SN12a-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, 1 étages 17 Page 1
SN12a-FR-EU 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 SN2. La longueur de flambement L cr et la longueur de déversement L c 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 1 mm de la face du poteau (voir SN5a-FR-EU). Les valeurs de λ LT ont été prises dans le Tableau 1.1. du document SN2a-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 : γ M = 1, et γ M1 = 1,. 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 N max en fonction de la longueur de flambement L cr. 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, N max est égal à N b,rd. S il y a un moment de flexion coexistant, N max est inférieur à N b,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. Page 2
SN12a-FR-EU 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 1 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, N max est la moyenne des valeurs données par les Cas 2 et 3. Pour quatre à neuf étages, N max peut être interpolé linéairement entre les résultats des Cas 3 et 4. Page 3
SN12a-FR-EU 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. Figure 6.1 Figure 6.2 Figure 6.3 Cas 3. Figure 7.1 Figure 7.2 Figure 7.3 Cas 4. Figure 8.1 Figure 8.2 Figure 8.3 Page 4
SN12a-FR-EU Cas 2, 3, 4 Cas 1 (Charge d'une seule (Charge de deux travées travée) égales) Cas 1 NEd MEd NEd MEd Cas 2. x 2 (Moyenne des Cas 2 et 3) Cas 3 2 3. x. x 4 6 4. x 8 Interpoler entre les Cas 3 et 4 5 6 7. x. x. x 1 12 14 Cas 1 8. x 16 9. x 18 Cas 4 1. x x x x h 2 h x = (,1 + ) 2 Cas Cas Cas 2, 3, 4 1 2, 3, 4 3 Ex. 1. Ex. 2. 2 A B C 1 Figure 3.1 Application des abaques de dimensionnement Page 5
SN12a-FR-EU 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 L CR = 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 (gγ G + qγ Q ) = 4 1,35 + 4 1,5 = 11,4 kn/m 2 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 m 2 2. Réaction aux extrémités de la poutre = A (gγ G + qγ Q ) = 27 11,4 = 37,8 kn 3. Réaction de chaque étage = 2 = 2 37,8 = 615,6 kn 4. Effort normal de calcul au niveau inférieur N Ed = s 2 = 7 615,6 = 439 kn 5. En utilisant le Cas 1, à partir de la Figure 5.2 avec L CR = 3,5 m : Une valeur de N max 47 kn est fournie par un profil HE 4B - 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 m 2 2. Réaction aux extrémités de la poutre = A (gγ G + qγ Q ) = 27 11,4 = 37,8 kn 3. Réaction de chaque étage = = 37,8 kn 4. Effort normal de calcul au niveau supportant trois étages : N E3d = s = 3 37,8 = 923 kn niveau inférieur : N E3d = s = 3 37,8 = 2155 kn 5. Pour les trois premiers étages à partir du haut, utiliser le Cas 3, à partir de la Figure 7.2 avec L CR = 3,5 m Une valeur de Nmax 15 kn est fournie par un profil HE 22B - OK. 6. Pour le poteau situé au niveau le plus bas des sept étages, interpoler entre les Cas 3 (trois étages) et 4 (1 étages) avec L CR =3,5 m. Page 6
SN12a-FR-EU Interpolation : a) Considérons le profil HE3B : A l'aide du Cas 3 (Figure 7.2). N max 2 kn est fourni par un profil HE 3B A l'aide du Cas 4 (Figure 8.2) : N max 28 kn est fourni par un profil HE 3B 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 1 étages - proportion de N (1 étages) = (1-3/7) = 4/7 N max pour HE 32B pour sept étages 4/7 28 + 3/7 2 = 2457 kn - OK b) Considérons le profil HE26B : A l'aide du Cas 3 (Figure 7.2). N max 155 kn est fourni par un profil HE 26B A l'aide du Cas 4 (Figure 8.2) : N max 21 kn est fourni par un profil HE 26B N max pour HE 3B pour sept étages 4/7 21 + 3/7 155 = 1864 kn - INADÉQUAT 7. Il convient donc de sélectionner le profil HE 3B Page 7
SN12a-FR-EU 5. Cas 1 : Poteau sollicité en compression pure 1 95 9 85 8 75 HD 4 x 287 7 65 HE 34 M 6 HE 3 M 55 HE 55 B N b,z,rd (kn) 5 45 HE 5 B HE 45 B HE 28 M 4 35 HE 4 B HE 36 B HE 34 B HE 24 M HD 36 x 162 HE 32 B 3 HE 3 B 25 HE 26 B 2 HE 22 B 15 1 HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 5.1 Poteau (compression pure) profils pour nuance d'acier S 235 Page 8
SN12a-FR-EU 1 95 9 HD 4 x 287 85 8 75 HE 34 M 7 HE 3 M 65 HE 55 B 6 HE 5 B N b,z,rd (kn) 55 5 HE 45 B HE 4 B HE 28 M HD 36 x 162 45 4 HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 24 M 35 HE 3 B 3 HE 26 B 25 2 HE 22 B 15 HE 18 B 1 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 5.2 Poteau (compression pure) profils pour nuance d'acier S 275 Page 9
SN12a-FR-EU 1 95 HD 4 x 287 9 85 HE 34 M HE 3 M 8 75 HE 55 B HE 5 B 7 65 HE 45 B HE 28 M 6 HE 4 B HD 36 x 162 55 N b,z,rd (kn) 5 45 HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 4 35 HE 26 B 3 25 HE 22 B 2 15 HE 18 B 1 HE 14 B 5 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 5.3 Poteau (compression pure) profils pour nuance d'acier S 355 Page 1
SN12a-FR-EU 6. Cas 2 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 1 étage 5 48 46 44 HD 4 x 59 42 4 38 36 34 32 3 28 HD 4 x 287 N max (kn) 26 24 22 2 18 16 14 12 1 HE 55 B HE 5 B HE 45 B HE 4 B HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 3 M HE 34 M HE 28 M HE 24 M HD 36 x 162 8 HE 26 B 6 HE 22 B 4 2 HE 18 B HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 6.1 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étage profils pour nuance d'acier S 235 Page 11
SN12a-FR-EU 5 48 46 44 42 4 38 36 34 32 HD 4 x 287 3 28 N max (kn) 26 24 HE 55 B HE 3 M HE 34 M 22 HE 5 B 2 HE 45 B HE 28 M 18 16 HE 4 B HE 36 B HD 36 x 162 14 HE 34 B HE 32 B HE 24 M 12 HE 3 B 1 HE 26 B 8 6 HE 22 B 4 HE 18 B 2 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 6.2 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étage profils pour nuance d'acier S 275 Page 12
SN12a-FR-EU 5 48 46 44 42 4 HD 4 x 287 38 36 34 32 HE 3 M 3 HE 55 B HE 34 M 28 HE 5 B N max (kn) 26 24 HE 45 B HE 28 M 22 2 HE 4 B HE 36 B HD 36 x 162 18 16 14 HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 12 1 HE 26 B 8 HE 22 B 6 4 2 HE 18 B HE 14 B 3. 3.5 4. 4.5 5. 5.5 6. L CR (m) Figure 6.3 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étage profils pour nuance d'acier S 355 Page 13
SN12a-FR-EU 7. Cas 3 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 3 étages 8 HD 4 x 59 75 7 65 6 55 5 HD 4 x 287 45 N max (kn) 4 HE 34 M HE 3 M 35 HE 55 B HE 5 B 3 HE 45 B HE 28 M 25 HE 4 B HE 36 B HE 34 B HE 24 M HD 36 x 162 2 HE 32 B HE 3 B 15 HE 26 B 1 HE 22 B HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 7.1 Poteaux (compression + moment de flexion), 3 étages profils pour nuance d'acier S 235 Page 14
SN12a-FR-EU 8 75 7 65 6 55 HD 4 x 287 5 N max (kn) 45 4 35 HE 55 B HE 5 B HE 45 B HE 3 M HE 34 M HE 28 M 3 HE 4 B HE 36 B HD 36 x 162 25 2 HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 15 HE 26 B 1 HE 22 B 5 HE 18 B HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 7.2 Poteaux (compression + moment de flexion), 3 étages profils pour nuance d'acier S 275 Page 15
SN12a-FR-EU 8 75 7 HD 4 x 287 65 6 55 HE 3 M HE 34 M 5 HE 55 B HE 5 B 45 HE 45 B N max (kn) 4 HE 4 B HE 28 M HD 36 x 162 35 HE 36 B 3 HE 34 B HE 32 B HE 32 B HE 24 M 25 HE 3 B 2 HE 26 B 15 HE 22 B 1 HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 7.3 Poteaux (compression + moment de flexion), 3 étages profils pour nuance d'acier S 355 Page 16
SN12a-FR-EU 8. Cas 4 : Poteau sollicité en compression et en flexion, 1 étages 1 95 9 85 8 75 7 65 HD 4 x 287 6 55 HE 34 M N max (kn) 5 45 4 HE 55 B HE 5 B HE 45 B HE 3 M HE 28 M 35 HE 4 B HD 36 x 162 3 25 HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 2 HE 26 B 15 HE 22 B 1 HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 8.1 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étages profils pour nuance d'acier S 235 Page 17
SN12a-FR-EU 1 95 9 85 8 75 HD 4 x 287 7 65 6 HE 34 M HE 3 M N max (kn) 55 5 HE 55 B HE 5 B 45 HE 45 B HE 28 M 4 HE 4 B HD 36 x 162 35 3 HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 25 2 HE 26 B 15 HE 22 B 1 HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 8.2 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étages profils pour nuance d'acier S 275 Page 18
SN12a-FR-EU 1 95 HD 4 x 287 9 85 8 75 HE 34 M HE 3 M 7 HE 55 B 65 HE 5 B 6 55 HE 45 B HE 28 M N max (kn) 5 HE 4 B HD 36 x 162 45 4 35 HE 36 B HE 34 B HE 32 B HE 3 B HE 24 M 3 25 HE 26 B 2 HE 22 B 15 1 HE 18 B 5 HE 14 B 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, L CR (m) Figure 8.3 Poteaux (compression + moment de flexion), 1 étages profils pour nuance d'acier S 355 Page 19
SN12a-FR-EU Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE NCCI : Guide de dimensionnement - Poteaux non mixtes (sections en H) Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par Alena Ticha SCI Contenu technique vérifié par Charles King SCI Contenu rédactionnel vérifié par Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL : 1. Royaume-Uni G W Owens SCI 2/3/6 2. France A Bureau CTICM 2/3/6 3. Suède B Upfeldt SBI 2/3/6 4. Allemagne C Müller RWTH 2/3/6 5. Espagne J Chica Labein 2/3/6 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par : eteams International Ltd. 24/4/6 Ressource traduite approuvée par : Y. Galéa CTICM 3/5/6 Page 2