enpc baep1 2011 - seance 5 mode de compatibilite

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  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    1/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 1

    Bton arm et prcontraint IINSTABILITE ELASTIQUE

    Jean Marc JAEGERSetec TPI

    E.N.P.C. module B.A.E.P.1

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 2

    Sommaire

    DISPOSITIONS DE DETAIL HAUTEUR DE FLAMBEMENT

    IMPERFECTIONS GEOMETRIQUES

    EFFETS DU SECOND ORDRE

    COEFICIENT DE FLUAGE

    METHODE GENERALE

    EVALUATION DE LA RAIDEUR

    EVALUATION DE LA COURBURE VERIFICATION DE LA SECTION

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    3/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 3

    14. FLAMBEMENT INSTABILITE ELASTIQUE

    S

    N

    N

    N

    NPosition dquilibre

    dplacementhorizontal de la lignemoyenne,

    M = N x moment desecond ordre cr par

    la dformation dupoteau,

    Stabilit du poteau : il

    existe une positiondquilibre.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    4/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 4

    Instabilit lastique, flambement : rappels de RdM

    On considre un poteau bi-articul soumis, en tte et en pied, un effort de

    compression N centr sur son centre de gravit G (cas de compression centre).Sous leffet dune action transversale (S) le poteau se dforme et chaque sectiondroite subit un dplacement horizontal . Chacune de ces sections est alorssoumise un moment M=N , li lexcentricit de leffort appliqu par rapport au

    centre de gravit de la section dplace, ce moment engendr par la dformationdu poteau est nomm moment de second ordre.

    Dans le cas de pices courantes le dplacement est faible et on nglige leseffets du second ordre, dans le cas de pices lances on ne peut plus les

    ngliger. Ces sollicitations de second ordre augmentent la dformation du poteauet donc les valeurs de . Si le processus converge vers une position dquilibre lepoteau est stable et ne flambe pas , si le processus diverge on dit que lepoteau flambe .

    Les imperfections gomtriques de construction amorcent le processus, unpoteau nest jamais ralis selon une verticale parfaite.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    5/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 5

    14. DISPOSITIONS DE DETAIL

    Dispositions prises vis vis de la DURABILITE Poteaux b h / 4

    Ferraillage longitudinal

    9.5 EC2

    b h / 4

    c

    CA

    0.04AA

    )002.0;f

    0.10Nmax(A

    8mm

    maxs,

    yd

    EDmins,

    barres

    =

    =

    Ferraillage transversal

    )400mm;a;20min(s

    )

    4

    1;mm6(

    longmaxt,

    longbarres

    =

    a : plus petite dimension transversale

    du poteau

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    6/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 6

    Dispositions de dtail

    Les dispositions de dtail concernant les poteaux sont dfinies dans la clause 9.5;elles concernent :

    - la distinction entre poteau et voile qui implique que la plus petite dimensiontransversale du poteau b vrifie b h/4 en notant h la plus grande dimensiontransversale de celui-ci;

    - les clauses de ferraillage longitudinal minimal qui imposent : un diamtre minimal des barres longitudinales barres 8mm, une section minimale dacier dacier As,min, une section maximale dacier As,max;

    - les clauses de ferraillage transversal qui imposent un diamtre minimal des armatures transversales, un espacement maximal des barres transversales.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    7/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 7

    14. INSTABILITE ELASTIQUE, FLAMBEMENT

    F

    F

    EI

    y

    G

    1

    11

    +=

    =

    =

    =

    =

    =

    F

    FcFFc

    Fc

    En

    lEIFc

    i

    lEI

    My

    FyM

    CE

    f

    f

    &&

    lf

    moment de second ordre

    quation dquilibre

    lancement

    force critique dEuler

    contrainte critique dEuler

    facteur d amplification

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    8/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 8

    Force critique de flambement, facteur damplification

    Il est utile de rappeler quelques rsultats de rsistance des matriaux, applicables un matriau homogne lastique, pour mieux comprendre la clause 5.8 Analyses des effets du second ordre en prsence d'une charge axiale de lanorme NF EN 1992-1-1.

    On reprend le cas dun poteau bi-articul de hauteur lf ou un poteau de longueur

    de flambement lf soumis une compression centre. On note y le dplacementhorizontal de chaque section droite situe une abscisse x compte depuis lepied du poteau.

    Lquation diffrentielle qui relie le moment de flexion M = Ny et la courbure 1/r

    (considre gale ) scrit = M / EI ou E est le module dlasticit longitudinaldu matriau et I linertie de flexion. On trouve une solution y(x) cette quationdiffrentielle du second ordre et donc une position dquilibre du poteau si leffortappliqu F est infrieur la force critique de flambement Fc.

    On dmontre, en RdM, que dans le cas o le poteau nest pas rectiligne maisprsente une imperfection gomtrique initiale (par exemple une courbureconstante) cette gomtrie sera amplifie par les effets du second ordre et unefois atteint lquilibre, par un facteur dit damplification gal Fc / (Fc F).

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 9

    14. INSTABILITE ELASTIQUE, FLAMBEMENT

    F

    F

    lfe2

    8

    1

    8)(

    )1(4)(

    2

    2

    2

    2

    2

    f

    f

    ff

    l

    re

    l

    exy

    lx

    lxexy

    =

    =

    =

    &&

    1

    sin)()(

    sin)(

    2

    2

    22

    2

    f

    ff

    f

    l

    re

    l

    x

    lexy

    lxexy

    =

    =

    =

    &&

    dforme parabolique dforme sinusodale

    8=c =c

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 10

    Relation entre courbure (1/r) et dplacement maximal (e2)

    La courbure 1/r de la ligne moyenne au droit dune section situe labscisse xest relie la dforme y(x) par lexpression :

    On considre que y est faible devant 1 et on obtient alors 1/r = (x).

    En choisissant une allure parabolique ou sinusodale pour la dforme y(x) et enrespectant les trois conditions aux limites y(0)=0, y(lf)=0 et y(lf/2)=e2 on sait alorstablir lexpression reliant la courbure de la section la plus sollicite, dite sectioncritique et situe mi-hauteur du poteau, avec le dplacement e2 de cette section.

    Cette expression prend la mme forme dans les deux hypothses de dforme un facteur prs not c par la norme NF EN 1992-1-1:

    c= 8 dans lhypothse dune dforme parabolique (moment constant),c= dans lhypothse dune dforme sinusodale (hypothse courante).

    '1

    1

    y

    r +=

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 11

    14. LONGUEUR DE FLAMBEMENT

    5.8.3.2 EC2

    lancement du poteau = lo/ i

    Longueur de flambement lo

    Rayon de giration i = BI

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    12/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 12

    Longueur de flambement selon la rsistance des matriaux

    La rsolution de lquation diffrentielle = M / EI en fonction des conditions deliaison hautes et basses du poteau avec le sol fait apparatre, en RdM, la notionde longueur de flambement.

    La longueur de flambement dpend des conditions de liaison de chaque extrmitdu poteau (ou nud de liaison) : extrmit libre, articulation ou encastrement et

    aussi de la possibilit ou non dun dplacement horizontal du nud suprieur parrapport au nud infrieur.

    Par exemple :- Poteau bi-articul nuds non dplaables : longueur de flambement lo

    (notation de la norme) gale la hauteur libre l du poteau,- Poteau bi-encastr nuds non dplaables : longueur de flambement lo(notation de la norme) gale la demi hauteur libre l du poteau,- Poteau bi-encastr nuds dplaables : longueur de flambement lo(notation de la norme) gale la hauteur libre l du poteau.

    Llancement mcanique dun poteau est gal au quotient de sa longueur deflambement lo par son rayon de giration i . Le rayon de giration dune sectionrectangulaire de hauteur h et de largeur b est gal : i = h/12 (en effet dans cecas I=bh3/12 et B=bh.

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 13

    14. RAIDEUR DES LIAISONS

    5.8.3.2 EC2

    k souplesse relative de lencastrement partiel des nudsde liaison

    lments : sopposant la rotation

    M moment unitaire appliqu aux barres raidissant le nud

    rotation du nud sous le moment M

    k = 0 encastrement parfait

    k = articulationkmini = 0.10

    k = (/ M )lments . (EI / l )poteau(x)

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    14/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 14

    Longueur de flambement selon la norme NF EN 1992-1-1

    La dtermination de la longueur de flambement lo passe par le calcul dessouplesses relative lencastrement partiel des liaisons hautes et basses dupoteau avec le reste de la structure, notes k1 et k2. La valeur de k traduit lasouplesse la rotation des lments de structure qui sopposent la rotation dupoteau: dans le cas thorique dun encastrement parfait k=0, dans le casthorique dune articulation totale k tend vers linfini. La valeur minimale de k, fixe

    par la norme, vaut 0,10.Pour calculer k on considre tous les lments qui sopposent la rotation delextrmit considre du poteau, en gnral il sagit des poutres encastres dansle poteau et situes dans le plan de flambement, on impose une rotation au

    nud de liaison et on calcule le moment total M quilibr par les lmentssopposant cette rotation. Le produit de (/M) par (EI/l) du poteau considrdonne la valeur de k.

    Si le poteau adjacent (poteau suprieur pour le nud suprieur et rciproquement

    pour le nud infrieur) est susceptible dinitier le flambement du poteau considralors il convient de remplacer (EI/ l ) dans la dfinition de k par[(EI/ l)a + (EI/ l )b].

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    15/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 15

    14. RAIDEUR DES LIAISONS

    Calcul de (/ M )

    M3)(

    3==

    l

    EIM

    M

    21 MMM +=

    = 1)/()/( iiiilments lIEM

    Nota : inertie fissure des poutres(I

    homognisepar exemple)

    5.8.3.2 (5) EC2

    4)(4

    == l

    EIM

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    16/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 16

    Calcul de k

    En considrant le cas o seule une poutre isostatique de porte l et de raideur EIsoppose la rotation dune extrmit dun poteau la valeur de /M estdirectement donne par un calcul simple RdM : / M = l / (3EI).

    La norme prcise que la raideur EI doit tenir compte de la fissuration : unesurestimation de la raideur de la poutre conduit sous-estimer la longueur de

    flambement du poteau. Linertie fissure peut tre dduite du calcul de flchedvelopp plus haut.

    Si cette poutre nest pas simplement appuye son extrmit oppose la liaisonavec le poteau mais encastre cette extrmit la valeur devient : / M = l / (4EI).

    En ralit les conditions dappui lextrmit de la poutre sont intermdiairesentre appui simple et encastrement, lhypothse appui simple est scurisante.

    En considrant maintenant le cas ou il y a deux traves de part et dautre dunud de jonction avec le poteau le processus de calcul consiste calculer les

    deux moments M1 et M2 quilibrs par chacune des traves et les cumuler:M=M1+M2 et / M=((M1+M2)/ )-1 .

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    17/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 17

    14. LONGUEUR DE FLAMBEMENT - structure contrevente

    5.8.3.2 EC2

    Longueurs de flambement : cas extrmes

    ll

    ll

    kk

    7.0

    7.05.00

    02/1

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    18/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 18

    Longueur de flambement partir de k1 et k2

    Une fois calcules les valeurs de k1 et de k2 , deux expressions donnent lalongueur de flambement selon que la structure est contrevente ou non.

    Le cas dune structure contrevente correspond au fait que le nud suprieur estnon-dplaable par rapport au nud infrieur, cest le cas quand deux plancherssuccessifs sont relis par des voiles de contreventement au-del des poteaux et

    que ces voiles bloquent les dplacements horizontaux relatifs de ces deuxplanchers.

    Il est intressant de passer aux limites de lexpression pour vrifier sa bonneapplication, par exemple k1 = 0 et k2 = 0 et structure contrevent signifie en RdM

    poteau bi-encastr nuds non dplaables, dans ce cas lexpression de lanorme donne une longueur de flambement l0 gale la demi hauteur du poteau lce qui est conforme au calcul RdM.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    19/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 19

    14. LONGUEUR DE FLAMBEMENT - structure noncontrevente

    5.8.3.2 EC2

    Longueurs de flambement : cas extrmes

    l

    ll

    kk

    2

    20

    02/1

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    20/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 20

    Longueur de flambement partir de k1 et k2 structure non contrevente

    Le cas dune structure non contrevente correspond au fait que le nud suprieurest dplaable par rapport au nud infrieur, cest le cas quand deux plancherssuccessifs sont relis uniquement par des poteaux.

    Il est intressant de passer aux limites de lexpression pour vrifier sa bonneapplication, par exemple k1 = 0 et k2 = 0 et structure non contrevent signifie enRdM poteau bi-encastr nuds dplaables, dans ce cas lexpression de lanorme donne une longueur de flambement l0 a gale la hauteur du poteau l cequi est conforme au calcul RdM.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 21

    avec

    0 valeur de base 0 = 1/200h facteur de rduction li la hauteur h =2 / l ; 2/3 h1

    m facteur de rduction li au nombre de barresl hauteur

    m nombre de barres verticales contribuant leffet total

    ei = max(2cm; i lo ) / 2

    )/11(5.0 mm +=

    14. IMPERFECTIONS GEOMETRIQUES

    5.2 EC2

    i = 0. h . m

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    22/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 22

    Imperfections de construction, moment de premier ordre

    Les imperfections gomtriques se traduisent, dans le cas dun poteau isol, parune excentricit ei de leffort axial appliqu N. Un moment M=N ei sajoute aumoment de flexion RdM obtenu dans la combinaison considre, le momentrsultant de ce cumul est appel moment flchissant de premier ordre et est notMOE par la norme NF EN 1922-1-1.La norme reprsente les imperfections gomtriques en fonction dune inclinaison

    i. Ces imperfections sappliquent aux lments de structure soumis des

    charges verticales et aux lments soumis une compression axiale, ellesdoivent tre considres aux ELU mais pas aux ELS.

    Dans lexpression de i figurant ci-dessus :

    0 est la valeur de base,h est un coefficient de rduction relatif la longueur ou hauteur,m est un coefficient de rduction relatif au nombre d'lments,l est la longueur de llment comprim dans le cas dun poteau isol,m est le nombre d'lments verticaux contribuant l'effet total; dans le cas dun

    poteau isol m=1; dans le cas dun systme de contreventement la norme dfinitles valeurs prendre en compte pour m et l.

    En tte dun lment isol leffet des imperfections gomtriques peut tre pris encompte sous la forme dune excentricit ei de la charge applique. Lannexe

    nationale NF EN 1992-1-1NA fixe la valeur minimale de cette excentricit 2cm.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 23

    14. CRITERES POUR EFFETS DU SECOND ORDRE

    5.8.3.1 EC2

    Les effets du SECOND ORDRE peuvent tre

    IGNORES si :

    lancementA = 1/(1+0.2eff)

    B =

    C= 1.7 - rm

    eff ratio prenant en compte le fluage = 0.7 (cas gnral)

    = Asdfyd/(Acfcd)

    As aire totale d aciers passifs

    = d

    /(Ac

    fcd

    )

    rm = M01/M02Mo1, Mo2 moments du premier ordre aux extrmits | Mo2 | | Mo1|

    20 A.B.C / n

    21+

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    24/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 24

    Critres simplifis pour les effets du second ordre, fluage

    Les effets du second ordre peuvent tre ngligs si le coefficient dlancement est infrieur une valeur limite m.

    L'effet du fluage doit tre pris en compte dans l'analyse du second ordre, entenant compte de la dure d'application des diffrentes charges dans lacombinaison de charges considre. La dure du chargement peut tre prise encompte d'une manire simplifie au moyen d'un coefficient de fluage effectif

    effqui, utilis conjointement avec la charge de calcul, donne une dformation defluage correspondant la charge quasi-permanente.

    Le quotient des moments de premier ordre appliqus aux deux extrmits du

    poteau correspond au coefficient rm. Ces deux moments sont du mme signe siltendent des fibres situes sur la mme face du poteau.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    25/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 25

    14. PRISE EN COMPTE DU FLUAGE

    5.8.4 EC2

    coefficient de fluage

    M0Eqp Moment du premier ordre sous combinaison quasi-permanente

    M0Ed Moment du premier ordre sous combinaison ELU

    ef

    = . M0Eqp

    / M0Ed

    Coefficient de fluage utile

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    26/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 26

    Coefficient de fluage effectif eff

    Le coefficient de fluage effectif prend en compte le fait que seule une partie descharges appliques sont de longue dure dapplication et provoqueront une

    dformation de fluage.

    Ce coefficient se dduit du coefficient de fluage final au temps infini (qui dpendde lge t0 du bton au moment du chargement) par lexpression figurant ci-dessus o:

    M 0Eqp est le moment flchissant du premier ordre dans le cas de lacombinaison quasi-permanente de charges (ELS), M 0Ed est le moment flchissant du premier ordre dans le cas de lacombinaison de charges de calcul (ELU).

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    27/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 27

    14. METHODES DANALYSE

    5.8.5 EC2

    Mthode gnrale base sur une

    ANALYSE NON-LINEAIRE au SECOND ORDRE

    Analyse au second ordre base sur une EVALUATION de

    la RAIDEUR du poteau

    Mthode base sur une EVALUATION de la COURBURE

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    28/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 28

    Mthodes danalyse

    La norme NF EN 1992-1-1 propose au 5.8.5 trois mthodes danalyse: unemthode gnrale et deux mthodes simplifies.

    La mthode gnrale est la plus prcise, elle est dveloppe dans le moduleBAEP3. Il sagit dune analyse prenant en compte:- les non-linarits gomtriques : les effets du second ordre qui sajoutent auxeffets du premier ordre,- les lois de comportement exactes des matriaux: on prend en compte danscette analyse une loi de comportement du bton de type loi de Sargin ,-le fluage du bton sous la forme dune affinit de rapport (1 + ef ) applique laloi contrainte dformation du bton.

    Une approche limite lanalyse de la section critique est autorise, la sectioncritique est la section la plus sollicite du poteau, par exemple section situe mi-hauteur pour un poteau bi-articul ou section dencastrement dans le cas dunpoteau encastr en pied et libre en tte. Cette approche saccompagne dunehypothse concernant lallure de la dforme du poteau (loi sinusodale, loi

    parabolique ou autre).

    Les mthodes simplifies sont :- une mthode base sur une rigidit nominale EI,- une mthode base sur une courbure nominale 1/r.

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    29/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 29

    14. METHODE GENERALE

    5.8.6 EC2

    LEQUILIBRE DE LA SECTION sexprime avec :

    LOI MOMENT-COURBURE EXTERNE(dtermine par la RdM)

    LOI MOMENT COURBURE INTERNE(dtermine par un calcul bton arm)

    [ ] [ ] erneexterne rMrM int)/1()/1( =

    [ ] [ ] erneexterne NN int=

  • 5/28/2018 ENPC BAEP1 2011 - SEANCE 5 Mode de Compatibilite

    30/40

    ENPC Module BAEP1 Sance 5 30

    Loi moment courbure

    Une application possible de la mthode gnrale de vrification de la stabilitlastique utilisant lapproche limite lanalyse de la section critique consiste

    tablir les deux lois moment-courbure externe et interne de cette section.

    La loi externe exprime la relation liant le moment externe (ou moment RdM)appliqu la section de calcul en fonction de la courbure de cette mme section.Cette loi est rapide construire en notant que le moment de second ordre vautM=Nei et que nous avons tabli plus haut la relation entre courbure de la sectioncritique et dplacement de cette section en fonction dune hypothse de dformede llment.

    La loi interne relie le moment quilibr par la section bton arm avec sa

    courbure. Cette seconde loi se construit point par point en remarquant que lacourbure dune section droite correspond la pente de son diagramme dedformation.

    Lquilibre de la section implique une galit entre le torseur des efforts externeset internes, si les deux lois sinterceptent il existe une position dquilibre et il ny apas dinstabilit lastique pour peu que la rsistance de cette section lquilibresoit assure.

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    14. METHODE BASEE SUR LEVALUATION DE LARAIDEUR

    5.8.7 EC2

    1 - RAIDEUR NOMINALE

    2 - FORCE CRITIQUE DE FLAMBEMENT

    3 - MOMENT TOTAL

    EI

    NB

    MED

    Fissuration, fluage et aciers passifs

    Par comparaison de NB et NEd

    A partir de EI

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 32

    Mthode base sur une rigidit nominale

    Dans une analyse du second ordre base sur la rigidit, il convient d'utiliser lesvaleurs nominales de la rigidit en flexion EI, en tenant compte des effets de la

    fissuration, de la non-linarit des matriaux et du fluage sur le comportementglobal.

    La mthode consiste tout dabord estimer la rigidit nominale EI de llment enbton arm en tenant compte du comportement plastique des matriaux, de lafissuration et du fluage. A partir de cette rigidit nominale on en dduit la chargede flambement NB puis un moment de calcul total MEd exprim comme une valeurmajore du moment flchissant de premier ordre MOEd. Cette majoration fait appel un coefficient qui sapparente de prs au coefficient damplification dcrit ci-dessus (cf pages 7 et 8).

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    14. EVALUATION DE LA RAIDEUR

    5.8.7.2 EC2

    s

    s

    c

    cEcmcd

    cdcEd

    ck

    efc

    SsSccdc

    I

    K

    I

    EE

    fANk

    fk

    kkK

    IEKIEKEI

    1

    /

    2.0

    170

    /(

    20/

    )1/(

    )2

    1

    21

    =

    =

    =

    =

    +

    +=

    =

    RAIDEUR NOMINALE

    COEFFICIENT POUR FISSURATIONFLUAGE ET ACIERS PASSIFS

    VALEUR DE CALCUL DU MODULE BETON(CE = 1.2)

    INERTIE BETON

    INERTIE ACIERS PASSIFS

    Ri idi i l EI

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    Rigidit nominale EI

    La rigidit nominale est prsente par la norme NF EN 1992-1-1 comme lasomme de deux termes: la rigidit du bton et celle des armatures passives.

    La valeur de calcul du module dlasticit du bton Ecd se dduit du moduledlasticit moyen Ecm en divisant celui-ci par CE =1,2. Le moment dinertie Ic de lasection droite de bton est celui de la section brute totale (par exemple bh3/12dans le cas dun poteau de hauteur h et de largeur b).

    La valeur du module dlasticit de lacier passif est 200 000MPa. Le momentdinertie Is de la section darmatures se calcule par rapport au centre de gravit dela section brute bton, dans le cas de barres de diamtre i situes chacune une distance

    idu CdG cette inertie a pour valeur :

    i

    i par application du

    thorme de Huygens en ngligeant linertie propre de chaque barre.

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 35

    14. MOMENT TOTAL

    5.8.8.2 EC2

    0

    0

    0

    /

    1)/(1

    c

    c

    NNMM

    l

    EIN

    EdB

    EdED

    f

    B

    =

    +=

    = FORCE CRITIQUE DE FLAMBEMENT

    dpend de la distribution du moment depremier ordre :8 moment constant

    9.6 moment parabolique12 distribution symtrique triangulaire

    Moment total avec la mthode base sur la rigidit

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    Moment total avec la mthode base sur la rigidit

    Il faut noter que la mthode base sur la rigidit nominale donne le moment decalcul total MEd appliqu la section (moment total = moment RdM + moment d

    aux imperfections gomtriques + moment de second ordre) contrairement laseconde mthode qui ne donne que le moment de second ordre ajouter aumoment de premier ordre.

    Le moment de calcul total MEd est obtenu en majorant le moment de premier ordreMOEd par un facteur damplification faisant appel au quotient de la charge critiquede flambement NB par leffort normal agissant de calcul NEd.

    Le coefficient c0 dpend de la distribution du moment de premier ordre (comme vuci-dessus):c0 = 8 pour un moment constant (dforme parabolique),c0 = 9,6 pour un moment suivant une distribution parabolique,c0 = 12 pour un moment suivant une distribution triangulaire symtrique (cas dunIGH avec un point de moment nul mi-hauteur).

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    14. METHODE BASEE SUR LEVALUATION DE LACOURBURE NOMINALE

    5.8.8.3 EC2

    sydyd

    yd

    cdcyds

    u

    cdcED

    baluur

    r

    Ef

    dr

    efK

    fAfA

    n

    fANn

    nnnnK

    rKKr

    /)45.0/(/1

    1

    )/(

    )1(

    )/(

    1)/()(

    /1/1

    0

    0

    =

    =

    +=

    =

    +=

    =

    =

    =

    COURBURE

    CORRECTION DEPENDANT DE

    LEFFORT NORMAL

    CORRECTION DEPENDANTDU FLUAGE

    Mthode base sur une courbure nominale

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 38

    Mthode base sur une courbure nominale

    Cette mthode convient avant tout pour les lments isols soumis un effortnormal constant, et de longueur efficace donne l 0. La mthode donne un

    moment nominal du second ordre bas sur une dformation, celle-ci tant base son tour sur la longueur efficace et sur une courbure maximale estime.

    Dans le cas dlments de section droite constante et symtrique, ferraillagecompris, la norme propose une valuation de la courbure 1/r qui peut se lirecomme obtenue par interpolation linaire entre deux courbures extrmes :courbure nulle en compression centre et courbure maximale associe au point leplus excentr selon laxe M dun diagramme dinteraction (N,M).

    Lexpression de la courbure fait appel la notion deffort normal relatif n obtenu enrapportant leffort normal N au produit Acfcd. Dans cette expression :

    Ac est laire de la section droite de bton, As est laire totale de la section darmatures.

    METHODE BASEE SUR LEVALUATION DE LA

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    14. METHODE BASEE SUR LEVALUATION DE LACOURBURE

    5.8.8.3 EC2

    b

    sydst

    Ef=

    Ac

    At0.45d

    COURBURE

    MOMENT

    clre

    eN

    O

    Ed

    )/1(2

    22

    =

    =

    )45.0/(/1 0 dr yd=

    2=c

    c dpend de la distributionde la courbure totale

    sinusode

    Moment de second ordre avec la mthode base sur la courbure

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    ENPC Module BAEP1 Sance 5 40

    Moment de second ordre avec la mthode base sur la courbure

    La mthode base sur lestimation de la courbure donne le moment nominal desecond ordre M2. celui-ci doit tre cumul au moment de premier ordre MOEd pour

    obtenir le moment de calcul MEd : MEd = MOEd + M2.

    Ayant dtermin la valeur de la courbure nominale 1/r il est facile de calculerlexcentricit de second ordre e2 et den dduire le moment de second ordreM2 = MEd e2 .

    Dans lexpression reliant la courbure et lexcentricit de second ordre :e 2 = (1/r ) l o / c on retrouve le coefficient c dpendant de la distribution des

    courbures prsent ci-dessus (cf pages 10 et 32).

    Une fois dtermines les sollicitations agissant sur la section droite et tenantcompte des effets du second ordre (NEd, MEd) il reste justifier la rsistance decette section, par exemple en utilisant un diagramme dinteraction.

    Le calcul dun poteau est ensuite faire en situation de feu : calcul chaud selonla norme NF EN 1992-1-2 : Rgles gnrales Calcul du comportement au feu.