Classification des sections dans RFEM 6 selon l'EN 1993-1-1

Article technique sur le calcul de structure et l'utilisation des logiciels Dlubal

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La vérification des sections selon l'Eurocode 3 est basé sur la classification de la section à vérifier selon les classes déterminées par la norme. La classification des sections est importante car elle détermine les limites de la résistance et de la capacité de rotation dues au flambement local des parties de la section.

L'EN 1993-1-1 [1] définit les quatre classes de section suivantes (également indiquées sur la Figure 1) :

  • Classe 1 : sections qui peuvent former une articulation plastique avec la capacité de rotation requise pour l'analyse plastique sans réduction de la résistance
  • Classe 2 : sections qui peuvent développer une résistance plastique, mais qui ont une capacité de rotation limitée en raison du flambement local
  • Classe 3 : sections dans lesquelles la contrainte calculée dans la fibre de compression extrême de la barre peut atteindre sa limite d'élasticité, mais le flambement local est susceptible d'empêcher le développement du moment plastique résistant complet
  • Les sections de classe 4 sont celles dans lesquelles le flambement local se produit avant l'atteinte de la limite d'élasticité dans une ou plusieurs parties de la section.

La classification est effectuée séparément pour toutes les parties de la section en comparant les rapports largeur/épaisseur fournis avec les valeurs limites pour chaque classe, telles qu'elles sont données par la norme. Ainsi, la classe de chaque partie de la section est définie et la classe la moins favorable prévaut pour l'ensemble de la section. Les valeurs limites dépendent des éléments suivants :

  • Conditions d'appui des parties de la section (sur un ou deux côtés)
  • Limite d'élasticité de l'acier utilisée sous forme de facteur ε
  • Courbe de contrainte dans les parties de section
  • Ampleur de la résistance de compression

L'Eurocode 3 fournit des tableaux à partir desquels les rapports largeur/épaisseur maximaux des parties d'une section peuvent être calculés et comparés aux valeurs limites. Par exemple, les rapports largeur/épaisseur maximaux pour classer une partie en compression interne dans la classe 3 sont déterminés par les facteurs indiqués sur la Figure 2.

La valeur limite pour les parties internes soumises uniquement à la compression ou à la flexion est déterminée par le facteur ε, qui est lié à la limite d'élasticité de l'acier. En revanche, pour les parties soumises à la fois à la flexion et à la compression, la distribution des contraintes est détectée par le paramètre α (plastique, classes 1 et 2) ou ψ (élastique, classe 3). La première représente le pourcentage de longueur de la contrainte de compression dans la partie de la section, tandis que la seconde représente le rapport des contraintes aux limites (Figure 3). Ainsi, outre le facteur ε, la valeur limite des rapports largeur/épaisseur pour les parties soumises à la flexion et à la compression fait intervenir le paramètre α pour les classes 1 et 2 et le paramètre ψ pour la classe 3.

Classification des sections dans RFEM 6

Le module complémentaire Vérification de l'acier proposé dans RFEM 6 pour le calcul des structures en acier effectue une classification détaillée des sections à chaque emplacement de calcul avant que celui-ci ne soit effectué. La classification de section pour chaque type de vérification est disponible dans les détails de la vérification correspondante.

Ceci est démontré pour la poutre affichée sur la Figure 4 (IPE 300, acier S355), pour laquelle le module complémentaire Vérification de l'acier a été calculé et les résultats pour chaque type de vérification sont déjà disponibles. Si vous affichez par exemple les détails de la vérification, vous remarquerez peut-être que la classification des sections est également fournie en détails (Figure 5).

Comme expliqué précédemment, la classification est effectuée séparément pour toutes les parties de la section (appelées panneaux secondaires dans RFEM 6, dans ce cas). Ainsi, différentes classes de section peuvent être assignées à chaque panneau secondaire, mais c'est la classe la moins favorable qui prévaut pour l'ensemble de la section. De cette manière, la section considérée est classée dans la classe 4 pour la vérification de section selon 6.2.4, qui correspond à la classe de section du panneau secondaire numéro 3.

Le sous-panneau n° 3 est supporté des deux côtés et est soumis à la compression, sa classification est effectuée selon le tableau 5.2 de l'Eurocode 3 [1] . La limite d'élasticité de l'acier est de 355 N/mm 2 et la valeur du facteur est donc de 0,814 (Figure 5). Sur la base de ce facteur, les valeurs limites des rapports largeur/épaisseur pour les classes 1, 2 et 3 sont calculées (λ1, λ2 et λ3 respectivement) selon le tableau ci-dessus. Le rapport c/t est ensuite calculé à partir de la longueur (c) et de l'épaisseur (t) de la section, puis comparé aux valeurs limites des classes de section. Pour ce panneau secondaire, le rapport c/t fourni est supérieur à celui calculé pour la classe de section 3 et la classe 4 est donc assignée au panneau secondaire. Les autres panneaux secondaires étant classés dans la classe 1, c'est le panneau secondaire (par exemple, le panneau secondaire n°3) qui prévaut pour l'ensemble de la section avec la valeur la moins favorable. De ce fait, la section considérée est classée en classe 4 pour la vérification de section selon 6.2.4.

Pour mieux comprendre la classification des sections, vous pouvez afficher les panneaux secondaires individuels de la section dans l'onglet Panneaux secondaires de la fenêtre Informations sur la section (Figure 6).

Conclusion

La classification des sections dans RFEM 6 pour le calcul des barres en acier est effectuée selon les dispositions de l'Eurocode 3 [1]. La classification est effectuée séparément pour toutes les parties de la section en comparant les rapports largeur/épaisseur fournis avec les valeurs limites pour chaque classe, telles qu'elles sont données par la norme. Les valeurs limites dépendent des conditions d'appui des parties de la section, de la limite d'élasticité de l'acier, de la courbe de contrainte dans les parties de la section et de l'amplitude de la résistance à la compression. Une fois calculé, le rapport largeur/épaisseur est comparé à ceux-ci et la classe de chaque partie de la section est définie. Enfin, la classe la moins favorable obtenue pour les panneaux secondaires individuels est assignée à la section entière.

Auteur

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing et support client

Mme Kirova est responsable de la création d'articles techniques et fournit un support technique aux clients de Dlubal.

Mots-clés

Classement des sections Vérification de l'acier Barres en acier

Littérature

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1993‑1‑1:2010‑12

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  • Mis à jour 14 mars 2022

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Le logiciel de base RFEM 6 permet de définir la structure, les matériaux et les sollicitations de structures planes et spatiales composées de barres, plaques, voiles et coques.
Le programme permet également de calculer des structures mixtes ainsi que des éléments solides et de contact.

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