Flambement des goussets
La meilleure approche pour déterminer la résistance au flambement d'un sous-système composé d'un assemblage-élément-assemblage est d'utiliser la GMNIA (analyse géométriquement et matériellement non linéaire avec imperfections) dans l'application IDEA StatiCa Member.
IDEA StatiCa Connection ne dispose pas du contexte de la structure environnante. De plus, la non-linéarité géométrique n'est utilisée que pour les assemblages de sections creuses et les imperfections ne peuvent pas être définies. L'analyse linéaire de flambement fournit un facteur – un multiplicateur des charges appliquées pour atteindre le point de bifurcation d'une structure parfaite et élastique. La structure réelle flambera généralement sous une charge plus faible, et il n'est pas clair quelle limite de facteur doit être utilisée pour l'analyse linéaire de flambement des goussets, c'est-à-dire un facteur au-delà duquel le flambement n'est plus une préoccupation.
L'Eurocode EN 1993-1-1 fournit une recommandation générale :
\[\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ for plastic analysis}\]
L'AISC 360-22 au chapitre J4.4 fournit une limite similaire :
\[ L_c/r \le 25 \]
Ce qui peut être traduit en une limite de \(\alpha_{cr}\) qui dépend de la limite d'élasticité, et la limite la plus conservative est de 12,7 pour l'acier de nuance A36.
Ces limites sont très élevées. Des facteurs inférieurs à ces limites devraient déclencher un avertissement et un état limite de flambement devrait être vérifié. Cependant, \(\alpha_{cr}\) ne peut guère être traduit en résistance au flambement.
Notez également que les assemblages de goussets boulonnés fournissent des facteurs de flambement raisonnables, tandis que les assemblages avec broches fournissent des facteurs de flambement extrêmement faibles. Cela est dû au modèle d'analyse de la broche qui est composé de nombreux éléments spéciaux (éléments de corps rigide, éléments de poutre, éléments de contact...) et fournit de bons résultats en termes de résistances de la broche au cisaillement, à la flexion et à la pression diamétrale. C'est pourquoi une procédure simplifiée est décrite ci-dessous.
Vérification de la résistance au flambement
Cette vérification simplifiée de la résistance au flambement doit être effectuée lorsque le facteur de flambement est inférieur à la limite \(\alpha_{cr}\) mentionnée ci-dessus.
- Le type de modèle de l'élément assemblé par gousset doit être défini sur N-Vy-Vz.
- Les forces doivent être définies sur Boulons.
- Ajouter un effort tranchant fictif agissant au centre des boulons ou de la broche qui fléchit le gousset, d'une magnitude égale à 1/10 de l'effort de compression : \(V_z=N/10\).
- Calculer l'analyse matériellement non linéaire.
La force fictive prend en compte toutes les excentricités causées par les imperfections et la non-linéarité géométrique. La validation par rapport aux expériences est présentée dans l'article lié.