Flambement barre 2ddl poids : approche, méthodes et exemples pour l’évaluation de la longueur de flambement

Le flambement des pièces élancées est un phénomène de déformation brutale survenant lorsqu’un taux de charge dépasse une limite en compression qu’il convient de déterminer. Il convient de calculer Lf en cm /A en cm2 / I en cm4. Pour s’assurer que le critère de flambement est respecté, on calc la contrainte de compression N/A de la section. Rq: Ce calcul ne tient pas compte des codes de calcul et des coefficient de sécurité qui sont appliqués au niveau de la contrainte. Les contraintes de flexion dues à une courbure initiale, des excentricités et des déformations induites doivent être considérées, en complément de celles dues à une charge latérale quelconque.

Le flambement et le déversement latéral des poteaux doivent être vérifiés en utilisant les propriétés caractéristiques, par exemple E 0,05. Crédit photo : Quel Beast! Pour l’ingénieur de bureau d’études, l’évaluation de la longueur de flambement d’une barre comprimée peut apparaître comme un problème relativement complexe à résoudre. Cet article décrit la méthode pour évaluer la longueur de flambement d’une barre soumise à un effort axial variable par tronçons, certains tronçons pouvant être comprimés et d’autres tendus. Le principe consiste à modéliser la barre avec un logiciel de calcul de structure et à reproduire la distribution de l’effort axial pour la combinaison de charges étudiée.

Après une analyse élastique linéaire de la barre, il convient de rechercher les modes propres d’instabilité élastique et de retenir le mode propre qui correspond au mode de flambement qu’on souhaite étudier. Cependant l’estimation de la longueur de flambement présente l’intérêt de pouvoir mieux apprécier le résultat du calcul en la comparant à la longueur de la barre. Il existe d’autres approches pour estimer la longueur de flambement d’une barre comprimée avec effort axial variable. La plus connue est celle des abaques de Sahmel [3]. Il convient cependant de l’appliquer avec précaution - voir la référence [4] - et cette méthode a un domaine d’application limité.

Considérons un poteau de hauteur 5,80 m, constitué d’un profil creux 140x140x5 formé à froid, en acier de nuance S275. Dans le cas présent, le mode propre d’instabilité élastique peut être déterminé à l’aide du logiciel LTBeamN [5].

• [1] NF EN 1993-1-1 : Eurocode 3 - Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. AFNOR.
• [2] NF EN 1993-1-1/NA : Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1:2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. AFNOR.
• [3] Delesques, R., Flambement des barres dont l’effort normal varie sur leur longueur. Revue construction métallique n°4-1972.
• [4] Vernier, J.-M., Flambement des poteaux de portiques à section constante avec compression variable sur la longueur. Revue Construction Métallique n°4-2000.
• [5] Logiciel LTBeamN Version 1.03.

1. Évaluer l’état élastique linéaire de la barre et identifier les modes propres d’instabilité élastique.
2. Sélectionner le mode propre correspondant au flambement visé et comparer les résultats avec la géométrie et les charges appliquées.
3. Utiliser les propriétés caractéristiques et les paramètres du matériau (par exemple E 0,05) pour vérifier le critère de flambement selon les règles applicables.
4. Comparer la longueur obtenue en resultats de calcul à la longueur physique de la barre pour valider l’estimation.

Méthodes et considérations pratiques

La méthode générale consiste à modéliser la barre avec un logiciel de calcul de structure et à reproduire la distribution de l’effort axial pour la combinaison de charges étudiée. Le calcul ne tient pas compte des coefficients de sécurité ni des codes de calcul, mais il permet d’apprécier les mécanismes d’instabilité et d’évaluer la longueur de flambement selon différentes approches.

Parmi les approches classiques, les abaques de Sahmel offrent une estimation rapide mais limitée et doivent être utilisées avec précaution. D’autres méthodes, plus robustes, reposent sur une analyse en modes propres et sur l’étude de la réponse élastique de la barre sous charge variable le long de sa longueur.

Exemple numérique et interpretation

Considérons un poteau de hauteur 5,80 m, profil creux 140x140x5 en S275. Le mode propre d’instabilité élastique peut être déterminé à l’aide du logiciel LTBeamN Version 1.03 pour illustrer la distribution d’efforts et le flambement potentiel.

Les données NF EN 1993 et les analyses associées permettent de cadrer les résultats et de comparer des longueurs de flambement estimées à la longueur physique de la barre pour vérifier la pertinence du calcul et l’ordre de grandeur du risque de flambement.

Tableau récapitulatif des paramètres et résultats typiques

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