Stabilité des poutres à section en U sous combinaison de flexion et de torsion

Cet article fait suite à celui portant sur la résistance au déversement des profilés laminés à chaud, à section en U [1]. Il propose une méthode directe, issue de travaux de recherche [2], pour vérifier la stabilité des poutres à section en U soumises à une combinaison de flexion autour de l’axe de forte inertie et de torsion.

NOTE    La méthode décrite dans le présent article a été intégrée dans le projet de révision de l’annexe nationale à l’Eurocode 3 Partie 1-1 [3].

Méthode de calcul

La stabilité des poutres constituées par un profilé laminé à chaud à section en U constante (gammes UPE et UPN de la norme NF EN 10365 [4]) soumises à une combinaison de flexion d’axe fort et de torsion est satisfaite lorsque la condition suivante est vérifiée :

Valeur de calcul du bimoment

La valeur de calcul du bimoment peut être déterminée analytiquement pour des cas de charge courants à l’aide de la référence [5]. Pour des cas de chargement plus complexes, il est conseillé de déterminer la valeur de calcul du bimoment en utilisant le logiciel Torsion [7].

Module de résistance pour le bimoment des profilés UPE

Conformément aux prescriptions du projet de révision de l’Annexe nationale à l’Eurocode 3 Partie 1-1 [3], il convient de réaliser la vérification de la stabilité de la poutre en utilisant pour les sections de Classe 1 à 3 le module de résistance élastique au bimoment W_B,el. Les valeurs de W_B,el correspondant aux profilés UPE et UPN sont donnés dans le Tableau 1. Celles – ci ont été obtenues numériquement à partir du logiciel PropSection [8]. Des valeurs approchées de W_B,el sont obtenues en utilisant les expressions analytiques de la référence [9].

Références

[1] LEBASTARD M. Résistance au déversement des poutres à section en U. Métalétech. 2024.

[2] BEYER A., KHELIL A., BOISSONNADE N., BUREAU A. Résistance des profilés U laminés soumis à la flexion et la torsion – Partie II : Etude paramétrique et modèle de calcul. Revue construction métallique 3-2021, p. 95-133.

[3] prNF EN 1993-1-1/NA : Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. Annexe nationale à la NF EN 1993-1-1. 2024. En cours de rédaction.

[4] NF EN 10365 : Profilés en U en aciers laminés à chaud, poutrelles I et H – Dimensions et masses. AFNOR. Mars 2017.

[5] NF EN 1993-1-1/NA : Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1. AFNOR. Août 2013.

[6] NGUYEN, T. M. Formulaire des contraintes dues à la torsion dans une poutre à section ouverte. Revue construction métallique 4-2013, p. 45-75.

[7] CTICM. Logiciel Torsion v1.2, disponible en téléchargement libre sur le site du CTICM.

[8] CTICM. Logiciel PropSection v1.0.4, disponible en téléchargement libre sur le site du CTICM.

[9] NGUYEN T.M. Module de résistance élastique au bimoment des profilés en U. Métalétech. 2024.

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Maxime Lebastard, ingénieur de recherche – CTICM