sn012a-fr-eu (1)

NCCI : Guide de dimensionnement - Poteaux non mixtes (sections en H) SN012a-FR-EU

NCCI : Guide de dimensionnement - Poteaux non mixtes (sections en H) Ce NCCI fournit des abaques de dimensionnement dans le but d'aider le projeteur à sélectionner les sections laminées en H adéquates pour poteaux non mixtes dans des bâtiments multi-étagés. Les abaques sont fournis pour les sections HD et HE conformes à l'Euronorme.

Contenu

1. Généralités 2

2. Hypothèses principales 2

3. Renseignements relatifs aux abaques de dimensionnement 2

4. Exemple d’application 6

5. Cas 1 : Poteau sollicité en compression pure 8

6. Cas 2 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 1 étage 11

7. Cas 3 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 3 étages 14

8. Cas 4 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 10 étages 17


1. Généralités Ce NCCI fournit des abaques de dimensionnement dans le but d’aider à sélectionner les profils laminés en H conformes à l'Euronorme pouvant être utilisés comme poteaux dans les constructions contreventées à poutres de plancher articulées. Ce document peut être utilisé pour un dimensionnement initial des poteaux internes et externes sur toute la hauteur du bâtiment. La sélection repose sur l'estimation des efforts normaux dans les poteaux, sur la hauteur des étages et sur la nuance d'acier choisie (S235, S275 ou S355).

2. Hypothèses principales Les hypothèses adoptées lors de la préparation de ces abaques sont les suivantes :

Les poteaux font partie d'une ossature contreventée à poutres articulées. Pour la description d'une construction à poutres articulées, voir SN020.

La longueur de flambement Lcr et la longueur de déversement Lc sont supposées égales à la hauteur de l'étage.

Les poutres ne sont assemblées qu'aux semelles des poteaux; en conséquence, les moments sont appliqués uniquement par rapport à l'axe principal (y-y) des poteaux.

Les réactions aux extrémités des poutres s’exerçent à une distance de 100 mm de la face du poteau (voir SN005a-FR-EU).

Les valeurs de LTλ ont été prises dans le Tableau 1.1. du document SN002a-FR-EU – Méthode simplifiée.

La méthode donnée au §6.3.2.2 de l'EN1993-1-1 – courbes de déversement – cas général, a été utilisée.

Chaque plancher (y compris le toit) impose une réaction égale sur le poteau.

Les coefficients de résistance partiels sont : γM0 = 1,0 et γM1 = 1,0.

3. Renseignements relatifs aux abaques de dimensionnement

Quatre séries d’abaques sont présentés, donnant, pour une gamme de profils, l'effort de calcul normal maximal Nmax en fonction de la longueur de flambement Lcr. Cet effort de calcul maximal est la plus grande valeur de l'effort de calcul à l'ELU que la longueur du poteau peut supporter. S’il n'y a pas de moment de flexion coexistant, Nmax est égal à Nb,Rd. S’il y a un moment de flexion coexistant, Nmax est inférieur à Nb,Rd.

Les abaques peuvent être utilisés pour déterminer les profils de poteaux sur toute la hauteur du bâtiment; l'effort de calcul à l'ELU varie sur la hauteur et des profils différents peuvent donc être choisis suivant le niveau considéré. Il est habituel de rabouter des tronçons de poteau s’étendant sur deux ou trois étages et un profil différent peut être choisi pour chaque tronçon.

http://www.access-steel.com/discovery/linklookup.aspx?id=SN020



http://www.access-steel.com/discovery/linklookup.aspx?id=EC012


Les abaques sont présentés pour quatre cas de figure différents, en fonction de la présence ou non d'un moment de flexion coexistant et, lorsqu’il y a un moment de flexion, en fonction de son amplitude par rapport à celle de l'effort normal.

Les abaques donnent principalement des courbes pour les profils HEB, lesquels sont les plus susceptibles d'être utilisés pour les bâtiments multi-étagés. Les courbes pour les profils HD et HEM sont données pour les structures multi-étagées particulièrement lourdes. Aucune courbe n'est donnée pour les profils HEA; ces profils sont plus légers (semelles et âmes plus minces) que les profils HEB et seraient par conséquent plus grands pour une capacité de résistance donnée. Ils ne sont pas couramment utilisés dans les bâtiments multi-étagés.

3.1 Cas 1 Ce cas est celui d'un poteau soumis à des réactions provenant de deux travées égales; le moment de flexion net résultant est par conséquent nul. Ce cas s'applique donc aux poteaux internes des bâtiments dont les travées sont égales ainsi qu’aux poteaux intermédiaires situés sur les façades du bâtiment parallèles à la direction des poutres de plancher.

3.2 Cas 2, 3 et 4 Ces cas concernent les poteaux dont une seule face est soumise aux réactions. Ils sont donc applicables aux poteaux de coin et aux poteaux de rive situés sur les façades orthogonales à la direction des poutres de plancher.

L'effort de calcul pour une longueur de poteau donnée dépend du nombre d'étages se trouvant au-dessus de ce poteau. La réaction excentrée qui provoque le moment de flexion n'est due qu'à un seul étage. Les amplitudes relatives de l'effort normal et du moment de flexion varient ainsi sur la hauteur du bâtiment. Pour cette raison, trois séries d’abaques sont fournies, intitulées Cas 2, Cas 3 et Cas 4.

Dans le Cas 2, l'effort normal de calcul n'est dû qu'à un seul étage.

Dans le Cas 3, l'effort normal de calcul est dû à trois étages.

Dans le Cas 4, l'effort normal de calcul est dû à 10 étages.

Pour d'autres nombres d'étages, on peut interpoler entre les cas – se reporter à la Section 3.3.

En ce qui concerne le Cas 1, différents profils de poteau peuvent être sélectionnés sur la hauteur du bâtiment, en choisissant le profil approprié au nombre d'étages situés au-dessus du niveau considéré.

3.3 Interpolation entre les cas calculés Pour des besoins de pré-dimensionnement, il convient d’interpoler linéairement entre les résultats donnés par les abaques pour les cas 2, 3 et 4, lorsque le nombre d'étages ne correspond pas à ceux de ces cas.

Ainsi, dans le cas de deux étages, Nmax est la moyenne des valeurs données par les Cas 2 et 3. Pour quatre à neuf étages, Nmax peut être interpolé linéairement entre les résultats des Cas 3 et 4.


3.4 Liste des abaques de dimensionnement Le Tableau 3.1 donne un sommaire des abaques disponibles dans ce document.

Tableau 3.1 Les abaques de dimensionnement

Nuance d’acier

S235 S275 S355

Cas 1. Figure 5.1 Figure 5.2 Figure 5.3





Cas 2, 3, 4 Cas 1 (Charge de deux travées égales)

Cas 1 (Charge d'une seule travée)

Cas 2 → (Moyenne des Cas 2 et 3)

Cas 3 →

Interpoler entre les Cas 3 et 4

Cas 4 →

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V. x

V

2V

3V

4V

5V

6V

7V

8V

9V

10V

2V

4V

6V

8V

10V

12V

14V

16V

18V

20V

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

x

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

xx

x = (0,1 + )h2

N NM M

h

Ed EdEd Ed

← Cas 1

Cas Cas Cas

A B C

3

2

1

Ex. 1. Ex. 2.

2, 3, 4 1 2, 3, 4

Figure 3.1 Application des abaques de dimensionnement


4. Exemple d’application L'exemple suivant illustre le choix de la section de poteau pour les poteaux d'un bâtiment multi-étagé. Les paramètres principaux sont :

• Bâtiment de sept étages (s = 7)

• Nuance d'acier S 275

• Longueur de flambement du poteau LCR= hauteur de l'étage L = 3,5 m

• Trame des poteaux 6 m × 9 m (portée des poutres = 9 m)

• Charge de calcul à l'ELU par étage (gγG + qγQ) = 4 × 1,35 + 4 × 1,5 = 11,4 kN/m2

Choix du profil pour le poteau B2 (voir Figure 3.1)

1. Superficie contribuant à la réaction de la poutre principale A = 6 × 4,5 = 27 m2

2. Réaction aux extrémités de la poutre V = A × (gγG + qγQ) = 27 × 11,4 = 307,8 kN

3. Réaction de chaque étage = 2V = 2 × 307,8 = 615,6 kN

4. Effort normal de calcul au niveau inférieur NEd = s × 2V = 7 × 615,6 = 4309 kN

5. En utilisant le Cas 1, à partir de la Figure 5.2 avec LCR= 3,5 m :

Une valeur de Nmax ≈ 4700 kN est fournie par un profil HE 400B - OK.

Choix du profil pour le poteau C2 (voir Figure 3.1)

1. Superficie contribuant à la réaction de la poutre principale A = 6 × 4,5 = 27 m2

2. Réaction aux extrémités de la poutre V = A × (gγG + qγQ) = 27 × 11,4 = 307,8 kN

3. Réaction de chaque étage = V = 307,8 kN

4. Effort normal de calcul au

• niveau supportant trois étages : NE3d = s × V = 3 × 307,8 = 923 kN

• niveau inférieur : NE3d = s × V = 3 × 307,8 = 2155 kN

5. Pour les trois premiers étages à partir du haut, utiliser le Cas 3, à partir de la Figure 7.2 avec LCR= 3,5 m

Une valeur de Nmax ≈ 1050 kN est fournie par un profil HE 220B - OK.

6. Pour le poteau situé au niveau le plus bas des sept étages, interpoler entre les Cas 3 (trois étages) et 4 (10 étages) avec LCR=3,5 m.


a) Considérons le profil HE300B :

A l'aide du Cas 3 (Figure 7.2). Nmax ≈ 2000 kN est fourni par un profil HE 300B

A l'aide du Cas 4 (Figure 8.2) : Nmax ≈ 2800 kN est fourni par un profil HE 300B

Interpolation : sept étages correspondent à quatre étages de plus que trois étages → - proportion de N (trois étages) = (1-4/7) = 3/7

sept étages correspondent à trois étages de moins que 10 étages → - proportion de N (10 étages) = (1-3/7) = 4/7

Nmax pour HE 320B pour sept étages ≈ 4/7 × 2800 + 3/7 × 2000 = 2457 kN - OK

b) Considérons le profil HE260B :

A l'aide du Cas 3 (Figure 7.2). Nmax ≈ 1550 kN est fourni par un profil HE 260B

A l'aide du Cas 4 (Figure 8.2) : Nmax ≈ 2100 kN est fourni par un profil HE 260B

Nmax pour HE 300B pour sept étages ≈ 4/7 × 2100 + 3/7 × 1550 = 1864 kN - INADÉQUAT

7. Il convient donc de sélectionner le profil HE 300B


5. Cas 1 : Poteau sollicité en compression pure

HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 340 M

HE 300 M

HD 400 x 287

HE 240 M

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nb,

z,R

d (kN

)

Figure 5.1 Poteau (compression pure) – profils pour nuance d'acier S 235


HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 340 M

HE 300 M

HD 400 x 287

HE 240 M

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nb,

z,R

d (kN

)



HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 340 M

HE 300 M

HD 400 x 287

HE 240 M

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

N b,z,

Rd (

kN)



6. Cas 2 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 1 étage

HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 300 M

HE 340 M

HD 400 x 287

HE 280 M

HD 400 x 509

HE 240 M

HE 400 B

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

4800

5000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nm

ax (k

N)

Figure 6.1 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étage – profils pour nuance d'acier S 235


HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 300 M

HE 240 M

HE 340 M

HD 400 x 287

HE 280 M

HE 400 B

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

4800

5000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

N max

(kN

)



HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 550 B

HE 500 B

HE 240 M

HE 280 M

HE 300 M

HE 340 M

HD 400 x 287

HE 400 B

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

4800

5000

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

LCR (m)

N max

(kN

)



7. Cas 3 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 3 étages

HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 300 M

HE 340 M

HD 400 x 287

HE 280 M

HD 400 x 509

HE 240 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

N max

(kN

)

Figure 7.1 Poteaux (compression + moment de flexion), 3 étages – profils pour nuance d'acier S 235


HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 300 M

HE 240 M

HE 340 M

HD 400 x 287

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nm

ax (k

N)



HE 140 B

HE 180 B

HE 320 BHE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 550 B

HE 500 B

HE 240 M

HE 280 M

HE 300 MHE 340 M

HD 400 x 287

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

LCR (m)

N max

(kN

)



8. Cas 4 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 10 étages

HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 340 M

HE 300 M

HD 400 x 287

HE 240 M

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nm

ax (k

N)



HE 140 B

HE 180 B

HE 320 B

HE 340 B

HD 360 x 162

HE 360 B

HE 300 B

HE 450 B

HE 220 B

HE 260 B

HE 500 B

HE 550 B

HE 340 M

HE 300 M

HD 400 x 287

HE 240 M

HE 280 M

HE 400 B

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0LCR (m)

Nm

ax (k

N)



Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE NCCI : Guide de dimensionnement - Poteaux non mixtes (sections

en H)

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Créé par Alena Ticha SCI

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Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL :

1. Royaume-Uni G W Owens SCI 2/3/06

2. France A Bureau CTICM 2/3/06

3. Suède B Upfeldt SBI 2/3/06

4. Allemagne C Müller RWTH 2/3/06

5. Espagne J Chica Labein 2/3/06

Ressource approuvée par le Coordonnateur technique

DOCUMENT TRADUIT

Traduction réalisée et vérifiée par : eTeams International Ltd. 24/04/06

Ressource traduite approuvée par : Y. Galéa CTICM 30/05/06

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