Choix de la courbe de voilement par cisaillement dans l’EN 1993-1-5

L’EN 1993-1-5 propose deux courbes de voilement par cisaillement pour la vérification de la résistance des panneaux d’âme sous effort tranchant. Des clarifications pour choisir l’une ou l’autre sont nécessaires.

Introduction

La résistance d’une âme élancée au voilement par cisaillement doit être vérifiée selon le chapitre 5 de l’EN 1993-1-5 [1][2]. La contribution de l’âme à cette résistance est obtenue par la formule (1), dans laquelle intervient le coefficient de réduction

Pour les applications courantes telles que les poutres de bâtiments, il n’est en général pas nécessaire de prendre en compte la contribution des semelles.

Choix de la courbe de réduction

Pour déterminer  en fonction de l’élancement réduit , deux courbes de réduction sont proposées par le Tableau 5.1 de l’EN 1993-1-5 (cf. Tableau 1). La première courbe est définie pour les montants d’extrémité rigide et la seconde pour ceux non rigides. La seconde courbe est moins favorable car elle correspond au cas où le champ diagonal de traction qui se développe dans l’âme en fonctionnement post-critique ne peut pas être repris entièrement dans le montant d’extrémité (cf. Figure 1).

La seconde courbe, plus défavorable, ne s’applique que pour les panneaux d’âme dont l’un des côtés au moins est à l’extrémité d’une poutre dont le montant sur appui ne respecte pas les conditions de rigidité minimale définies en 9.3.1 de l’EN 1993-1-5. Si le panneau d’âme est bordé uniquement dans l’une des conditions suivantes, c’est la première courbe qui s’applique :

• montant d’extrémité (de la poutre) rigide ;
• raidisseur intermédiaire, rigide ou non rigide au sens du § 9.3.3 de l’EN 1993-1-5 ;
• raidisseur sur appui intermédiaire.

La valeur du coefficient est définie dans l’Annexe Nationale [2]. On peut toujours adopter une valeur de = 1, qui place en sécurité. Pour les nuances d’acier jusqu’à S460, on peut choisir = 1,20.

Exemples

Les Figures 2 à 4 montrent des exemples de choix de la courbe de voilement en fonction de la typologie de la poutre. Sur ces figures, les légendes sont les suivantes :

① –   Panneau vérifié avec la courbe « montant d’extrémité rigide »

② –   Panneau vérifié avec la courbe « montant d’extrémité non rigide »

③ –   Montant d’extrémité non rigide

④ –   Montant d’extrémité rigide

⑤ –   Raidisseur sur appui intermédiaire

⑥ –   Raidisseur intermédiaire

Montant d’extrémité rigide

Pour qu’un montant situé sur l’appui d’extrémité d’une poutre puisse être considéré comme rigide, la clause 9.3.1 (2) de l’EN 1993-1-5 définit les trois conditions suivantes devant être respectées (Figure 5) :

• le montant doit comporter un double plan de raidissage ;
• la distance entre l’axe des raidisseurs e doit être supérieure à h_w / 10, où h_w est la hauteur du panneau d’âme ;
• les deux raidisseurs d’un plan de raidissage doivent avoir une aire de section au moins égale à 4 h_w t_w / e, où t_w est l’épaisseur du panneau d’âme.

Références

• [1]          NF EN 1993-1-5 : Eurocode 3 – Calculs des structures en acier – Partie 1-5 : Plaques planes. AFNOR. Mars 2007.
• [2]          NF EN 1993-1-5/NA : Eurocode 3 – Actions sur les structures – Partie 1-5 : Plaques planes. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-5. AFNOR. Octobre 2007.

Télécharger le formulaire

Pierre-Olivier Martin, directeur projets de recherche, CTICM