Guide PDF : Calcul des Pièces en Traction et Flexion selon l'Eurocode 3 en Construction Métallique

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En construction métallique, la traction axiale et la flexion représentent les sollicitations fondamentales qui conditionnent la stabilité des ouvrages. Ce guide théorique expose les principes de calcul selon l’Eurocode 3, référentiel incontournable pour la conception des charpentes métalliques. Découvrez les mécanismes de résistance, les vérifications réglementaires et les bonnes pratiques constructives – sans entrer dans les applications numériques.

Partie 1 : Fondements du Calcul en Traction Simple

1.1 Contextes d’Application

Les éléments structuraux soumis à un effort d’extension pure incluent :

Diagonales de treillis (poutres au vent, fermes)
Tirants de stabilisation (bardages, suspentes)
Goujons d’ancrage (soulèvement sous vent)
Câbles porteurs et de contreventement

Illustration : Schémas typiques d’éléments tendus dans une charpente

1.2 Logique de Vérification (Eurocode 3)

La résistance d’une pièce en traction est gouvernée par trois mécanismes de rupture :

Plastification de la section brute
Rupture de la section nette (au droit des trous de fixation)
Glissement des assemblages boulonnés (boulons HR)

La résistance finale $N_{R}$ correspond au plus faible de ces trois critères.

1.3 Détermination des Sections

a) Plaques perforées :

Section brute : Surface totale hors trous
Section nette :
- Pour trous alignés : Largeur réduite par soustraction des diamètres de perçage
- Pour trous décalés : Ligne de rupture critique (longueur minimale intégrant les chemins obliques)

b) Cornières assemblées :
Un coefficient réducteur $β$ s’applique lorsque :

L’assemblage concerne une seule aile
La force est transmise par moins de 3 boulons
L’entraxe des trous est insuffisant pour une transmission optimale

1.4 Règles Géométriques Impératives

Pour éviter la rupture prématurée des plaques trouvées :

Distances minimales entre trous/bords :
- Prévention du déchirement (effet « timbre-poste »)
- Espace pour la pose des outils
Distances maximales :
- Maintien du contact métal-métal (réduction de la corrosion)
- Limitation de la longueur des assemblages

Partie 2 : Concepts Clés du Calcul en Flexion

2.1 Typologie des Sollicitations

Type de Flexion	Caractéristiques	Exemples d’Application
Simple	Sollicitation dans un seul plan	Poutres de plancher
Déviée	Efforts dans deux plans orthogonaux	Poutres inclinées
Composée	Combinaison avec effort normal	Poteaux-flèches

2.2 Vérifications à l’État Limite Ultime (ELU)

a) Résistance au moment fléchissant :

Classes de sections (1 à 4) : Définissent le potentiel de plastification
Déversement : Risque de flambement latéral (contrôlé par $χ_{L T}$ )
Moment résistant $M_{R d}$ : Dépend de $W_{pl}$ (module plastique)

b) Résistance à l’effort tranchant :

Aire de cisaillement $A_{v}$ : Partie de la section mobilisée
Interaction moment-tranchant : Réduction de $M_{R d}$ si $V$ dépasse 50% de la résistance

2.3 Vérifications à l’État Limite de Service (ELS)

Le contrôle des flèches garantit :

Confort d’usage (vibrations excessives)
Intégrité des éléments connectés (cloisons, réseaux)
Limites réglementaires : Fonction de la portée et de la destination de l’ouvrage

2.4 Flexion Déviée : Approche Simplifiée

Pour les sollicitations bi-axiales :

Décomposition vectorielle des moments $M_{y}$ et $M_{z}$
Vérification interactive : Somme des rapports $M ^{y, R d} M ^{y} + M ^{z, R d} M ^{z}$

Annexes : Données Techniques de Référence

1. Caractéristiques des Profilés

Type de Profil	Paramètres Clés
Cornières	Aire, inertie, module élastique
Poutrelles (IPE, HEA)	$W_{e l}$ , $W_{pl}$ , classe de section
Tubes carrés	Rayons de giration, constante de torsion

2. Formulaire RDM Essentiel

Type de Poutre	Moment Maximal	Flèche Maximale
Bi-appuyée	Fonction du chargement et portée	Proportionnelle à $L^{4}$
Encastrée	Concentration aux liaisons	Dépend du type d’encastrement
Continue	Réduction sur appuis intermédiaires	Contrôle par inertie équivalente

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Découvrez les principes clés de l’Eurocode 3 pour le calcul des pièces en traction et flexion ! Ce guide PDF détaille les méthodes de vérification (ELU/ELS), les règles constructives critiques et les typologies de rupture en structures métalliques. Idéal pour ingénieurs et étudiants en génie civil : téléchargez les bonnes pratiques, les formulaires RDM et les annexes techniques indispensables.

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incluant les références aux normes (EN 1993-1-1, NF EN 10025) et schémas techniques détaillés.

Conclusion : Synthèse Méthodologique

Ce guide théorique a détaillé :

Les mécanismes de rupture en traction (brute/nette) et flexion (déversement, cisaillement).
L’approche normative Eurocode 3 (concepts ELU/ELS).
L’impact des règles constructives sur la résistance.
La hiérarchisation des vérifications pour les cas complexes.

*(Source pédagogique : Cours de constructions métalliques – Logbi Abdelaziz, adapté à l’Eurocode 3)*

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