& ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
J. D. Megharief [34] dans sa thèse de doctorat en 1997 a réalisé une série de tests sur trois (trois
poutres alvéolaires mixtes et non mixte de portée de 2.18m et deux poutres alvéolaires mixtes et
non mixtes de portée de 5.94m) avec une hauteur des sections variant de 475 à 478mm dont les
ouvertures sont de type hexagonale.
Ces essais suivis par des simulations numériques par éléments finis en utilisant le logiciel
NASTRAN. Les parois des poutres métalliques ont été modélisées par éléments de coque à
quatre nœuds PSHELL de la bibliothèque du logiciel, et les connecteurs et la dalle ont été
modélisés par des éléments non-linéaires unidirectionnels CBEAM et PBEAM comme illustré
Les résultats de ces études sont résumés comme suit :
a) Résultats expérimentaux :
- Flambement des montants dû au cisaillement horizontal, causant la ruine des poutres
courtes (L=2.18m).
- Ruine de la connexion pour les poutres mixtes suivi par le flambement des semelles
supérieures (déversement), causant la ruine des poutres ayant la longueur L=5.94m.
Fig. 2-19 : Modèle de la poutre type
Megharief [34].
b) Résultats numériques :
- Flambement des montants provoqué par cisaillement horizontal, causant la ruine de toutes
les poutres.
Il convient de noter que cette étude est basée sur l'hypothèse d’une connexion complète entre
l’acier et le béton.
En 2006, R.M. Lawson et all. [30] ont effectué une étude sur la conception des poutres
cellulaires mixtes asymétriques dans la section du profilé des poutres avec de larges ouvertures
dans l’âme (Fig. 2-20).
Les auteurs ont proposé une méthode de conception simplifiée, basée sur la théorie d’équilibre
des Tés de la poutre. Ils tiennent compte de hauts degrés d'asymétrie dans la section du profilé,
ouvertures, ainsi que l'influence des ouvertures oblongues ou rectangulaires sur le flambement du
montant qui est diminués par l’importance des ouvertures adjacentes.
Fig. 2-20 : Sollicitations sur poutre à ouvertures allongées [30].
Les équations obtenues ont été validées numériquement. Elles permettent le calcul de la force de
cisaillement maximale, qui agit sur la poutre quand sa résistance est limitée par la flexion ou par
le flambage du montant [30].
Pour les poutres mixtes étudiées ayant des sections dissymétriques (le rapport des aires des Tés
inférieure et supérieure Af-b/Af-t varié de 2.03 à 5.63), il a été constaté que le rapport de l’effort de
cisaillement horizontal de calcul repris par les montants (qui provoque le flambement des
montants) par à rapport la résistance ultime du montant au cisaillement varie de 1.19 à 1.90. Il est
également recommandé que, la longueur de l’ouverture oblongue ne dépasse pas 2.5 de sa
hauteur.
En 2006, le « Fonds de Recherche pour le Charbon et l'Acier» en Europe [62] édite un guide de
dimensionnement des poutres mixtes comportant des ouvertures d’âme de grandes dimensions.
Ce document présente une méthode de dimensionnement pouvant être appliquée aux profilés en
acier laminés à chaud ou reconstitués soudés, et aux poutres munies à ouvertures circulaires ou
rectangulaires de grandes dimensions, isolées ou adjacentes en cohérence avec les Eurocode 3 et
Eurocode 4 et les publications SCI P068 et SCI P100.
dimensionnement des poutres sur appuis simples dans les cas suivants :
•
Sections mixtes fortement dissymétriques.•
Ouvertures excentrées sur la hauteur de la section.•
Âmes élancées et montants d'âme de faible largeur.•
Ouvertures circulaires oblongues•
Profilés reconstitués.•
Poutres grugées.•
Ouvertures adjacentes.Dans ce travail, on s’intéresse particulièrement aux poutres ajourées mixtes ou non mixtes à
ouvertures multiples régulièrement espacées.
2.9 CONCLUSION :
Nous avons exposé dans ce chapitre les lois de comportement de différent partie de la
poutre mixte ; l’acier de construction, l’acier de ferraillage de la dalle, le béton ainsi que les
connecteurs de type goujon à tête.
Ce type de connecteurs offre de nombreux avantages techniques et économiques (rapidité de
montage, précision d’assemblage, disponibilité, …), et leur analyse du comportement a permis
d’identifier l’importance de la résistance au cisaillement, la raideur et de la ductilité vis-à-vis de
la résistance plastique de la connexion.
Les informations sur le comportement des composants de la poutre ajourée mixte présentées dans
ce chapitre, seront exploitées lors du développement ultérieur des modèles de calcul numérique.
En suite, nous avons présenté plusieurs recherches dans la littérature sur les poutres ajourées
mixtes ou non mixtes, cette revue bibliographique des études expérimentales et numériques a
montré que l’on pouvait prédire de manière satisfaisante les principaux modes de ruine, qui ont
permis d’identifier le comportement de ces poutres à âme évidée.
construction métallique "Eurocode 3" ne donne que des dispositions constructives pour le
dimensionnement et la vérification des poutres pourvues d’ouvertures dans les âmes en acier seul.
Et le code de constructions mixtes "Eurocode 4" ne donne aucune méthode ou sur les poutres
mixtes à âme évidée.
Les études réalisées sur les poutres cellulaires métalliques, ainsi que le code EC-3, ont les
assimilées comme des poutres échelles pour le calcul des efforts internes dans les éléments de
poutres (montants et membrures), cette hypothèse n’est applicable que dans les cas de poutres
symétriques et uniformément chargées, soit les charges sont appliquées aux nœuds.
Ce code précédent, ne donne pas de formules précises pour la vérification du phénomène
d’instabilité au déversement, il propose de prendre la section d’âme ajourée comme étant une
section équivalente à âme pleine, sans tenir compte de l’influence des ouvertures et de leur
emplacement sur la résistance et la stabilité des montants d’âme. Ce problème de l’instabilité des
montants d’âme sera traité numériquement dans le quatrième et le cinquième chapitre.
Le prochain chapitre sera consacré à la présentation des techniques et des démarches de
résolution numériques, relatives à l’analyse de ce type de structure cellulaire mixte ou non-mixte.
Pour le développement et la validation des modèles numérique proposés dans cette thèse, on