La construction métallique avec les Eurocodes
Interprétation et exemples de calcul
2e édition
Jean-Pierre Muzeau
Éditions Eyrolles, Éditions Afnor
Avant-proposXV
Introduction1
1 Historique des Eurocodes2
2 Contenu de l'ouvrage3
3 Références bibliographiques générales4
Chapitre 1 Lexique et symboles utilisés7
1.1 Lexique français-anglais8
1.1.1 Termes concernant les charges8
1.1.2 Termes concernant les états limites8
1.1.3 Termes concernant les sections transversales8
1.1.4 Termes relatifs aux aspects structuraux9
1.1.5 Termes relatifs aux assemblages10
1.1.6 Axes de référence10
1.2 Liste des symboles utilisés dans les Eurocodes10
1.2.1 EN 1990 ou Eurocode 010
1.2.2 EN 1991 ou Eurocode 111
1.2.3 EN 1993 ou Eurocode 315
1.3 Références bibliographiques20
Chapitre 2 Eurocode 0 : bases de calculs23
2.1 Principes de vérification - États limites24
2.1.1 États limites ultimes (ELU)24
2.1.2 États limites de service (ELS)24
2.2 Actions sur les structures25
2.2.1 Valeurs caractéristiques des actions25
2.2.2 Valeurs représentatives des actions variables25
2.2.3 Valeurs de calcul des actions26
2.3 Caractéristiques des matériaux26
2.4 Calcul des structures26
2.5 Combinaisons d'actions26
2.6 Références bibliographiques29
Chapitre 3 Eurocode 1 : actions sur les structures31
3.1 Poids volumiques, poids propres, charges d'exploitation des bâtiments32
3.1.1 Poids propres, poids volumiques32
3.1.2 Charges d'exploilation33
3.2 Action de la neige37
3.2.1 Action de la neige sur la toiture d'une construction37
3.2.2 Charge de neige sur le sol38
3.2.3 Coefficients de forme pour les toitures40
3.2.4 Effets locaux43
3.2.5 Exemple d'application44
3.3 Action du vent sur les constructions47
3.3.1 Action du vent sur les parois d'une construction47
3.3.2 Pression dynamique de pointe49
3.3.3 Coefficients de pression pour les bâtiments53
3.3.4 Toitures isolées69
3.3.5 Forces de frottement76
3.4 Référence bibliographique78
Chapitre 4 Descente de charges79
4.1 Surface d'influence80
4.2 Coefficients de continuité81
4.3 Cas des pannes de couverture82
4.3.1 Calcul des charges linéiques82
4.3.2 Exemple82
4.4 Descente de charges sur les portiques de bâtiment85
4.4.1 Calcul des charges linéiques85
4.4.2 Exemple d'application85
4.5 Références bibliographiques87
Chapitre 5 Matériaux et produits sidérurgiques disponibles89
5.1 Les aciers90
5.1.1 Les aciers de construction90
5.1.2 Désignation des aciers91
5.1.3 Caractéristiques mécaniques des aciers principaux91
5.1.4 Les aciers inoxydables92
5.2 Les principaux produits sidérurgiques disponibles93
5.2.1 Les produits laminés à chaud93
5.2.2 Les produits formés à froid95
5.2.3 Les produits tubulaires96
5.2.4 Les produits composés97
5.3 Références bibliographiques98
Chapitre 6 Analyse globale et classification des structures99
6.1 Introduction100
6.2 Bases de l'analyse structurale100
6.2.1 Analyse au premier ordre101
6.2.2 Analyse au second ordre101
6.2.3 Équivalence101
6.2.4 Coefficient d'éloignement de l'instabilité élastique102
6.2.5 Coefficient d'amplification104
6.2.6 Coefficient d'éloignement104
6.3 Prise en compte des imperfections dans les structures107
6.3.1 Imperfections globales107
6.3.2 Imperfection locale109
6.4 Conséquences sur l'analyse globale et la vérification : classement de la structure111
6.4.1 Cas de l'ossature rigide111
6.4.2 Cas de l'ossature souple111
6.5 Imperfections et systèmes de contreventement116
6.6 Exemples d'application118
6.6.1 Premier exemple : défaut d'aplomb118
6.6.2 Deuxième exemple : classification d'une structure à un niveau à l'aide du critère approché120
6.6.3 Troisième exemple : classification d'une stabilité de long pan124
6.6.4 Quatrième exemple : classification d'une structure à un niveau en utilisant le critère de base αcr = Fcr/FEd125
6.6.5 Cinquième exemple : classification d'une structure à deux niveaux128
6.7 Références bibliographiques136
Chapitre 7 Classification des sections transversales137
7.1 Influence du voilement local sur la résistance des sections138
7.2 Définition des classes de sections transversales138
7.3 Résistance d'une paroi au voilement local139
7.4 Principes de classification142
7.5 Classification des âmes en flexion composée142
7.5.1 Âmes de Classe 1 ou 2 en flexion composée143
7.5.2 Âmes de Classe 3 ou 4 en flexion composée143
7.5.3 Exemple d'application144
7.6 Propriétés efficaces des sections de Classe 4146
7.6.1 Principes de calcul des propriétés efficaces des sections de Classe 4146
7.6.2 Exemple d'application149
7.7 Tableaux de classification de l'Eurocode 3155
7.8 Références bibliographiques159
Annexe : Classes des sections transversales des profilés courants du commerce160
Chapitre 8 Résistance des sections163
8.1 Généralités164
8.2 Traction165
8.2.1 Vérification165
8.2.2 Comportement plastique166
8.2.3 Définitions des aires brutes et nettes167
8.2.4 Organigramme de vérification des sections en traction168
8.2.5 Applications168
8.3 Compression174
8.3.1 Vérification174
8.3.2 Organigramme de vérification des sections en compression175
8.4 Flexion uni-axiale ou flexion simple175
8.4.1 Vérification sous moment fléchissant seul176
8.4.2 Vérification sous effort tranchant seul178
8.4.3 Vérification sous moment et effort tranchant combinés182
8.4.4 Exemple182
8.5 Flexion bi-axiale ou flexion déviée190
8.5.1 Vérification190
8.5.2 Application191
8.6 Flexion et effort normal192
8.6.1 Sections transversales de Classes 1 et 2192
8.6.2 Sections transversales de Classes 3 et 4195
8.6.3 Organigramme de vérification des sections en flexion composée196
8.6.4 Exemple197
8.7 Flexion, cisaillement et effort normal199
8.7.1 Vérification199
8.7.2 Organigramme de vérification des sections en flexion composée avec interaction de cisaillement200
8.8 Torsion201
8.9 Références bibliographiques202
Chapitre 9 Résistance des barres203
9.1 Barres uniformes comprimées204
9.1.1 Généralités sur le flambement par flexion204
9.1.2 Vérification des barres au flambement par flexion207
9.1.3 Flambement par torsion ou par flexion-torsion217
9.1.4 Exemples de vérifications au flambement par flexion des structures planes219
9.2 Barres uniformes fléchies237
9.2.1 Introduction237
9.2.2 Résistance au déversement suivant l'Eurocode 3239
9.3 Barres uniformes fléchies et comprimées260
9.3.1 Introduction260
9.3.2 Résistance à la flexion composée déviée suivant l'Eurocode 3260
9.4 Le voilement des âmes279
9.4.1 Différents types de voilement de l'âme280
9.4.2 Technologie283
9.4.3 Voilement d'âme par cisaillement - Approche et vérification287
9.4.4 Voilement induit par les semelles308
9.4.5 Voilement sous force locale309
9.5 Références bibliographiques309
Annexe 9.1 Valeurs tabulées des cinq courbes de flambement311
Annexe 9.2 Abaques de Wood [7] et détermination du rapport Lcr/L317
Annexe 9.3 Coefficients C1 et C2 pour le déversement321
Chapitre 10 ELS : états limites de service329
10.1 Les états limites de service330
10.2 Barres tendues330
10.3 Poteaux et barres comprimées330
10.4 Poutres330
10.4.1 Poutres à âme pleine330
10.4.2 Poutres en treillis332
10.5 Poteaux en flexion composée333
10.5.1 Flèches horizontales333
10.5.2 Exemple335
10.6 Références bibliographiques337
Chapitre 11 Assemblages simples339
11.1 Introduction340
11.2 Les assemblages boulonnés341
11.2.1 Classification des assemblages boulonnés selon l'Eurocode 3341
11.2.2 Résistance des pièces assemblées342
11.2.3 Résistance des boulons345
11.2.4 Dispositions constructives351
11.2.5 Information complémentaire concernant le calcul de Fv, Ed352
11.2.6 Récapitulatif des vérifications à effectuer352
11.2.7 Premier exemple : attache d'une cornière de stabilité353
11.2.8 Deuxième exemple : attache poutre-poteau357
11.2.9 Troisième exemple : attache d'une suspente sur une traverse366
11.2.10 Quatrième exemple : assemblage de continuité369
11.3 Assemblages soudés375
11.3.1 Règles375
11.3.2 Cadre de ce chapitre375
11.3.3 Soudures d'angle : définitions et hypothèses376
11.3.4 Soudures d'angle : les deux méthodes de l'Eurocode 3377
11.3.5 Applications lorsque le vecteur-contrainte est constant379
11.3.6 Cordons à pleine résistance383
11.3.7 Applications supposant une répartition élastique du vecteur-contrainte385
11.3.8 Autres applications en construction métallique386
11.3.9 Exemples388
11.4 Assemblages par axe d'articulation398
11.4.1 Assemblage à vérifier398
11.4.2 Sollicitations398
11.4.3 Vérification de l'assemblage398
11.5 Références bibliographiques399
Chapitre 12 Assemblages structuraux : assemblages par platine d'about401
12.1 Généralités402
12.1.1 Configurations d'assemblages403
12.1.2 Renforcement des assemblages404
12.2 Modélisation et comportement des assemblages405
12.2.1 Classification des assemblages405
12.2.2 Fonctionnement mécanique d'un assemblage406
12.2.3 Assemblages dans l'analyse globale de structure409
12.3 Assemblages poteau-poutre selon l'Eurocode 3411
12.3.1 Principe général de la méthode des composantes412
12.3.2 Calcul des caractéristiques mécaniques des assemblages414
12.3.3 Comportement de la zone tendue (tronçon en té)418
12.3.4 Identification de la loi moment-rotation par d'autres moyens426
12.4 Exemples d'analyse globale de structures428
12.4.1 Poutre avec liaisons semi-rigides428
12.4.2 Portique avec deux assemblages semi-rigides430
12.5 Exemple de calcul de tronçon en té431
12.5.1 Calcul de résistance des tronçons en té431
12.5.2 Calcul de rigidité435
12.6 Exemple de calcul d'assemblage poteau-poutre436
12.6.1 Caractéristiques des éléments assemblés436
12.6.2 Résistance de l'assemblage437
12.6.3 Rigidité de l'assemblage447
12.7 Références bibliographiques449
Annexe : Longueurs efficaces (semelle du poteau et platine d'about)451