SX030

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construction métallique

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  • Rf. document SX030 Page 1 de 30 Titre

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Exemple: Analyse lastique d'un portique simple en PRS Cet exemple prsente le calcul d'un portique simple fabriqu partir de Profils Reconstitus par Soudage (PRS), selon l'EN 1993-1-1. Cet exemple d'application comprend l'analyse lastique de la structure au premier ordre, et toutes les vrifications des barres sur la base des caractristiques efficaces des sections transversales (Classe 4).

    30,00

    5,98

    8

    [m]

    7,20

    7,30 72,

    00

    1. Donnes de base Longueur totale : b = 72,00 m Espacement : s = 7,20 m Porte : d = 30,00 m Hauteur au fatage : h = 7,30 m Pente de la toiture : = 5,0

    1

    3,00 3,00 3,00 3,00 3,00

    2,99

    3,00

    1 : Maintiens assurs par des bracons

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    2. Charges Charges permanentes

    Poids propre de la poutre Couverture avec pannes G = 0,30 kN/m2

    pour un portique courant : G = 0,30 7,20 = 2,16 kN/m

    EN 1991-1-1

    Charge de neige

    Valeur caractristique de la charge de neige sur la toiture en kN/m

    S = 0,8 1,0 1,0 0,772 = 0,618 kN/m

    pour un portique courant : S = 0,618 7,20 = 4,45 kN/m

    EN 1991-1-3

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    7,30

    30,00

    s = 4,45 kN/m

    [m]

    Action du vent

    Valeurs caractristiques en kN/m de la charge de vent pour un portique courant

    EN 1991-1-4

    D: = 4,59 E: = 3,28

    I: = 5,25J: = 5,25H: = 5,25G: = 9,18

    w w

    wwww

    30,00e/10 = 1,46 1,46

    7,30

    [m]

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    3. Combinaisons Coefficients partiels

    Gmax = 1,35 (Charges permanentes) Gmin = 1,0 (Charges permanentes) Q = 1,50 (Charges variables) 0 = 0,50 (neige) 0 = 0,60 (vent) M0 = 1,0 M1 = 1,0

    EN 1990

    EN 1990

    Tableau A1.1

    Combinaisons ELU

    Combinaison 101 : Gmax G + Q S Combinaison 102 : Gmin G + Q W Combinaison 103 : Gmax G + Q S + Q 0 W Combinaison 104 : Gmin G + Q S + Q 0 W Combinaison 105 : Gmax G + Q 0 S + Q W Combinaison 106 : Gmin G + Q 0 S + Q W

    EN 1990

    Combinaisons ELS

    Combinaison 201 G + S

    Combinaison 202 G + W

    EN 1990

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    4. Sections Poteau

    PRS - Nuance S355 ( = 0,81) Largeur des semelles b = 250 mm

    Epaisseur des semelles tf = 12 mm

    Hauteur de lme hw = 800 mm

    Epaisseur de lme tw = 6 mm

    Hauteur totale h = 824 mm

    Gorge du cordon a = 3 mm

    Masse linique 84,8 kg/m

    hw

    y y

    z

    z

    tf

    tw

    b

    h

    Aire de la section A = 108 cm2

    Moment dinertie /yy Iy = 124500 cm4

    Moment dinertie /zz Iz = 3126 cm4

    Inertie de torsion It = 34,56 cm4

    Inertie de gauchissement Iw = 5,151 106 cm6

    Module lastique /yy Wel,y = 3022 cm3

    Module plastique /yy Wpl,y = 3396 cm3

    Module lastique /zz Wel,z = 250,1 cm3

    Module plastique /zz Wpl,z = 382,2 cm3

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Traverse

    PRS - Nuance S355 ( = 0,81) Hauteur totale h = 824mm

    Hauteur de lme hw = 800 mm

    Largeur semelle b = 240 mm

    Epaisseur de lme tw = 6 mm

    Epaisseur semelles tf = 12 mm

    Gorge du cordon a = 3 mm

    Masse linique 82,9 kg/m

    Aire de la section A = 105,6 cm2

    Moment dinertie /yy Iy = 120550 cm4

    Moment dinertie /zz Iz = 2766 cm4

    Inertie de torsion It = 33,41 cm4

    Inertie de gauchissement Iw = 4,557 106 cm6

    Module lastique /yy Wel,y = 2926,0 cm3

    Module plastique /yy Wpl,y = 3299 cm3

    Module lastique /zz Wel,z = 230,5 cm3

    Module plastique /zz Wpl,z = 352,8 cm3

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    5. Analyse globale Les pieds des poteaux sont supposs articuls.

    Les assemblages traverse sur poteau sont supposs parfaitement encastrs.

    Lossature a t modlise laide du logiciel EFFEL.

    EN 1993-1-1

    5.2

    Calcul du coefficient damplification critique factor cr Afin destimer la sensibilit de la structure aux effets du 2nd ordre, une analyse modale est effectue pour dterminer le coefficient damplification critique cr pour la combinaison conduisant la charge verticale la plus leve.

    Combinaison 101: Gmax G + Q QS Pour cette combinaison, le coefficient damplification critique est :

    cr = 29,98 La dforme correspondant au 1er mode dinstabilit est reprsent ci-dessous.

    EN 1993-1-1

    5.2.1

    On obtient : cr = 29,98 > 10 Une analyse lastique au 1er ordre peut tre effectue.

    EN 1993-1-1

    5.2.1 (3)

    Limperfection globale peut tre nglige lorsque : HEd 0,15 VEd. Les effets des imperfections initiales daplomb peuvent tre pris en compte par des forces horizontales quivalentes :

    Heq = VEd pour les combinaisons o : HEd < 0,15 VEd

    EN 1993-1-1

    5.3.2 (4)

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Poteau gauche 1 Poteau droit 2 Total Comb.

    ELU HEd,1

    kN

    VEd,1

    kN

    HEd,2

    kN

    VEd,2

    kN

    HEd

    kN

    VEd

    kN

    0,15 VEd

    101 -111,28 -167,12 111,28 -167,12 0,00 -334,24 50,14

    102 89,29 83,80 -19,36 61,81 69,93 145,61 21,84

    103 -39,16 -87,06 81,12 -100,26 41,96 -187,32 28,10

    104 -28,33 -69,69 70,30 -82,89 41,97 -152,58 22,89

    105 43,70 16,37 26,23 -5,62 69,93 10,75 1,61

    106 54,52 33,74 15,41 11,74 69,93 45,48 6,82

    Effets des imperfections

    Limperfection globale initiale peut tre obtenue par :

    = 0 h m

    EN 1993-1-1

    5.3.2 (3)

    O : 0 = 1/200

    h = 74,030,7

    22 ==h

    m = 866,0)11(5,0 =+ m (m = 2 nombre de poteaux)

    Soit : = 3102,3866,0740,02001 = = 1/312

    Limperfection globale doit tre prise en compte pour la combinaison 101 :

    VEd (kN) HEq = .VEd (kN) 167,12 0,535

    HEq est une force horizontale quivalente appliquer au sommet du poteau gauche

    EN 1993-1-1

    5.3.2 (7)

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    6. Rsultats de lanalyse lastique 6.1 Etats Limites de Service Flche verticale maximale Sous la combinaison 201 (G + S) : wy = 74 mm = L/405 Sous la neige seule (S): wy = 44 mm = L/682

    EN 1993-1-1

    7

    et

    EN 1990

    Dplacement horizontal en tte des poteaux : Sous la seule action du vent (W): wx = 16 mm = h/374

    6.2 Etats Limites Ultimes Le diagramme du moment flchissant est donn en kNm pour chaque combinaison.

    Combinaison 101

    Combinaison 102

    Combinaison 103

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Combinaison 104

    Combinaison 104

    Combinaison 105

    Combinaison 106

    E x e m p l e : A n a l y s e l a s t i q u e d ' u n p o r t i q u e s i m p l e e n P R SC

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    NOTE DE CALCUL

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    7. Vrification du poteau Le poteau est vrifi pour la combinaison ELU la plus dfavorable : combinaison 101. NEd = 167,4 kN (Suppos constant sur la hauteur du poteau) Vz,Ed = 112,0 kN (Suppos constant sur la hauteur du poteau) My,Ed = 670,6 kNm (en tte du poteau)

    7.1 Classement de la section transversale me : hw = 800 mm et tw = 6 mm

    c = 800 2 1,414 3 = 791,5 mm

    Elancement de lme : c / tw = 131,9

    Lme est flchie et comprime. Le rapport des contraintes lELU est donn par :

    913,0135510800104167212

    3

    y

    Ed === ,

    AfN < 0

    La limite pour la Classe 3 est : 913,033,067,0

    81,04233,067,0

    42

    =+

    = 92,3

    Donc : c / tw = 131,9 > 92,3 Lme est de Classe 4.

    EN 1993-1-1

    5.5

    (Tableau 5.2)

    Semelle : b = 250 mm et tf = 12 mm

    c = mm 118232

    6-250 =

    Elancement de la semelle : c / tf = 9,8

    EN 1993-1-1

    5.5

    (Tableau 5.2)

    La semelle est uniformment comprime.

    La limite pour la Classe 3 est : 14 = 14 0,81 = 11,3 Donc : c / tf = 9,8 < 11,3 La semelle est de Classe 3.

    La section est donc de Classe 4. Le poteau sera vrifi sur la base de la rsistance lastique de la section efficace.

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    7.2 Caractristiques efficaces de la section Aire efficace Laire efficace Aeff de la section est calcule en compression seule.

    EN 1993-1-1

    6.2.9.3 (2)

    Semelle : La semelle nest pas de Classe 4, elle est donc pleinement efficace. me: Lme est sujette au voilement local : = 1 Coefficient de voilement : 4 =k Elancement rduit : === 481,04,28

    6/5,7914,28/

    w

    ktc

    p 2,87 > 0,673

    EN 1993-1-5

    4.4

    (Tableau 4.1)

    Coefficient de rduction : 2p

    p )3(055,0-

    += mais 1

    322,087,2

    )13(055,0-2,872 =+=

    Largeur efficace : beff = =5,791322,0=c 255 mm Aeff = 75,86 cm2

    Module lastique efficace Le module lastique efficace est calcul en flexion simple.

    Semelle : La semelle nest pas de Classe 4, elle est donc pleinement efficace. me : Lme est sujette au voilement local : = -1 Coefficient de voilement : 9,23 =k Elancement rduit : === 9,2381,04,28

    6/5,7914,28/

    wp

    ktc 1,173 > 0,673

    Coefficient de rduction : 2p

    p )3(055,0-

    += mais 1

    772,0173,1

    )13(055,0-1,1732 ==

    Largeur efficace : beff = =5,791772,0=c 611 mm

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    be1 = 0,4 beff = 244 mm be2 = 0,6 beff = 367 mm bt = 0,5 c = 396 mm

    Les caractristiques de la section efficace peuvent tre calcules : Iy,eff = 121542 cm4 Weff,y,min = 2867,4 cm3

    Note: Pour une section symtrique, il ny a pas de dcalage du centre de gravit de laire efficace Aeff par rapport la section brute. Do :

    eNy = eNz = 0

    7.3 Vrification de la section transversale sous moment flchissant et effort axial

    1// 0miny,eff,y

    NyEdEdy,

    M0effy

    Ed1 ++=

    MWfeNM

    AfN

    1 0,7210,1/2867400355

    016740010.6,6700,1/7586355

    167400 61 =

    ++= OK

    EN 1993-1-1

    6.2.9.3

    EN 1993-1-5

    4.6

    7.4 Vrification de la rsistance du poteau au voilement par cisaillement

    3,5872133w

    w =>=

    th avec = 1,0

    La rsistance au voilement par cisaillement doit donc tre vrifie. Aucun raidisseur transversal intermdiaire nest prvu.

    EN 1993-1-1

    6.2.8 (2)

    La rsistance au voilement par cisaillement est calcule par : Vb,Rd = Vbw,Rd + Vbf,Rd

    O Vbw,Rd est la contribution de lme : 3M1

    wwywRdbw,

    thfV =

    Et Vbf,Rd est la contribution des semelles.

    EN 1993-1-5

    5.2 (1)

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Elancement rduit : cr

    yw 76,0

    f= EN 1993-1-5

    5.3

    Avec Ecr k= et 2

    w

    wE 190000

    =

    ht

    EN 1993-1-5

    Annexe A

    Il ny a pas de raidisseur intermdiaire sur la hauteur du poteau, donc :

    k = 5,34 Et : E = 10,7 N/mm2

    Donc, cr = 5,34 10,7 = 57,14 N/mm2 et == 14,5735576,0w 1,894 1,08

    Retenons lhypothse de montants dextrmit non rigides : 438,0/83,0 ww ==

    Donc, 30,1

    106800355438,0 3Rdbw,

    =

    V =430,9 kN

    EN 1993-1-5

    Tableau 5.1

    La contribution des semelles peut tre ignore : Vbf,Rd = 0

    Alors : 9,4300,112

    ,33 ===

    Rdbw

    Ed

    VV = 0,26 < 1

    EN 1993-1-5

    5.5 (1)

    Il est noter que pour 5,03

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    7.5 Vrification de la rsistance au flambement La rsistance au flambement du poteau est vrifie en utilisant les critres suivants (pas de flexion par rapport laxe faible, Mz,Ed = 0) :

    1

    M1

    Rky,LT

    Edy,yy

    M1

    Rky

    Ed +

    MM

    kNN

    Et : 1

    M1

    Rky,LT

    Edy,zy

    M1

    Rkz

    Ed +

    MM

    kNN

    EN 1993-1-1

    6.3.3

    Les coefficient kyy and kzy sont calculs daprs lAnnexe A (EN 1993-1-1).

    Note: My,Ed = Mz,Ed = 0 puisque eNy = eNz = 0

    La structure nest pas sensible aux effets du second ordre (cr = 29,98 > 10). La longueur de flambement dans le plan peut donc tre prise gale la longueur dpure. Lcr,y = 5,99 m

    EN 1993-1-1

    5.2.2 (7)

    En ce qui concerne le flambement hors plan, le poteau est maintenu latralement mi-hauteur et ses deux extrmits. Do : Lcr,z = 3,00 m and Lcr,LT = 3,00 m

    Rsistance au flambement du poteau

    Flambement par rapport laxe yy (Lcr,y = 5,99 m) 2

    22

    ycr,

    y2ycr, 5990

    10124500210000 == LEI

    N =71920 kN

    1935,01071920

    35575863

    ycr,

    yeff ===

    NfA

    y < 0,2 Les effets du flambement dans le plan peuvent tre ignor : 0,1y =

    EN 1993-1-1

    6.3.1.3 (1)

    6.3.1.2 (4)

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Par consquent, la rsistance au flambement par rapport laxe fort est prise gale la rsistance de la section leffort axial de compression :

    Nby,Rd = Aeff fy / M0 = (7586 355 / 1,0).10-3 = 2693 kN

    Flambement par rapport laxe zz (Lcr,z = 3,00 m) 2

    22

    zcr,

    z2zcr, 3000

    103126210000 == LEIN = 7199 kN

    6116,01071993557586

    3zcr,

    yeffz =

    ==N

    fA

    EN 1993-1-1

    6.3.1.3 (1)

    Courbe de flambement : c (z = 0,49) ( )[ ]2zz 2,015,0 z ++= ( )[ ]2z 6116,02,06116,049,015,0 ++= = 0,7879 778,0

    6116,07879,07879,011

    222z

    2zz

    z =+=+=

    EN 1993-1-1

    Tableau 6.2

    6.3.1.2 (1)

    La rsistance au flambement par rapport laxe faible est : Nbz,Rd = z Aeff fy / M0 = (0,778 7586 355 / 1,0).10-3 = 2095 kN

    Dversement (Lcr,LT = 3,00 m) Le tronon suprieur du Poteau est considr.

    Le moment critique est calcul par :

    z

    2t

    2LTcr,

    z

    w2

    LTcr,

    z2

    1cr EIGIL

    II

    LEICM

    +=

    Le coefficient C1 dpend du rapport des moments dextrmit :

    = 335,3 / 670,6 = 0,5 Do : C1 = 1,31

    3,00 m

    670,6 kNm

    335,3 kNm

    NCCI SN003

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    42

    22

    62

    42

    cr 10312621000034560080770300010

    31265151000

    10300010312621000031,1

    +=

    M

    Mcr = 3873 kNm

    The slenderness for lateral torsional buckling is obtained from:

    5127,01038733554,2867

    3cr

    yyeff,LT =

    ==M

    fW

    EN 1993-1-1

    6.3.2.2

    Le coefficient de rduction est alors calcul partir de la courbe de flambement d, et le facteur dimperfection est : LT = 0,76.

    ( )[ ]2LTLTLTLT 0,2-15,0 ++= ( )[ ] 7502,05127,02,0-5127,076,015,0 2LT =++=

    EN 1993-1-1

    Tableau 6.3

    Tableau 6.4

    et 6.3.2.2

    7705,05127,0-7502,07502,0

    1

    -

    1222

    LT2LTLT

    LT =+=+=

    Do : === 6M1

    yyeff,LTRdb, 100,1

    35528674007705,0fW

    M 784,3 kNm

    Les coefficients kyy et kzy sont calculs selon lAnnexe A de lEN 1993-1-1.

    0,1

    719204,1671,01

    719204,1671

    1

    1

    ycr,

    Edy

    ycr,

    Ed

    =

    =

    =

    NN

    NN

    y

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    995,0

    71994,167778,01

    71994,1671

    1

    1

    zcr,

    Edz

    zcr,

    Ed

    z =

    =

    =

    NN

    NN

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Effort normal critique de flambement par torsion

    )( 2w

    2

    t0

    Tcr, hEIGI

    IAN +=

    NCCI SN001

    Pour une section doublement symtrique,

    1276003126124500zy0 +=+= III cm4

    )3000

    10.515100021000010.56,3480770(100010.127600

    108002

    624

    4cr,T+= N

    Ncr,T = 10276 kN

    Llancement rduit pour le dversement doit tre calcul en supposant une distribution uniforme du moment sur la hauteur du tronon tudi.

    z2

    t2

    LTcr,

    z

    w2

    LTcr,

    z2

    1cr,0 EIGIL

    II

    LEICM

    += avec C1 = 1,0

    42

    22

    62

    42

    cr,0 10312621000034560080770300010

    31265151000

    1030001031262100000,1

    +=

    M

    =cr,0M 2957 kNm

    NCCI SN003

    3ocr,

    yyeff,0

    1029573554,2867

    ==

    MfW = 0,587 EN 1993-1-1

    Annexe A

    4Tcr,

    Ed

    zcr,

    Ed1lim0 )1)(1(2,0 N

    NNNC =

    Avec Ncr,TF = Ncr,T (section doublement symtrique)

    4lim0 )10276

    4,167-1)(7199

    4,167-1(31,12,0 = = 0,227

    0 > lim0

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    LTy

    LTymy,0my,0my 1

    )1(a

    aCCC

    ++=

    Avec : 4,2867

    86,751004,1676,670

    yeff,

    eff

    Ed

    Edy,y == W

    AN

    M =10,60 (Classe 4)

    et : y

    tLT 1 I

    Ia = 1,0

    Calcul du facteur de moment uniforme quivalent Cmy,0

    ycr,

    Edyymy,0 )33,0(36,021,079,0 N

    NC ++=

    Pour 0y = 790,0719204,167)33,00(36,0021,079,0my,0 =++=C

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    Tableau A2

    Calcul des coefficients Cmy et Cm,LT :

    951,00,160,101

    0,160,10)790,01(790,0my =++=C

    1)1)(1(

    Tcr,

    Ed

    zcr,

    Ed

    LT2mymLT

    =

    NN

    NN

    aCC EN 1993-1-1

    Annexe A

    1923,0)

    102764,1671)(

    71994,1671(

    0,1951,0 2mLT

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    948,0

    719204,1671

    995,01951,01

    ycr,

    Ed

    zmLTmyzy =

    =

    =NNCCk

    Vrification avec les formules dinteraction

    1

    M1

    yyeff,LT

    Edy,yy

    M1

    effyy

    Ed +

    fWM

    kAfN

    877,03,7846,670953,0

    26934,167 =+

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    8.1 Classement de la section transversale me : hw = 800 mm et tw = 6 mm

    c = = 322800 791,5 mm Elancement de lme : c / tw = 131,9

    EN 1993-1-1

    5.5

    (Tableau 5.2)

    Lme est flchie et comprime. Le rapport des contraintes lELU est donn par :

    933,0135510560109,124212

    3

    y

    Ed ===

    AfN < 0

    La limite pour la Classe 3 est : 933,033,067,0

    81,04233,067,0

    42

    =+ = 93,9

    Do : c / tw = 131,9 > 93,9 Lme est de Classe 4.

    Semelle : b = 240 mm et tf = 12 mm

    c = = 232

    6240 113 mm

    Llancement de la semelle est : c / tf = 9,4 La limite pour la Classe 3 est : 14 = 14 0,81 = 11,3 Do : c / tf = 9,4 < 11,3 La semelle comprime est de Classe 3.

    EN 1993-1-1

    5.5

    (Tableau 5.2)

    Par consquent, la section est de Classe 4. La vrification de la traverse sera base sur la rsistance lastique de la section efficace.

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    NOTE DE CALCUL

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    8.2 Caractristiques efficaces de la section Aire efficace Laire efficace Aeff de la section est calcule en compression seule.

    EN 1993-1-1

    6.2.9.3 (2)

    Semelle : La semelle nest pas de Classe 4, elle est donc pleinement efficace. me : Laire efficace de lme est la mme que celle du poteau. La largeur efficace est : beff = 255 mm Aeff = 73,46 cm2

    Module lastique efficace Le module lastique efficace est calcul en flexion simple.

    Semelle : La semelle nest pas de Classe 4, elle est donc pleinement efficace. Web: Le module lastique efficace de la section est le mme que celui du

    poteau. La largeur efficace de lme est : beff = 611 mm

    EN 1993-1-1

    6.2.9.3 (2)

    be1 = 0,4 beff = 244 mm be2 = 0,6 beff = 367 mm bt = 0,5 c = 396 mm

    Les caractristiques efficaces de la section sont : Iy,eff = 117582 cm4 Weff,y,min = 2772,1 cm3

    Note: Pour une section symtrique, il ny a pas de dcalage du centre de gravit de laire efficace Aeff par rapport la section brute. Do :

    eNy = eNz = 0

    8.3 Vrification de la section transversale sous moment flchissant et effort axial

    1// 0miny,eff,y

    NyEdEdy,

    M0effy

    Ed1 ++=

    MWfeNM

    AfN

    10,7290,1/2772100355

    012490010.6,6700,1/7346355

    124900 61 =

    ++= OK

    EN 1993-1-1

    6.2.9.3

    EN 1993-1-5

    4.6

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    NOTE DE CALCUL

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    8.4 Vrification de la rsistance de la traverse au voilement par cisaillement

    3,580,181,07272133

    w

    w ==>=

    th avec = 1,0

    La rsistance au voilement par cisaillement doit donc tre vrifie. Aucun raidisseur transversal intermdiaire nest prvu.

    EN 1993-1-1

    6.2.8 (2)

    La rsistance au voilement par cisaillement est calcule par : Vb,Rd = Vbw,Rd + Vbf,Rd

    O Vbw,Rd est la contribution de lme : 3M1

    wwywRdbw,

    thfV =

    Et Vbf,Rd est la contribution des semelles.

    EN 1993-1-5

    5.2 (1)

    Elancement rduit : cr

    yw 76,0

    f= EN 1993-1-5

    5.3

    Avec : Ecr k= et 2

    w

    wE 190000

    =

    ht

    Il ny a pas de raidisseur intermdiaire sur la hauteur du poteau, donc : k = 5,34 Et : E = 10,7 N/mm2

    EN 1993-1-5

    Annexe A

    Donc, cr = 5,34 10,7 = 57,14 N/mm2 et == 14,5735576,0w 1,894 1,08

    Retenons lhypothse de montants dextrmit non rigides :

    438,0/83,0 ww ==

    Donc, 30,1

    106800355438,0 3,,

    =

    RdwbV =430,9 kN

    EN 1993-1-5

    Tableau 5.1

    La contribution des semelles peut tre ignore : Vbf,Rd = 0

    Alors : 9,4304,150

    Rdbw,

    Ed33 === V

    V = 0,349 < 1 EN 1993-1-5

    5.5 (1)

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Il est noter que pour 5,03

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    NOTE DE CALCUL

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    En ce qui concerne le flambement hors plan, la traverse est maintenue latralement tous les 3 mtres. Donc : Lcr,z = 3,00 m and Lcr,LT = 3,00 m

    Rsistance au flambement de la traverse

    Flambement par rapport laxe yy (Lcr,y = 16,18 m) 5228,0

    1095463557346

    3ycr,

    yeff ===

    NfA

    y

    EN 1993-1-1

    6.3.1.3 (1)

    6.3.1.2 (4)

    Courbe de flambement : b (y = 0,34) ( )[ ]2yyy 2,015,0 ++= ( )[ ]25228,02,05228,034,015,0 ++=y = 0,6915 874,0

    5228,06915,06915,011

    222y

    2yy

    y =+=+=

    EN 1993-1-1

    Tableau 6.2

    6.3.1.2 (1)

    La rsistance au flambement par rapport laxe fort est : Nby,Rd = y Aeff fy / M0 = (0,874 7346 355 / 1,0).10-3 = 2279 kN

    Flambement par rapport laxe zz (Lcr,z = 3,00 m) 2

    22

    zcr,

    z2zcr, 3000

    102766210000 == LEIN = 6370 kN

    6398,01063703557346

    3zcr,

    yeffz =

    ==N

    fA

    EN 1993-1-1

    6.3.1.3 (1)

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Courbe de flambement : c (z = 0,49) ( )[ ]2zz 2,015,0 z ++= ( )[ ]2z 6398,02,06398,049,015,0 ++= = 0,8124 7619,0

    6398,08124,08124,011

    222z

    2zz

    z =+=+=

    EN 1993-1-1

    Tableau 6.2

    6.3.1.2 (1)

    La rsistance au flambement par rapport laxe faible est :

    Nbz,Rd = z Aeff fy / M0 = (0,7619 7346 355 / 1,0).10-3 = 1987 kN

    Dversement (Lcr,LT = 3,00 m) Le moment critique de dversement est calcul par :

    NCCI SN003

    z

    2t

    2LTcr,

    z

    w2

    LTcr,

    z2

    1cr EIGIL

    II

    LEICM

    +=

    3,00 m

    266 kNm

    670,0 kNm

    Le coefficient C1 est fonction du rapport des moments aux extrmits :

    = 266 / 670,6 = 0,40 Donc : C1 =1,39

    42

    22

    62

    42

    cr 10276621000033410080770300010

    27664557000

    10300010276621000039,1

    +=

    M

    Mcr = 3640 kNm

    Llancement rduit pour le dversement est obtenu par :

    520,01036403551,2772

    3cr

    yyeff,LT =

    ==M

    fW

    EN 1993-1-1

    6.3.2.2

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    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Le coefficient de rduction est ensuite calcul avec la courbe de dversement d. Le facteur dimperfection correspondant est : LT = 0,76.

    ( )[ ]2LTLTLTLT 0,2-15,0 ++= ( )[ ] 7568,0520,02,0520,076,015,0 2LT =++= 7653,0

    520,07568,07568,011

    222LT

    2LTLT

    LT =+=+=

    EN 1993-1-1

    Tableau 6.3

    Tableau 6.4

    et 6.3.2.2

    Do : ===0,1

    103551,27727653,03

    M1

    yyeff,LTRdb,

    fWM 753,1 kNm

    Les coefficients kyy et kzy sont calculs selon lAnnexe A de lEN 1993-1-1.

    9983,0

    95469,1240,8741

    95469,1241

    1

    1

    ycr,

    Edy

    ycr,

    Ed

    y =

    =

    =

    NN

    NN

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    9953,0

    63709,1247619,01

    63709,1241

    1

    1

    zcr,

    Ed

    zcr,

    Ed

    z =

    =

    =

    NN

    NN

    z

    Effort normal critique pour le flambement par torsion :

    )( 2w

    2

    t0

    Tcr, hEIGI

    IAN +=

    NCCI SN001

    Pour une section doublement symtrique,

    1233002766120550zy0 +=+= III cm4

    )3000

    10.455700021000010.41,3380770(100010.123300

    105602

    624

    4Tcr,+= N

    Ncr,T = 9219 kN

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    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Llancement rduit pour le dversement doit tre calcul en supposant une distribution uniforme du moment flchissant le long du tronon tudi.

    z2

    t2

    LTcr,

    z

    w2

    LTcr,

    z2

    1cr,0 EIGIL

    II

    LEICM

    += avec : C1 = 1,0

    42

    22

    62

    42

    cr,0 10276621000033410080770300010

    27664557000

    1030001027662100000,1

    +=

    M

    =cr,0M 2619 kNm

    NCCI SN003

    3cr,0

    yyeff,0

    1026193551,2772

    ==

    MfW = 0,613

    4Tcr,

    Ed

    zcr,

    Ed1lim0 )1)(1(2,0 N

    NNNC =

    Avec Ncr,TF = Ncr,T (section doublement symtrique)

    4lim0 )9219

    9,1241)(6370

    9,1241(39,12,0 = = 0,2338

    0 > lim0

    LTy

    LTymy,0my,0my 1

    )1(a

    aCCC

    ++=

    Avec : 1,2772

    46,731009,1246,670

    yeff,

    eff

    Ed

    Edy,y == W

    AN

    M =14,23 (Classe 4)

    Et : y

    tLT 1 I

    Ia = 1,0

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    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Calcul du facteur de moment uniforme quivalent Cmy,0

    Diagramme du moment flchissant :

    30m

    ycr,

    Ed

    Edy,2

    xy2

    my,0 11 NN

    MLEI

    C

    +=

    My,Ed = moment maximal sur la longueur de la traverse = 670,6 kNm

    x = flche maximale de la traverse = 106 mm

    9546

    9,1241-106,67030000

    106101205502100001

    62

    42

    my,0

    += C = 0,9927

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    Tableau A2

    Calcul des coefficients Cmy et Cm,LT :

    LTy

    LTymy,0my,0my 1

    )1(a

    aCCC

    ++=

    9985,00,123,141

    0,123,14)9927,0-1(9927,0my =++=C

    1)1)(1(

    Tcr,

    Ed

    zcr,

    Ed

    LT2mymLT

    =

    NN

    NN

    aCC

    1014,1)

    92199,124-1)(

    63709,124-1(

    0,19985,0 2mLT ==C

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

    le

    jeud

    i 23 s

    eptem

    bre 20

    10Ce

    con

    tenu

    est

    pro

    tg

    par

    des

    dro

    its d

    'aute

    ur -

    tous

    dro

    its r

    serv

    s. L

    'usag

    e de

    ce

    docu

    men

    t est

    sou

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    aux

    term

    es e

    t con

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    ns d

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    ce d

    'Acc

    ess

    Stee

    l

  • Rf. document SX030 Page 30 de 30 Titre

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rf. Eurocode EN 1993-1-1 Rdig par Arnaud Lemaire Date Jan 2006

    NOTE DE CALCUL

    Vrifi par Alain Bureau Date Jan 2006

    Calcul des coefficients kyy et kzy :

    024,1

    95469,124-1

    9983,0014,19985,0-1

    ycr,

    Ed

    ymLTmyyy ===

    NNCCk

    021,1

    95469,124-1

    9953,0014,19985,0-1

    ycr,

    Ed

    zmLTmyzy ===

    NNCCk

    EN 1993-1-1

    Annexe A

    Vrification avec les formules dinteraction

    1

    M1

    yyeff,LT

    Edy,yy

    M1

    effyy

    Ed +

    fWM

    kAfN

    967,01,7536,670024,1

    22799,124 =+

  • Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS SX030a-FR-EU

    Page 31

    Enregistrement de la qualit

    TITRE DE LA RESSOURCE Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRS

    Rfrence(s) SX030

    DOCUMENT ORIGINAL

    Nom Socit Date

    Cr par Arnaud Lemaire CTICM 09/01/2006

    Contenu technique vrifi par Alain Bureau CTICM 09/01/2006

    Contenu ditorial vrifi par

    Contenu technique approuv par les partenaires du projet STEEL :

    1. Royaume-Uni G W Owens SCI 23/05/2006

    2. France A Bureau CTICM 23/05/2006

    3. Sude B Uppfeldt SBI 23/05/2006

    4. Allemagne C Mller RWTH 23/05/2006

    5. Espagne J Chica Labein 23/05/2006

    Ressource approuve par le Coordonnateur technique G W Owens

    SCI 13/03/2007

    DOCUMENT TRADUIT

    Traduction ralise et vrifie par : A. Bureau CTICM 21/12/2006

    Ressource traduite approuve par : A. Lemaire CTICM 21/12/2006

    Exemple : Analyse lastique d'un portique simple en PRSCr

    le

    jeud

    i 23 s

    eptem

    bre 20

    10Ce

    con

    tenu

    est

    pro

    tg

    par

    des

    dro

    its d

    'aute

    ur -

    tous

    dro

    its r

    serv

    s. L

    'usag

    e de

    ce

    docu

    men

    t est

    sou

    mis

    aux

    term

    es e

    t con

    ditio

    ns d

    u co

    ntra

    t de

    licen

    ce d

    'Acc

    ess

    Stee

    l

    6.1 Etats Limites de Service6.2 Etats Limites Ultimes7.1 Classement de la section transversale7.2 Caractristiques efficaces de la section7.3 Vrification de la section transversale sous moment flchissant et effort axial7.4 Vrification de la rsistance du poteau au voilement par cisaillement7.5 Vrification de la rsistance au flambement8.1 Classement de la section transversale8.2 Caractristiques efficaces de la section8.3 Vrification de la section transversale sous moment flchissant et effort axial8.4 Vrification de la rsistance de la traverse au voilement par cisaillement8.5 Vrification de la rsistance au flambement