Poutres echelles

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Revue Construction Métallique
Référence

MIX-CAL 3-01

POUTRES MIXTES DE BÂTIMENT AVEC OUVERTURE ISOLÉE DANS L’ÂME DÉMARCHE DE VÉRIFICATION ET EXEMPLE DE CALCUL
par D. Bitar et P. Maitre

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INTRODUCTION De plus en plus de planchers sont aujourd’hui constitués à partir d’une poutraison en acier connectée à une dalle en béton. Le fonctionnement mixte du montage permet en effetd’optimiser l’exploitation structurelle des deux matériaux en présence. Dans de nombreuses applications, notamment pour les bâtiments de bureaux, différentes contraintes techniques et économiques conduisent à rechercher pour ces planchers, l’épaisseur totale la plus faible possible et donc à prévoir des ouvertures dans les âmes des poutres destinées à permettre le passage des multiples réseaux nécessaires àl’équipement du bâtiment. À ce jour, ce type de configuration sort du domaine codifié, n’étant visé par aucune norme française ou européenne. L’amendement A2 de l’Eurocode 3 [1] et [2], prochainement publié par l’Afnor, comporte une annexe N informative qui traite des poutres en acier avec ouvertures dans les âmes. En revanche, il n‘est pas prévu, dans l’immédiat, que l’Eurocode 4 [3] comporte uneannexe de contenu similaire consacrée aux poutres mixtes. Face à cette lacune, la présente rubrique propose et illustre par un exemple, une démarche de vérification à l’état limite de service et à l’état limite ultime des poutres mixtes de bâtiment comportant des ouvertures d’âme isolées, sans raidisseurs transversaux ni renforcements locaux. Elle se limite au cas des poutres isostatiques, soumisesà des actions essentiellement statiques donnant lieu à un chargement uniformément réparti. La démarche envisagée est, à la base, établie pour le cas d’une ouverture rectangulaire. Cependant, des indications complémentaires sont fournies, critère par critère, pour traiter celui d’une ouverture circulaire, soit par le biais d’une ouverture rectangulaire équivalente soit par des formules spécifiquesreprises de l’annexe N de l’Eurocode 3. La possibilité de pratiquer plusieurs ouvertures dans une même poutre est envisagée mais les vérifications proposées ne couvrent que des effets limités d’interaction ce qui suppose que ces ouvertures sont suffisamment espacées le long de la poutre. La méthode proposée est basée sur les travaux de Donoghue [4] et [5], de Clawson et Darwin [6] et [7], deRedwood [8] et [9], ainsi que sur les travaux de Lawson et Chung

D. BITAR – Chef de projet – Contact National de l’EC4 et de l’Annexe N de l’EC3 – CTICM P. MAITRE – Ingénieur Principal – SOCOTEC
CENTRE TECHNIQUE DE LA CONSTRUCTION INDUSTRIEL MÉTALLIQUE
Domaine de Saint-Paul, 78470 Saint-Rémy-lès-Chevreuse Tél.: 01-30-85-25-00 - Télécopieur 01-30-52-75-38

Construction Métallique, n° 4-2001 124

Rubrique

TECHNIQUE ET APPLICATIONS

MIX-CAL 3-01
[10 et 10bis]. Nous avons adapté les résultats afin de proposer au praticien une approche simple et compatible avec l’économie des projets de construction. En particulier, des simplifications ont été apportées à l’évaluation de la contribution de la dalle à la résistance à l’effort tranchant et à l’effet Vierendeel. Dans une premièrepartie, les orientations générales des vérifications sont présentées. Puis le domaine de validité de l’approche proposée est défini et des formules précises à employer sont explicitées. Des exemples de réalisation et des recommandations complémentaires sont donnés en fin de rubrique. En dernier lieu, un exemple numérique tiré d’une réalisation récente est détaillé.

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1 – DÉMARCHE GÉNÉRALE On netraite ici que des vérifications directement motivées par la présence des ouvertures. On suppose que la poutre mixte a été justifiée en premier lieu, abstraction faite des ouvertures, suivant les règles générales de l’Eurocode 4. La connexion retenue peut être complète ou partielle, avec emploi de connecteurs ductiles sur toute la portée de la poutre. Le calcul de la poutre en acier seule en...
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