Structures en métal

CIVIL-235

This file is part of the content downloaded from Structures en métal.
Course summary

Structures en métal (Design of steel structures)


Objectifs

Faire le lien entre les cours de base, la Science, et la Construction, l’Ingénierie.

Apprendre les principes et modèles de calcul qui régissent le comportement structural des éléments en acier isolés et assemblés, comment les modéliser pour les calculer. Utiliser les modèles de calcul pour dimensionner des éléments en acier, avec comme points forts la stabilité et les assemblages.

Utiliser les outils du praticien, normes et tables de dimensionnement.

Acquérir les bases indispensables pour tous les cours et projets de construction.

Principes, matériaux:

  • Introduction (livres, matière, contrôle)
  • Introduction actions, analyse structurale, composants, détails
  • Aciers de construction
  • Présentation structures acier
  • Organisation norme SIA 263
  • Produits d'aciérie, construction durable
  • Produits, imperfection
  • Rappel de la différence entre résistance élastique et plastique

Lecture individuelle: rappels
  • TGC1: analyse milieux continus
  • TGC 10 § 2.1, 2.4 et 2.5: Actions et analyse d’une structure métallique
  • TGC 10 § 3.1: Intro, relation contrainte – déformation spécifique acier
  • TGC 10 § 3.2.1 et 3.2.2 : Elaboration de l’acier

Résistance en section

  • Produits, imperfection
  • Résistance à un effort normal, à la flexion, influence des contraintes résiduelles
  • Flexion section mono-symétrique, éléments hybrides
  • Flexion biaxiale
  • Effort normal, interaction M+N élastique et plastique
  • Effort tranchant, interaction M+V
  • Torsion uniforme et non-uniforme
Lecture individuelle :
  • TGC10 § 4.1 et 4.2: Résistance effort normal
  • § 4.3.1: Flexion simple
  • § 4.5.1 et 4.5.2 : Torsion uniforme

Résistance en section (suite):

  • Torsion, et interaction M+V+T
  • Méthodes EE, EP, PP, rotules plastiques
  • Section ↔ élément (voilement) : flambage par bifurcation él. ↔ plaque
  • Classes de sections (voilement) : Section ↔ Elément
  • Introduction à la stabilité d'éléments comprimé, Bifurcation vs. Divergence
  • Imperfections barres 

Lecture individuelle :
  • rappel TGC10, § 10.1 et 10.2.1 : Flambage par bifurcation
  • nouveau TGC11, p. 454: Détermination charge ultime par méthode pas-à-pas

Stabilité d'éléments comprimés:

  • Courbes de flambage
  • Résistance ultime sous N, courbes EU
  • Exemple 6.1
  • Q/A Exemple 6.2

  • Flambage: second ordre, interaction N+M
  • Discussion flambage par flexion-torsion
Lecture
  • TGC10 § 10.2.2 et 6.3.5: flexion-torsion
  • TGC10 § 6.2: flambage par bifurcation - divergence

Stabilité d'éléments comprimés ↔︎ fléchis:

  • Introduction déversement et longueur critique de déversement poutre

Dimensionnement d'éléments fléchis:

  • Démarche de dimensionnement d'une poutre (sur la base ex. num. 5.1 TGC10)

Lecture
  • nouveau TGC10 § 5.1 et 5.2 : Principes de dimensionnement poutres
  • Exemple 5.1 : dimensionnement d’une poutre
  • TGC 11 ex. 8.4.1 : dimensionnement d'une panne

Moyens d'assemblages et assemblages soudés:
  • Types d'assemblages
  • Soudures : types, AQ
  • Résistance des joints soudés
  • Semelles de renfort
  • Soudures: disposition de construction

Lecture
  • TGC 10 § 7.1, 7.2.1, 7.3.1 à 7.3.3 types procédés et soudures
  • TGC 10 § 7.4 : Résistance joints soudés
  • TGC 10  § 5.4: Semelles de renfort

Moyens d'assemblages et assemblages boulonnés:  (suite)

  • Rigidité, résistance, rotation, transmission M,V
  • Boulons : introduction, types, dispo. de construction
  • Résistances des pièces assemblées sous V, sections affaiblies
Influence tractionCouvre-joint avec excentricité

Lecture:

  • TGC10 ex. 7.2 : Vérif. soudures en traction
  • TGC 10 § 9.1 & § 9.2
  • TGC10 § 8.4: Résist. boulons 
  • TGC 10 Exemple 8.1 : Dispo. de construction 
  • TGC10 § 8.6 : Vérif. assemblage boulonné 
  • TGC 10 exemple 8.3 : vérif. tirant 
  • Vidéos essais assemblages boulonnés


        

        
        

        

        

            
Moyens d'assemblages et assemblages :
  • Influence de la précontrainte
  • Résistance au glissement
Lecture:
  • nouveau TGC10 § 9.3.2: couvre-joint boulonné


        

        
        

        

        

            
Moyens d'assemblages et Assemblages (suite) :
  • Boulons : introduction, types, dispo. de construction
  • Résistances des pièces assemblées sous V, sections affaiblies
  • Influence traction
  • Influence précontrainte 
  • Comportement lors essais
  • Résistance au glissement
  • Rigidité, rotation, transmission V, M
  • Assemblages, rigidité, transmission d'efforts, excentricités
Systèmes porteurs en treillis:


Poutre à treillisLongueur de flambageVérification aptitude au service

Lecture:
  • rappel TGC 11 § 12.3.1 & 2: poutre, ferme à treillis
  • nouveau TGC 11 § 12.3.3: excentricités dans les noeuds

        

        
        

        

        

            
Vacances de Pâques


        

        

        

        

            
Semaine ENAC

        

        

        

        

            
Systèmes porteurs et stabilisation:
  • Noeuds de treillis
  • Démarche calcul goussets
  • Systèmes porteurs de halle : princpes de stabilisation, contreventement (CV)
  • Rappel : diff. entre bifurcation et divergence
  • Stabilité élastique cadre : sous forces nodales, non-nodales, P-δ, P-Δ (l'essentiel)

Lecture
  • Nouveau: TGC 11 § 3.2: systèmes porteurs de halles
  • Nouveau: TGC 11 § 4.2: systèmes porteurs de bâtiments
  • Nouveau: TGC 11 § 13.4: contreventements

        

        
        

        

        

            
Bâtiment, stabilité de cadres:
  • Suite stabilité cadres
  • Evaluation des longueurs de flambage
Stabilité d'éléments fléchis, déversement:
  • Déversement poutre simple en flexion
  • Théorie linéaire-élastique Mcr
  • Logiciel LTBEAM
  • Exemple de calcul

Lecture
  • Nouveau: TGC11 § 11.1,11.2.1, 11.2.2: comportement structural cadre
  • Nouveau: TGC11 § 11.5.1,11.5.2: Dimensionnement
  • Nouveau: TGC10 §11.2: Théorie linéaire-élastique
  • TGC 10 Exemple 11.1

        

        
        

        

        

            
Stabilité d'éléments fléchis, déversement (suite)
  • Elément sous combinaisons d'efforts et d'instabilités (flambage et déversement)
  • Cas particuliers
  • Déversement : résistance ultime (EE,EP,PP)
Lecture
  • Nouveau: TGC 10 § 6.3.2: barre comprimée et fléchie
  • Nouveau: TGC 10 § 11.3.2: Calcul simplifié Mcr,D (selon SIA 263)


        

        
        

        

        

            
Stabilité d'éléments fléchis, déversement (fin)
  • Logiciel LTBEAM pour calcul Mcr,D
  • Résistance ultime (EE, EP, PP)
  • Cas particuliers
  • Combinaisons d'efforts et d'instabilités
  • Mixte, intro : comport. mixte, résistance en section (pas traité cette année)
  • Résumé: l'essentiel du cours
  • Choix date séance de réponses aux questions

Lecture
  • Rappel: § 6.3.2: barre comprimée et fléchie
  • TGC 11 § 12.2.1 et 12.2.2: sécurité structurale traverse de cadre 

        

        
        

        
Eté 2025

        

            
L'examen final aura lieu le 30 juin de 9h15 à 12h15
Salle GC D0 386
Matière: Table matières du cours et ex. numériques (examen final)
Rappel, documents autorisés (voir aussi Information sur les examens):
- Résumé de la théorie du cours sur au
maximum 2
feuilles A4 recto-verso (= 4 pages). Attention,
ces pages ne doivent pas contenir de copie d’extraits, de résolution d’exercices

- Normes SIA et tables SZS C5 et C4. Attention,
ces documents ne doivent pas être annotés (sauf errata,
stabilo)