Il est généralement peu pratique de s'assurer qu'une connexion en acier se comporte strictement comme articulée ou rigide, et les ingénieurs structurels adoptent souvent l'une de ces classifications par habitude. Dans de nombreux cas, cette approche est entièrement comprise et acceptée. Cependant, dans d'autres situations, cela peut conduire à des problèmes significatifs.
Examinons un joint résistant aux moments standardisé (IM) et voyons comment choisir exclusivement entre des connexions articulées et rigides peut mener non seulement à des vérifications de conception peu économiques mais aussi, plus critiquement, à des conceptions dangereuses.
Dans le programme RFEM de Dlubal Software, nous utilisons l'extension Steel Joints d'abord pour vérifier si les résultats pour la rigidité initiale et la résistance au moment correspondent à ceux trouvés dans la publication "Standardised Steel Joints in Steel Structures to DIN EN 1993-1-8". Les résultats montrent une similitude considérable.
Et maintenant, passons à la conception structurelle d'une poutre chargée en continu connectée à une colonne via notre connexion :
CAS (A) – Conception peu économique
Dans une connexion complètement rigide, le joint transmet un grand moment de flexion. Cette approche de conception réduit la contrainte de flexion sur la poutre mais peut entraîner un surdimensionnement du joint. Inversement, avec une connexion articulée, le joint lui-même peut être adéquat, mais la poutre est susceptible d'échouer en raison d'un moment significatif se produisant à mi-portée.
Dans notre exemple, une connexion semi-rigide réduit idéalement le moment au niveau du joint sans augmenter excessivement le moment au milieu de la portée à un niveau inacceptable. Par conséquent, à la fois le joint et la poutre sont conçus de manière satisfaisante.
CAS (B) – Conception dangereuse (Ajout de la force normale de tension)
Considérer une connexion semi-rigide comme articulée néglige le moment de flexion qui se produit réellement. Cet oubli peut mener à une conception dangereuse où la capacité de la connexion est significativement sollicitée uniquement par les forces normales et de cisaillement. Les moments de flexion subséquents augmentent l'utilisation du joint, pouvant potentiellement conduire à une défaillance du joint.
CAS (C) – Conception dangereuse (Poutre plus longue plus sujette à la déflexion)
Supposer qu'une connexion semi-rigide est rigide implique que le joint est plus rigide qu'il ne l'est réellement. Cette supposition améliore faussement les conditions pour la poutre, qui se courbe alors moins et produit un moment de flexion plus petit le long de sa portée. Cependant, en réalité, le joint n'est pas aussi rigide qu'on le suppose. La poutre subit alors une plus grande déflexion et des moments à mi-portée, pouvant potentiellement aboutir à un résultat insatisfaisant à l'état limite de service ou affectant indésirablement les structures sur lesquelles la poutre agit.
Base de connaissance