La construction métallique avec les Eurocodes

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Ce nouveau manuel explique comment appliquer les nouvelles règles de construction européennes, et plus particulièrement celles de l'Eurocode 3 (calcul des structures en acier).
Il est le fruit du travail de vingt enseignants exerçant en BTS, I


Ce nouveau manuel explique comment appliquer les nouvelles règles de construction européennes, et plus particulièrement celles de l'Eurocode 3 (calcul des structures en acier).



Il est le fruit du travail de vingt enseignants exerçant en BTS, IUT et écoles d'ingénieurs, qui se sont attachés à décoder et à expliquer le calcul des structures métalliques selon l'Eurocode 3. Il contient des tableaux et des abaques destinés à faciliter le dimensionnement des ossatures et de leurs assemblages, mais aussi des organigrammes précisant le cheminement à suivre pour mener à bien les diverses vérifications réglementaires. De nombreux exemples de calcul illustrent les différents calculs à réaliser.



Outre les règles de l'Eurocode 3, il porte également sur la détermination des actions qui s'exercent sur les ouvrages en acier, et notamment les actions de la neige et les actions du vent.



Principalement destiné aux élèves et aux enseignants de BTS Construction métallique, d'IUT et d'écoles d'ingénieurs en génie civil, c'est aussi un ouvrage de référence pour les professionnels de la construction métallique soucieux de maîtriser les vérifications avec les Eurocodes.



Sous la direction de Jean-Pierre Muzeau (président de l'APK) et avec l'aide de Marie-Christine Ritter (ConstruirAcier), ce manuel a été rédigé avec le concours de Raoul Aguirre et Patrick Girot, lycée Albert Claveille (Périgueux), Julien Averseng, IUT (Nîmes), Philippe Boineau et Frédéric Morgues, lycée Aristide Briand (Saint-Nazaire), Frédéric Bos, Alain Cointe et Yvan Delos, IUT (Bordeaux), Abdelhamid Bouchaïr et Éric Fournely, Polytech (Clermont-Ferrand), Bernard Carton, lycée Monge (Chambéry), Jean-Luc Coureau, Inra (Bordeaux), Christophe Dehlinger et Antoine Kohler, lycée Stanislas (Wissembourg), Jean-François Ferrier, lycée Frédéric Faÿs (Villeurbanne), Stéphane Guillon et Joseph Noc, lycée La Mâche (Lyon), Jacques Harduin, lycée Jean Lurçat (Martigues), Alain Lâchai, Insa (Rennes) et Michel Plouviez, Lycée Jean Prouvé (Lomme).




  • Lexique et symboles utilisés


  • Eurocode 0 : Bases de calculs


  • Eurocode 1 : Actions sur les structures


  • Descente de charges


  • Matériaux et produits sidérurgiques disponibles


  • Analyse globale et classification des structures


  • Classification des sections transversales


  • Résistance des sections


  • Résistance des barres


  • ELS : Etats limites de service


  • Assemblages simples


  • Assemblages structuraux : assemblages par platine d'about

Publié le : samedi 7 décembre 2013
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EAN13 : 9782212246544
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Résumé e nouveau manuel explique comment euCropéennes, et plus particulièrement celles de appliquer les nouvelles règles de construction l’Eurocode 3 (calcul des structures en acier). Il est le fruit du travail de vingt enseignants exerçant en BTS, IUT et écoles d’ingénieurs, qui se sont attachés à décoder et à expliquer le calcul des structures métalliques selon l’Eurocode 3. Il contient destableaux et desabaques destinés à faciliter le dimensionnement des ossatures et de leurs assemblages, mais aussi des organigrammes précisant le cheminement à suivre pour mener à bien les diverses vérifications réglementaires. De nombreux exemples de calcul illustrent les différents calculs à réaliser. Outre lesrègles de l’Eurocode 3, il porte également sur la détermination desactions qui s’exercent sur les ouvrages en acier, et notamment les actions de la neige et les actions du vent. Principalement destiné aux élèves et aux enseignants deBTS Construction métallique, d’IUT et d’écoles d’ingénieurs en génie civil, c’est aussi un ouvrage de référence pour les professionnels de la construction métallique soucieux de maîtriser les vérifications avec les Eurocodes.
Sommaire 1. Lexique et symboles utilisés • 2. Eurocode 0 : Bases de calculs • 3. Eurocode 1 : Actions sur les structures • 4. Descente de charges • 5. Matériaux et produits sidérurgiques disponibles • 6. Analyse globale et classification des structures • 7. Classification des sections transversales • 8. Résistance des sections • 9. Résistance des barres • 10. ELS : États limites de service • 11. Assemblages simples • 12. Assemblages structuraux : assemblages par platine d’about
Biographie auteur
Sous la direction de Jean-Pierre Muzeau (président de l’APK) et avec l’aide de Marie-Christine Ritter (ConstruirAcier), ce manuel a été rédigé avec le concours de Raoul Aguirre et Patrick Girot, lycée Albert Claveille (Périgueux), Julien Averseng, IUT (Nîmes), Philippe Boineau et Frédéric Horgues, lycée Aristide Briand (Saint-Nazaire), Frédéric Bos, Alain Cointe et Yvan Delos, IUT (Bordeaux), Abdelhamid Bouchaïr et Éric Fournely, Polytech (Clermont-Ferrand), Bernard Carton, lycée Monge (Chambéry), Jean-Luc Coureau, Inra (Bordeaux), Christophe Dehlinger et Antoine Kohler, lycée Stanislas (Wissembourg), Jean-François Ferrier, lycée Frédéric Faÿs (Villeurbanne), Stéphane Guillon et Joseph Noc, lycée La Mache (Lyon), Jacques Harduin, lycée Jean Lurçat (Martigues), Alain Lachal, Insa (Rennes) et Michel Plouviez, Lycée Jean Prouvé (Lomme).
www.editions-eyrolles.com www.boutique-livres.afnor.org
Sous la direction de Jean-Pierre Muzeau
La construction métallique avec les Eurocodes Interprétation et exemples de calcul
ÉDITIONS EYROLLE AFNOR ÉDITIONS S 11, rue Francis-de-Pressensé 61, bd Saint-Germain 93571 La Plaine Saint-Denis C 75240 Paris Cedex 05 edex www.editions-eyrolles. www.boutique-livres.afnor.org com
En couverture, de haut en bas et de droite à gauche : Musée Lyon Confluence ; architectes : Coop Himmelb(l)au. Photo © Jean-Pierre Muzeau. Constructeur métallique : SMB et Renaudat Centre Construction. Stade Pierre Mauroy (Villeneuve d’Ascq) ; architectes : Valode & Pistre, P. Ferret. Photo © Jean-Pierre Muzeau. Constructeur métallique : Eiffage Construction Métallique. Terminal ferroviaire des Halles de Rungis ; architectes : AREP. Photo © Jean-Pierre Muzeau. Constructeur métallique : Viry S.A.S. (Groupe Fayat). Parking Toulouse Blagnac ; architectes : François Gillard (SCAU) et Pierre Azéma. Photo © Jean-Pierre Muzeau. Constructeur métallique : Castel et Fromaget (groupe Fayat). Pôle de loisirs et de commerces Lyon Confluence ; architecte : J.-P. Viguier, CBA. Photo © Jean-Pierre Muzeau. Constructeur métallique : Eiffage Construction Métallique & SMB.
er Le code de la propriété intellectuelle du 1juillet 1992 interdit en effet expressément la photocopie à usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique s’est généralisée notamment dans les établissements d’enseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibilité même pour les auteurs de créer des œuvres nouvelles et de les faire éditer correctement est aujourd’hui menacée. En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l’autorisation de l’Éditeur ou du Centre Français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands Augustins, 75006 Paris.
© Afnor et Groupe Eyrolles, 2014 ISBN Afnor : 978-2-12-465439-0 ISBN Eyrolles : 978-2-212-13838-2
Le programme des Eurocodes structuraux comprend les normes suivantes, chacune étant en général constituée d’un certain nombre de parties : EN 1990 Eurocode 0 : Bases de calcul des structures EN 1991 Eurocode 1 : Actions sur les structures EN 1992 Eurocode 2 : Calcul des structures en béton EN 1993 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier EN 1994 Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton EN 1995 Eurocode 5 : Calcul des structures en bois EN 1996 Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie EN 1997 Eurocode 7 : Calcul géotechnique EN 1998 Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes EN 1999 Eurocode 9 : Calcul des structures en aluminium Les normes Eurocodes reconnaissent la responsabilité des autorités réglementaires dans chaque État membre et ont sauvegardé le droit de celles-ci de déterminer, au niveau national, des valeurs relatives aux questions réglementaires de sécurité, là où ces valeurs continuent à différer d’un État à un autre.
Table des matières
Avant-propos
Introduction 1 Historiquedes Eurocodes 2 Contenude l’ouvrage 3 Référencesbibliographiques générales
CHAPITRE 1Lexique et symboles utilisés 1.1 Lexiquefrançais-anglais 1.1.1 Termesconcernant les charges 1.1.2 Termesconcernant les états limites 1.1.3 Termesconcernant les sections transversales 1.1.4 Termesrelatifs aux aspects structuraux 1.1.5 Termesrelatifs aux assemblages 1.1.6 Axesde référence 1.2 Listedes symboles utilisés dans les Eurocodes 1.2.1 EN1990 ou Eurocode 0 1.2.2 EN1991 ou Eurocode 1 1.2.3 EN1993 ou Eurocode 3 1.3 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 2Eurocode 0 : bases de calculs 2.1 Principesde vérification – États limites 2.1.1 Étatslimites ultimes (ELU) 2.1.2 Étatslimites de service (ELS) 2.2 Actionssur les structures 2.2.1 Valeurscaractéristiques des actions 2.2.2 Valeursreprésentatives des actions variables 2.2.3 Valeursde calcul des actions 2.3 Caractéristiquesdes matériaux 2.4 Calculdes structures 2.5 Combinaisonsd’actions 2.6 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 3Eurocode 1 : actions sur les structures 3.1 Poidsvolumiques, poids propres, charges d’exploitation des bâtiments 3.1.1 Poidspropres, poids volumiques 3.1.2 Chargesd’exploilation 3.2 Actionde la neige 3.2.1 Actionde la neige sur la toiture d’une construction 3.2.2 Chargede neige sur le sol 3.2.3 Coefficientsde forme pour les toitures 3.2.4 Effetslocaux 3.2.5 Exempled’application 3.3 Actiondu vent sur les constructions 3.3.1 Actiondu vent sur les parois d’une construction 3.3.2 Pressiondynamique de pointe 3.3.3 Coefficientsde pression pour les bâtiments 3.3.4 Toituresisolées 3.3.5 Forcesde frottement 3.4 Référencebibliographique
CHAPITRE 4Descente de charges 4.1 Surfaced’influence 4.2 Coefficientsde continuité 4.3 Casdes pannes de couverture 4.3.1 Calculdes charges linéiques 4.3.2 Exemple 4.4 Descentede charges sur les portiques de bâtiment 4.4.1 Calculdes charges linéiques 4.4.2 Exempled’application 4.5 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 5Matériaux et produits sidérurgiques disponibles 5.1 Lesaciers 5.1.1 Lesaciers de construction 5.1.2 Désignationdes aciers 5.1.3 Caractéristiquesmécaniques des aciers principaux 5.1.4 Lesaciers inoxydables 5.2 Lesprincipaux produits sidérurgiques disponibles 5.2.1 Lesproduits laminés à chaud 5.2.2 Lesproduits formés à froid 5.2.3 Lesproduits tubulaires 5.2.4 Lesproduits composés 5.3 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 6Analyse globale et classification des structures 6.1 Introduction 6.2 Basesde l’analyse structurale 6.2.1 Analyseau premier ordre 6.2.2 Analyseau second ordre 6.2.3 Équivalence 6.2.4 Coefficientd’éloignement de l’instabilité élastique 6.2.5 Coefficientd’amplification 6.2.6 Coefficientd’éloignement 6.3 Priseen compte des imperfections dans les structures 6.3.1 Imperfectionsglobales 6.3.2 Imperfectionlocale 6.4 Conséquencessur l’analyse globale et la vérification : classement de la structure 6.4.1 Casde l’ossature rigide 6.4.2 Casde l’ossature souple 6.5 Imperfectionset systèmes de contreventement 6.6 Exemplesd’application 6.6.1 Premierexemple : défaut d’aplomb 6.6.2 Deuxièmeexemple : classification d’une structure à un niveau à l’aide du critère approché 6.6.3 Troisièmeexemple : classification d’une stabilité de long pan 6.6.4 Quatrièmeexemple : classification d’une structure à un niveau en utilisant le critère de base α= F/F cr crEd 6.6.5 Cinquièmeexemple : classification d’une structure à deux niveaux 6.7 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 7Classification des sections transversales 7.1 Influencedu voilement local sur la résistance des sections 7.2 Définitiondes classes de sections transversales 7.3 Résistanced’une paroi au voilement local 7.4 Principesde classification
7.5 Classificationdes âmes en flexion composée 7.5.1 Âmesde Classe 1 ou 2 en flexion composée 7.5.2 Âmesde Classe 3 ou 4 en flexion composée 7.5.3 Exempled’application 7.6 Propriétésefficaces des sections de Classe 4 7.6.1 Principesde calcul des propriétés efficaces des sections de Classe 4 7.6.2 Exempled’application 7.7 Tableauxde classification de l’Eurocode 3 7.8 Référencesbibliographiques Annexe : Classes des sections transversales des profilés courants du commerce
CHAPITRE 8Résistance des sections 8.1 Généralités 8.2 Traction 8.2.1 Vérification 8.2.2 Comportementplastique 8.2.3 Définitionsdes aires brutes et nettes 8.2.4 Organigrammede vérification des sections en traction 8.2.5 Applications 8.3 Compression 8.3.1 Vérification 8.3.2 Organigrammede vérification des sections en compression 8.4 Flexionuni-axiale ou flexion simple 8.4.1 Vérificationsous moment fléchissant seul 8.4.2 Vérificationsous effort tranchant seul 8.4.3 Vérificationsous moment et effort tranchant combinés 8.4.4 Exemple 8.5 Flexionbi-axiale ou flexion déviée 8.5.1 Vérification 8.5.2 Application 8.6 Flexionet effort normal 8.6.1 Sectionstransversales de Classes 1 et 2 8.6.2 Sectionstransversales de Classes 3 et 4 8.6.3 Organigrammede vérification des sections en flexion composée 8.6.4 Exemple 8.7 Flexion,cisaillement et effort normal 8.7.1 Vérification 8.7.2 Organigrammede vérification des sections en flexion composée avec interaction de cisaillement 8.8 Torsion 8.9 Référencesbibliographiques
CHAPITRE 9Résistance des barres 9.1 Barresuniformes comprimées 9.1.1 Généralitéssur le flambement par flexion 9.1.2 Vérificationdes barres au flambement par flexion 9.1.3 Flambementpar torsion ou par flexion-torsion 9.1.4 Exemplesde vérifications au flambement par flexion des structures planes 9.2 Barresuniformes fléchies 9.2.1 Introduction 9.2.2 Résistanceau déversement suivant l’Eurocode 3 9.3 Barresuniformes fléchies et comprimées 9.3.1 Introduction 9.3.2 Résistanceà la flexion composée déviée suivant l’Eurocode 3 9.4 Levoilement des âmes 9.4.1 Différentstypes de voilement de l’âme 9.4.2 Technologie 9.4.3 Voilementd’âme par cisaillement – Approche et vérification 9.4.4 Voilementinduit par les semelles 9.4.5 Voilementsous force locale 9.5 Référencesbibliographiques Annexe 9.1 Valeurs tabulées des cinq courbes de flambement Annexe 9.2 Abaques de Wood [7] et détermination du rapport L/L cr Annexe 9.3 Coefficients Cet Cpour le 1 2 déversement
CHAPITRE 10ELS : états limites de service 10.1 Les états limites de service 10.2 Barres tendues 10.3 Poteaux et barres comprimées 10.4 Poutres 10.4.1 Poutres à âme pleine 10.4.2 Poutres en treillis 10.5 Poteaux en flexion composée 10.5.1 Flèches horizontales 10.5.2 Exemple 10.6 Références bibliographiques
CHAPITRE 11Assemblages simples 11.1 Introduction 11.2 Les assemblages boulonnés 11.2.1 Classification des assemblages boulonnés selon l’Eurocode 3 11.2.2 Résistance des pièces assemblées 11.2.3 Résistance des boulons 11.2.4 Dispositions constructives 11.2.5 Information complémentaire concernant le calcul de F v, Ed 11.2.6 Récapitulatif des vérifications à effectuer 11.2.7 Premier exemple : attache d’une cornière de stabilité 11.2.8 Deuxième exemple : attache poutre-poteau 11.2.9 Troisième exemple : attache d’une suspente sur une traverse 11.2.10 Quatrième exemple : assemblage de continuité 11.3 Assemblages soudés 11.3.1 Règles 11.3.2 Cadre de ce chapitre 11.3.3 Soudures d’angle : définitions et hypothèses 11.3.4 Soudures d’angle : les deux méthodes de l’Eurocode 3 11.3.5 Applications lorsque le vecteur-contrainte est constant 11.3.6 Cordons à pleine résistance 11.3.7 Applications supposant une répartition élastique du vecteur-contrainte 11.3.8 Autres applications en construction métallique 11.3.9 Exemples 11.4 Assemblages par axe d’articulation 11.4.1 Assemblage à vérifier 11.4.2 Sollicitations 11.4.3 Vérification de l’assemblage 11.5 Références bibliographiques
CHAPITRE 12Assemblages structuraux : assemblages par platine d’about 12.1 Généralités 12.1.1 Configurations d’assemblages 12.1.2 Renforcement des assemblages 12.2 Modélisation et comportement des assemblages 12.2.1 Classification des assemblages 12.2.2 Fonctionnement mécanique d’un assemblage 12.2.3 Assemblages dans l’analyse globale de structure 12.3 Assemblages poteau-poutre selon l’Eurocode 3 12.3.1 Principe général de la méthode des composantes 12.3.2 Calcul des caractéristiques mécaniques des assemblages 12.3.3 Comportement de la zone tendue (tronçon en té) 12.3.4 Identification de la loi moment-rotation par d’autres moyens 12.4 Exemples d’analyse globale de structures 12.4.1 Poutre avec liaisons semi-rigides 12.4.2 Portique avec deux assemblages semi-rigides 12.5 Exemple de calcul de tronçon en té 12.5.1 Calcul de résistance des tronçons en té 12.5.2 Calcul de rigidité 12.6 Exemple de calcul d’assemblage poteau-poutre 12.6.1 Caractéristiques des éléments assemblés 12.6.2 Résistance de l’assemblage 12.6.3 Rigidité de l’assemblage 12.7 Références bibliographiques Annexe : Longueurs efficaces (semelle du poteau et platine d’about)
Liste des auteurs responsables des différents chapitres
Introduction (Jacques Harduin) Chapitre 1 : Lexique et symboles utilisés (Jean-Pierre Muzeau) Chapitre 2 : EC0 (Jacques Harduin) Chapitre 3 : EC1 (Patrick Girot) Chapitre 4 : Descente de charges (Patrick Girot) Chapitre 5 : Matériaux et produits sidérurgiques disponibles (Jean-Pierre Muzeau) Chapitre 6 : Classification des ossatures et imperfections (Bernard Carton & Christophe Dehlingher) Chapitre 7 : Classification des sections (Frédéric Horgues) Chapitre 8 : Résistance des sections (Alain Cointe) Chapitre 9 : Résistance des barres – Chapitre 9-1 : Flambement (Christophe Dehlinger) – Chapitre 9-2 : Déversement (Raoul Aguire) – Chapitre 9-3 : Barres fléchies et comprimées (Raoul Aguire) – Chapitre 9-4 : Voilement (Bernard Carton) Chapitre 10 : ELS (Jacques Harduin) Chapitre 11 : Assemblages simples – Chapitre 11-1 : Assemblages boulonnés (Michel Plouviez) – Chapitre 11-2 : Assemblages soudés (Jean-François Ferrier) – Chapitre 11-3 : Assemblages par axe d’articulation (Jean-Pierre Muzeau) Chapitre 12 : Assemblages par platines d’about (Abdelhamid Bouchaïr)
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