Qu'est-ce que le déversement et quelle en est la cause ?
Le déversement (LTB) est la déformation d'une poutre non maintenue sous l'effet des charges appliquées hors de son axe longitudinal – à la fois un déplacement latéral et une torsion.
Les poutres en acier non maintenues sont des poutres dont la semelle comprimée est libre de se déplacer (ou de se déplacer latéralement) et également de tourner. Si nous appliquons cette théorie à une poutre simplement appuyée, la semelle comprimée est alors la semelle supérieure. Lorsque cette semelle se déplace latéralement, la semelle tendue tente de maintenir la poutre droite et crée des efforts de « rappel » dus à la flexion latérale de la poutre. Cependant, ces efforts seuls ne peuvent pas maintenir la poutre droite. La résistance de la poutre au déversement est déterminée par les efforts de rappel et la composante latérale des efforts de traction dans la semelle tendue.
L'interaction entre les semelles comprimée et tendue force une poutre non maintenue à se tordre. La résistance à cette torsion dépend de la résistance à la torsion de la section de la poutre. Les poutres avec de grandes épaisseurs de semelle, par exemple, ont une résistance à la torsion plus élevée que celles avec des épaisseurs de semelle plus faibles pour une hauteur donnée. Il existe d'autres sections qui offrent également une résistance plus élevée (RHS/SHS) et celles-ci sont souvent utilisées dans des situations où de grandes portées sont nécessaires pour supporter la charge verticale (par exemple, des ouvertures avec des portes pliantes) qui sont sujettes à des effets de force hors plan.
Pour voir comment la rupture par déversement se propage, regardez cette vidéo.
Quels facteurs influencent le déversement ?
Il y a trois facteurs principaux :
- L'emplacement de la charge appliquée
- La distribution du moment fléchissant
- Les conditions d'appui aux extrémités
Emplacement des charges appliquées
L'effet du déversement est régi par la distance entre l'emplacement de la charge appliquée et le centre de cisaillement de la section de la poutre. La section est plus sujette au déversement si la charge est appliquée au-dessus du centre de cisaillement. L'effet est moindre si la charge est appliquée au niveau du centre de cisaillement et si elle est appliquée en dessous, la poutre a peu de chances de subir un déversement.
[Aparté] Le centre de cisaillement est un point de la section de la poutre où les charges appliquées ne provoquent pas sa torsion. Il dépend de la section transversale. Le centre de cisaillement et le centre de gravité d'une section symétrique sont identiques. Ils peuvent ne pas coïncider sur une section non symétrique. Le calcul du centre de cisaillement pour une section donnée implique quelques calculs mathématiques, mais heureusement, les ingénieurs utilisent des logiciels et disposent de tables auxquelles ils peuvent se référer !
La distribution du moment fléchissant
Une section avec un moment fléchissant uniforme sur toute sa longueur a une résistance au flambement moindre par rapport à une distribution de moment fléchissant différente.
Conditions d'appui aux extrémités
La résistance au déversement d'une section de poutre augmente lorsque les appuis d'extrémité deviennent plus rigides. Considérons une poutre reposant sur une plaque d'assise par rapport à une poutre encastrée dans un mur en béton. Cette dernière présente plus de contrainte aux extrémités que la première. L'une est libre de tourner et l'autre ne l'est pas.
Considérations de conception
La mise en place d'un maintien latéral efficace peut considérablement bénéficier au dimensionnement de la poutre. Le maintien peut être entièrement assuré par l'action mixte d'un plancher en béton. Un maintien partiel peut être obtenu à l'aide de poutres intermédiaires. Un contreventement – de taille suffisante et correctement positionné – peut également être utilisé.
Tout cela est parfait pour la conception des éléments, mais qu'en est-il de la conception des assemblages ?
Les réactions réelles restent les mêmes, indépendamment du maintien contre le déversement, mais l'élément bénéficie d'une fixité supplémentaire grâce à ce maintien. Si nous ignorions cela, la conception de l'assemblage serait surestimée.
Dans la nouvelle version d'IDEA StatiCa (version 22.0), nous avons introduit une nouvelle opération – Maintien contre le déversement – pour permettre à nos utilisateurs de prendre cela en compte s'ils le souhaitent.
Retrouvez plus d'informations sur la fonctionnalité Maintien contre le déversement. Cette opération évite la torsion de l'élément dans l'assemblage et permet une conception plus économique tout en maintenant le niveau de sécurité requis.
Commencez votre essai dès aujourd'hui et profitez d'un accès complet et de services gratuits pendant 14 jours.
DÉMARRER L'ESSAI GRATUIT