Soutenance mémoire
Avantage de l’acier
• L’acier est léger mais très robuste. Les fondations nécessaires sont moins lourdes, le transport et le montage sur chantier sont plus aisés.
• L’acier bénéficie d’une flexibilité considérable dans ses applications. Les plans des bâtiments sur mesure peuvent être modifiés selon les besoins.
• L’acier est disponible dans une grande variété de produits laminés à chaud ou à froid, plats ou profilés.
• Les composants sont produits en usine pour garantir exactitude et qualité. La coordination et l’avancement du chantier sont plus faciles à contrôler.
• Il est uniquement nécessaire d’assembler les éléments.
• La construction en acier est rapide. Il n’y a pratiquement que des travaux à sec
• Les charges sismiques sont intégrées dans le calcul du bâtiment.
• Le contrôle de qualité et l’assurance qualité donneront une garantie supplémentaire d’emploi économique de l’acier.
• Réhabilitation et renforcement des structures.
• L’acier est un matériau qui se marie bien avec son environnement :
− Liberté de formes : Si l’insertion d’un bâtiment dans le paysage est avant tout affaire d’architecture et non de matériaux, opter pour un bâtiment à ossature métallique offre au concepteur une liberté de forme, une souplesse d’intervention, qui vont lui permettre de s’adapter au mieux aux contraintes du site.
− Transparence : De surcroît, les ossatures en acier favorisent la transparence, la pénétration de la lumière naturelle, ce qui se traduit par un moindre impact visuel.
• Adaptation à tous les types de sites : Utilisé en élément de façade ou d’enveloppe, l’acier apporte à l’architecte un éventail de textures, de géométries et de coloris, qui vont l’aider à répondre aux contraintes environnementales les plus aiguës, du site le plus contemporain au centreville classé monument historique, en passant par la pleine campagne. Etc
Principe du travail virtuel
L’étude des problèmes de stabilité fait généralement appel au principe du travail virtuel, que l’on va voir dans ce paragraphe. Le problème est d’abord de trouver la configuration d’équilibre réel du système, si elle existe, puis ensuite de vérifier si cette configuration est stable. Un système donné peut prendre un nombre quelconque de configurations déformées compte tenu des limites fixées par les conditions aux limites, mais seule l’une d’elle est la vraie, correspondant à l’équilibre entre les charges réellement appliquées et les réactions correspondantes. Supposons que le système soit dans une configuration caractérisée par les coordonnées généralisées q1, q2, … qn et pour laquelle on recherche l’équilibre. Supposons que le système soit soumis à des déplacements petits, arbitraires à partir de cette configuration, on ne demandera à ces déplacements que de satisfaire les conditions aux limites, la structure étant soumise à son chargement réel. Les petits déplacements considérés ici ne sont pas nécessairement réels ; ils sont imaginaires et ne servent qu’à des fins de comparaison, c’est pour cela qu’on les appelle déplacements virtuels ; ces déplacements virtuels sont indépendants du chargement et sont notés ici δqi. Par conséquent, tous les travaux ou calculs énergétiques mis en œuvre sur ce système donneront lieu à des travaux ou énergie virtuels. Un système rigide est dans sa configuration d’équilibre si le travail virtuel de toutes les forces extérieures agissant sur lui est nul dans tout déplacement virtuel qui satisfasse les conditions aux limites. Un système déformable est dans sa configuration d’équilibre si le travail virtuel de toutes les forces extérieures est égal à la variation d’énergie de déformation, dans tout déplacement virtuel satisfaisant les conditions aux limites.
DEFINITION DES POUTRES RECONSTITUEES SOUDEES
Les profilés de construction qu’ ils soient laminées ou soudés peuvent être considérés comme être constituées d’ un ensemble des parois distinctes , dont certaines sont internes (par exemple les âmes de poutres ouvertes ou les semelles de caissons) et d’autres sont en console (par exemple les semelles des profils ouverts et les ailes des cornières).Comme les parois des profilés de construction sont relativement minces comparées à leur largeur, lorsqu’elles sont sollicitées en compression (par suite de l’application de charges axiales sur la totalité de la section et/ou par suite de flexion), elles peuvent se voiler localement La disposition d’une paroi quelconque de la section transversale au voilement peut limiter la capacité de résistance aux charges axiales ou la résistance à la flexion de la section en l’empêchant d’atteindre sa limite d’élasticité. On peut éviter une ruine prématurée provoquée par les effets du voilement local en limitant le rapport largeur / épaisseur des parois individuelles au sein de la section transversale.
Brève définition du logiciel CASTEM
CASTEM 2000 est un code de calcul pour l’analyse des structures par la méthode des éléments finis. Il a été développé par le Département Mécanique et Technologie (DMT) du Commissariat français à l’Energie Atomique (CEA). Ce nouveau code intègre non seulement; les processus de calculs proprement dits mais également les fonctions de construction du modèle (pré- processeur) et les fonctions de traitement des résultats (post-traitement). CASTEM 2000 est un programme que l’utilisateur peut adapter à ses besoins pour résoudre ses propres problèmes [31]. Il permet de réaliser des calculs en 2D et 3D, élastique, élastoplastique et visqueux en incluant des chargements de pressions, force ponctuelle ou répartie, température et des conditions aux limites diverses [33]. Afin de convertir les noms des objets en entités informatiques utilisables par le programme, il faut disposer d’une interface. Le langage GIBIANE permet à l’utilisateur de communiquer directement avec le programme. Ses opérations consistent en une manipulation des objets existants dans le but de les modifier ou d’en créer de nouveaux [31].
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Table des matières
INTRODUCTION
1.1 INTRODUCTION GENERALE
1.2 OBJECTIF DU TRAVAIL
1.3 PRESENTATION DU TRAVIAL
CHAPITRE UN RECHERCHE BIBLIOGARPHIQUE
1.1 INTRODUCTION
1.1.1 L’acier
1.1.2 Introduction
1.1.3 Définition
1.1.4 Avantage de l’acier
1.2 STABILITE DES STRUCTURES
1.2.1 Introduction
1.2.2 Etat d’équilibre stable et instable
1.3 Critères généraux de la stabilité
1.3.1 Introduction
1.3.2 Principes de détermination de la stabilité des structures
1.3.2.1 Principe du travail virtuel
1.3.2.2 Principe de l’énergie potentielle stationnaire
1.3.3 Mode d’instabilité élastique
1.3.3.1 Introduction
1.3.3.2 Flambement des poteaux
1.3.3.3 Le flambement latéral d’une poutre
1.3.3.4 Voilement des plaques
1.4 Flambement des éléments reèlles des structures
1.4.1 Introduction
1.4.2 Le voilement
1.5 Etudes antérieures sur le voilement d’une âme mince
2.5 Présentations de quelques études sur le voilement de l’âme
CHAPITRE DEUX: PREDIMENSIONNEMENT DU MODELE
2.1 Introduction
2.2 Définition des poutres reconstituées soudées
2.3 Avantage des poutres reconstituées soudées
2.4 But d’utilisation des poutres reconstituées soudées
2.5 Méthode de fabrication
2.5.1 Techniques de soudage
2.6 Défaut d’imperfection des poutres reconstituées soudées
2.7 Prédimensionnement des poutres reconstituées soudées
2.7.1 Selon l’Eurocode
2.7.2 Classification des sections
2.7.2.1 Conditions sur les sections transversales pour une analyse globale élastique
2.8 Détermination du modèle
2.8.1 Choix d’une structure représentative
CHAPITRE TROIS: ETUDE NUMERIQUE DES POUTRES PRS
3.1 Introduction
3.2 Aperçu succint sur le logiciel CASTEM
3.2.1 Brève définition du logiciel CASTEM
3.3 Choix de la nature des éléments
3.3.a Eléments plaques
3.3.b Eléments volumiques
3.4 Discrétisation et définition du modèle numérique
3.4.1 Modélisation de la poutre
3.4.2 Taille des éléments
3.4.3 Maillage des connections
3.4.3.1 Quelques rappels sur les contacts entre les surfaces libres
3.4.3.2 Elément joint dans CASTEM
3.5 Organigramme du programme
3.6 Analyse statique
3.6.1 Etat de déformation de la poutre
3.6.2 Isovaleurs des déplacements de la poutre
3.6.3 Evolution du déplacement en fonction de la charge ponctuelle
3.6.4 Contraintes dans l’âme de la poutre
3.6.4.a Contraintes à l’extrémité de l’âme
3.6.4.b Contraintes le long de l’âme
3.7 Poutre renforcée avec deux panneaux en béton
3.7.1 Maillage de la poutre renforcée
3.7.2 Déplacement de la poutre renforcée
3.7.3 Courbe des déplacements de la poutre renforcée
3.7.3.1 Influence de l’épaiseur du béton sur la poutre
3.7.4 Contraintes dans l’âme renforcée
3.7.5 Comparaison des contraintes dans l’âme
3.7.5.a A l’extremité de l’âme
3.7.5.b A mi-hauteur de l’âme
3.8 Validation des résultats
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE
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