Vérification de l’application locale de la charge selon l’EN 1993-1-3

La vérification des produits en acier formés à froid est réglementée par la norme EN 1993-1-3 [1]. Parmi les formes typiques des sections formées à froid, on trouve les sections en U, C, Z, chapeau et sigma. Ces profils sont fabriqués à partir de tôles minces par un processus de profilage à froid ou de pliage.

Lors de la vérification aux états limites de résistance, vérifiez que l’application locale des charges ne provoque pas d’effets indésirables tels que l’écrasement, l’enfoncement ou le flambement local au niveau de l’âme des sections. Ces effets peuvent être causés à la fois par l’application des charges par la semelle dans l’âme et par les forces d’appui aux points d’appui. La clause 6.1.7 de la norme EN 1993-1-3 décrit comment déterminer la résistance de l’âme R_w,Rd en cas d’application locale des charges.

Le module complémentaire Vérification de l’acier permet une analyse de l’application locale des charges pour des âmes non raidies conformément à la clause 6.1.7 [1]. En cas de contrainte combinée de flexion et d’application locale des charges, la conformité aux conditions mentionnées dans [1] 6.1.11 est également vérifiée.

Un exemple de vérifications correspondantes est présenté ci-dessous sur la base d’une poutre en flexion composée d’une section en C formée à froid. La poutre est soumise à une charge concentrée.

Système et chargement

La poutre considérée a une longueur de 2 mètres et est composée d’une section en C formée à froid (C 2020) en acier S235JR selon l’EN 10025-2. La largeur des appuis est fixée à 110 mm chacun, et la poutre ne dépasse pas les appuis. La poutre est soumise à une charge concentrée de 10 kN à une distance de 50 cm de l’appui. La charge concentrée est introduite sur la semelle sur une longueur de 100 mm et agit au centre de cisaillement. Le poids propre de la poutre n’est pas pris en compte dans ce calcul.

Système et charge

Saisie des données

Dans la configuration pour l’ELU, la case « Déterminer la résistance de l'âme sous application de charge locale conformément à 6.1.7 » doit être cochée pour que la vérification de l’application locale des charges soit effectuée.

Configuration pour l’ELU

Les conditions aux limites requises doivent être définies dans l’onglet « Flèche et appuis de calcul ». À chaque point que l’application locale des charges doit être vérifiée, un appui de calcul de type « Acier » doit être défini. La longueur de l’application de charge rigide s_s est renseignée dans le champ de saisie « Largeur d’appui w ». En revanche, la « Profondeur d’appui d » n’a pas d'influence sur la vérification.

L’application locale des charges est examinée lorsque l’appui est défini à la limite opposée à la force d’action. Les directions « axe +z/z’ » et « axe -z/z’ » se réfèrent à l’orientation de l’axe local z/z' de la barre. Si la charge concentrée agit en direction +z, le bord « -axe z/z’ » doit être sélectionné pour l’appui.

Pour les appuis, un appui de calcul d’une longueur d’application de charge rigide de 110 mm au bord de l’axe « +z/z’ » est défini comme appui final avec une longueur de dépassement de 0 mm.

Type d’appui de calcul pour la vérification à la position de l’appui

Pour la charge concentrée, un appui de calcul avec une longueur d’application de charge rigide de 100 mm au bord de l’axe « -z/z’ » est défini.

Type d’appui de calcul pour la vérification aux points de charges ponctuelles

Le type d’appui pour l’appui est assigné en début et en fin de barre, tandis que le type d’appui pour la charge concentrée est défini au nœud intermédiaire à l’emplacement de la charge concentrée.

Attribution des types d’appui de calcul

Les appuis de calcul peuvent également être affichés graphiquement. Dans le Navigateur - Affichage, la représentation des appuis de calcul peut être activée ou désactivée sous Types pour Barres → Appuis de calcul.

Navigateur – Afficher – Appuis de calcul

Résultats

La vérification de l’application locale des charges est réalisée aux emplacements définis des appuis de calcul – tant aux appuis qu’à l’emplacement d’application des charges. Au point x = 0,00 m, on trouve le plus grand taux d’utilisation. La vérification est effectuée à cet emplacement à titre d’illustration.

Vérification d’introduction de charge locale avec le module complémentaire Vérification de l’acier

Il y a une réaction d’appui sur une section qui ne possède qu’une seule âme. La section en C avec une épaisseur de tôle de t = 2,0 mm possède des semelles raidies grâce à ses lèvres. La distance de l’appui à l’extrémité libre est de 0,00 m et est donc inférieure à 1,5 fois la hauteur de l’âme h_w = 198 mm. Ainsi, l’équation (6.15a) de [1] est déterminante pour la résistance de l’âme R_w,Rd.

Les facteurs de participation doivent être assignés conformément à [1], 6.1.7.2 (3) :

Ainsi, la résistance de l’âme sous introduction de charge locale est la suivante :

La condition de vérification selon l’équation (6.13) de [1] est satisfaite :

Pour les deux autres points de vérification, la vérification est effectuée de manière analogue. De plus, la conformité aux conditions de [1], 6.1.11 est également vérifiée.

Résumé

Avec le module complémentaire Vérification de l’acier, des vérifications pour l’application locale des charges selon [1] clause 6.1.7 peuvent être effectuées. Aux emplacements pertinents pour la vérification, des appuis de calcul doivent être définis. La vérification de l’application locale des charges est réalisée conformément à [1] 6.1.7.2 pour les sections avec une âme non raidie ou conformément à [1] 6.1.7.3 pour les sections avec deux ou plusieurs âmes non raidies. De plus, la conformité aux conditions selon [1], 6.1.11 est également vérifiée.