 ksi. La contrainte de cisaillement maximale sur l'âme au niveau de l'appui est déterminée dans RF-STEEL Warping Torsion avec 7,522 ksi, alors que le calcul manuel indique 7,56 ksi.

Conclusion

Le calcul est possible pour cet exemple de vérification. Le calcul selon l'analyse du gauchissement avec 7 degrés de liberté permet de calculer à moindre coût des composants structuraux présentant un risque de gauchissement selon l'AISC Design Guide 9 [2].


Auteur

M. Metzkes est responsable du développement dans le domaine des structures en acier et fournit une assistance technique à nos clients.

Liens
Références
  1. AISC: Design Examples - Companion to the AISC Steel Construction Manual - Version 15.0. Chicago: AISC, 2017
  2. Seaburg, P. A.; Carter, C. J.: Design Guide 9: Torsional Analysis of Structural Steel Members. Chicago: AISC, 1997
  3. ANSI/AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings
Téléchargements