DOSSIER Des outils pour l application des Eurocodes

Texte intégral

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Octobre 2006 - éditeur délégué: l’Officiel de l’Immobilier d’Entreprise

Le magazine d’informations de la construction métallique

N° 2-2014

Construire en métal,un art, notre métier

DOSSIER

Des outils pour

l’application des Eurocodes

Actualité

CODE CM

Premiers résultats… et maintien de la démarche en 2014 !

Réglementation et normalisation parasismiques

Rencontre

ACML- Fayat Group

« Les paradoxes d’aujourd’hui ne sont jamais que les préjugés de demain »

Sur le terrain

Reconversion urbaine

Le Carreau du Temple

sort le grand jeu

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Calcul de stabilité de toutes vos structures

• Transparence des résultats grâce à la note de calcul détaillée interactive

• Assistance technique métier assurée par une équipe d’experts (téléphone, email, prise en main à distance)

• Interopérabilité avec tous les logiciels de conception du marché dont compatibilité avec Tekla

• Interface IFC certifiée, 100% Open BIM

• 8000 licences actives dont plus de 200 en France

40 years of innovation

Great Structures, Great Engineers, Great Software

Logiciels d’ingénierie structurelle aux Eurocodes

• Eurocode 3 – conception acier avec résistance au feu et assemblages

• Eurocode 8 – analyse sismique

• Eurocode 4 – poutres et poteaux mixtes acier-béton

Intégration des dernières normes en vigueur et leurs Annexes Nationales

Envie d’en savoir plus ? Rejoignez-nous sur www.nemetschek-scia.com

Nemetschek Scia sarl - Tour d’Asnières, Sis 4 Avenue Laurent Cély, FR-92600 Asnières-sur-Seine, Tél. 01.84.02.00.90

© Couverture de l’atrium, Bâtiment Helios - Saint Jean de Braye (FR) - Baudin Châteauneuf

© Pont piétons et cyclistes - Metz (FR) - Ingenieursbureau Stendess N.V.

© Salle Paul Bocuse, EUREXPO - Lyon (FR) - Accesom sarl

Pourquoi attendre?

Pourquoi attendre - améliorez vos processus et téléchargez maintenant - Commentaire d’un utilisateur Test de Tekla Structures 20

TEKLA STRUCTURES 20 devient une nouvelle référence dans le domaine des logiciels de la modélisation de

l’information du bâtiment (BIM). Découvrez un univers de possibilités grâce à un outil capable de gérer chaque étape du processus de construction. Mettez à jour le logiciel avec la dernière version et travaillez de manière plus efficace et plus organisée que jamais, grâce à des améliorations considérables et à de nouvelles fonctionnalités. Convertissez des modèles géométriques complexes en pièces que vous pouvez ensuite modifier. Nous avons également apporté encore plus de détails dans les outils de modélisation, notamment pour les prédalles précontraintes et les soudures. Grâce à notre approche de la modélisation BIM, il n’a jamais été aussi facile de coopérer.

Cette version a de nombreuses nouvelles fonctionnalités très intéressantes et des nouveaux processus très prometteurs.”

teklastructures.com

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CMI 2-2014 3

ÉDITORIAL

La grande mutation du référentiel normatif de la construction métallique d’un corpus national vers un corpus européen, en particulier vers les Eurocodes, est en cours d’achèvement en France (voir CMI 1-2014). Cette transformation devient même obligatoire, les Eurocodes étant imposés par les pouvoirs publics français comme le seul référentiel normatif dans le domaine de la réglementation incendie et parasismique.

Toutefois, les règles de dimensionnement des Eurocodes, compte tenu de leur diversité et de leur caractère récent, ne sont pas encore bien maîtrisées par cer- tains acteurs de la construction métallique, ce qui constitue un obstacle pour l’optimisation de la solution acier en termes de conception.

Face à cette situation délicate et pour aider les acteurs français de la construction métallique à bien réaliser cette mutation vers les Eurocodes, le CTICM s’efforce depuis longtemps de mener des actions importantes en vue de la mise au point d’outils d’aide à l’appropriation de l’application des Eurocodes. Ces outils constituent un panel composé principalement de logiciels de calcul, de guides de dimension- nement, des rubriques du praticien publiées dans Revue construction métallique, ou encore de nombreux modules de formation professionnelle.

Bien que ces outils soient déjà relativement diversifiés, ils sont loin d’être complets et leur efficacité pour la conception réelle de projets de construction métallique nécessite d’être améliorée. Les efforts du Centre seront donc maintenus dans ce domaine dans les années à venir. Par ailleurs, afin de rendre ce type d’outils bien adaptés aux besoins concrets de la profession, le CTICM est et restera très attentif au retour d’expérience de l’application des outils existants ainsi qu’à l’identification de nouveaux besoins des acteurs de la construction métallique.

Eurocodes :

outils d’application

© Brigitte Cavanagh

Directeur de la recherche et de la valorisation - CTICM

L’édito par Bin Zhao

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S T E E L T H I N K I N G

La nouvelle gamme de produits ENDEAVOUR a été développée pour améliorer le processus de perçage des profilées (de 610 x 310 mm à 1220 x 610 mm). Elle assure une meilleure qualité et une productivité supérieure à celle d’une ligne de perçage traditionnelle. Les trois têtes de perçages équipées de moteurs type

«élèctrobroches» travaillent simultanément grâce à une course supplémentaire de 250 mm pour diminuer le mouvement des profilés. L’ENDEAVOUR peut être proposée également pour des profilés de 2030 x 610 mm.

www.ficepgroup.com

ENDEAVOUR 1203DD

Ligne de perçage

Basée à Varese, Italie, Ficep est le premier fabricant de machines-outils pour l’industrie de la construction métallique, avec des clients dans près de 90 pays dans le monde. La société offre la plus large gamme au monde de machines, à la fois pour la structure métallique et les

Les systèmes entièrement automatiques de fabrication pour l’acier sont de plus en plus fréquents car ils fournissent:

une réduction du besoin en compétences de haut niveau, un environnement de fabrication plus sécurisé, une diminution des heures / Tonne, une meilleure qualité, une augmentation de la production et une durabilité environnementale.

Ficep est le premier fournisseur au monde pour les systèmes entièrement automatiques.

Système automatique

GEMINI HD36

Portique automatique à commande numérique de perçage, fraisage, et de coupe thermique pour le travail de la tôle de grandes dimensions

La GEMINI HD36 est un portique à commande numérique avancé pour le travail de la tôle, sa conception modulaire permet de réaliser des opérations de perçage, fraisage, marquage et de découpes thermiques (Oxycoupage + Plasma). De plus la GEMINI HD36 permet de réaliser des chanfreins en une seule opération grâce à une nouvelle technologie de tête orientable.

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CMI 2-2014 5

SOMMAIRE

Actualités techniques 6

CODE CM : premiers résultats…

et maintien de la démarche

en 2014 ! 6

Clarification sur la portée

réglementaire de la nouvelle Annexe Nationale pour l’Eurocode 8-1 7

Dossier

Des outils pour l’application

des Eurocodes

10

Les publications 10

Les logiciels 13

Les sites Internet 18

Rencontre

ACML- Fayat Group

20

« Les paradoxes d’aujourd’hui ne sont jamais que les préjugés

de demain » 20

Sur le terrain

Reconversion urbaine

24

Le Carreau du Temple

sort le grand jeu 24

Assistance technique 30 EN COUVERTURE

Le Carreau du Temple sort le grand jeu

P.24

Éditeur : CTICM - Centre

Technique Industriel de la Construction Métallique Directeur

de la publication : Christophe Mathieu directeur général du CTICM

Rédactrice en chef : Isabelle Pharisier, chef du service publications Tél. : 01 60 13 83 00 [email protected] Imprimé en France Fabrication et réalisation : MRGS,

Tél. : 09 84 49 71 61

CTICM

Espace technologique L’Orme des Merisiers Bâtiment Apollo 91193 Saint-Aubin Tél. : 01 60 13 83 00 Fax : 01 60 13 13 03

CMI est diffusé gracieusement à 8 500 exemplaires.

CMI, dans un souci de préservation de l’environnement, est imprimé sur papier recyclable. La reproduction même partielle de tout matériel publié dans CMI est strictement interdite. Les annonceurs prennent l’entière responsabilité des informations qu’ils insèrent et déclarent être autorisés à les utiliser.

Pour vous abonner gracieusement :

Rencontre ACML- Fayat Group

« Les paradoxes d’aujourd’hui ne sont jamais que les préjugés de demain »

© ACML

© Fernando Javier Urquijo – studio Milou architecture

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ACTUALITÉS

CMI 2-2014

CODE CM est un projet spécialement dédié aux industriels et entrepreneurs de la construction métallique. Comme convenu initialement avec les participants du projet, un bilan complet des résul- tats CODE CM obtenus sur l’année 2013 leur a été fourni. Ce bilan traite aussi bien des aspects de consommations énergétiques, de consommations de peinture ou d’eau, d’émissions de CO2, que de productions de déchets. Associées aux données agrégées de l’ensemble des participants, les données individuelles retravaillées (ratios et proportions) permettent une évaluation personnalisée : un atout certain pour les entreprises.

Le travail d’analyse et de traitement des données 2013 fournies par les participants a permis d’établir une première série de valeurs de référence pour la filière, telles que la répartition du mix énergétique moyen d’un constructeur métallique ou la consommation d’énergie par tonne d’acier travaillée en atelier.

Ainsi, CODE CM a permis de déterminer, sur l’en- semble des sites étudiés, un ratio énergétique moyen de 74 kWh/m²/an (atelier + bureau, tous usages, en énergie finale). Ce même ratio, exprimé en énergie primaire, s’élève à 148 kWh/m²/an.

Le projet a également mis en évidence un taux moyen de chute de ferraille de 7 %.

Répartition moyenne des sous produits/déchets

■ Ferraille

Déchets banals

Déchets spécifiques

93 % 6 %

2 %

Toutes ces contributions au projet ont donc per- mis d’initier la création d’une base d’informations

« filière » pour défendre et promouvoir la construc- tion métallique, base d’informations qu’il est essentiel de continuer à alimenter et étoffer.

CODE CM est plus que jamais d’actualité ! Inscrit dans un cycle annuel, nous continuons à vous solli- citer en 2014 pour la fourniture de données sources et, en retour, nous vous adresserons une évaluation personnalisée positionnant votre entreprise.

Rappel des bénéfices apportés par CODE CM :

•L’outil Excel CODE CM, gratuit et facile d’uti- lisation, vous permet de saisir rapidement les données typiques de votre activité (en lien avec le développement durable) sur une année : consommations d’énergie et d’eau, volumes de matières premières (acier, peinture), quantités de déchets générés.

•L’outil effectue automatiquement le bilan annuel de ces valeurs.

•Après avoir retourné l’outil complété (vos don- nées d’activité demeurent strictement confiden- tielles), le CTICM vous adresse une évaluation personnalisée positionnant votre entreprise par rapport aux valeurs de la filière.

•Vous pouvez exploiter CODE CM comme indicateur environnemental de votre stratégie d’entreprise.

Vous communiquez sur les qualités environnementales de vos produits ?

À partir du 1er juillet 2014, le décret et l’arrêté du 23 décembre 2013 imposent la réalisation d’une FDES (Fiche de déclaration environnementale et sanitaire)

CODE CM

Premiers résultats…

et maintien de la démarche en 2014 !

Démarré il y a un an, le projet CODE CM a permis la détermination d’un certain nombre de valeurs de référence pour la filière construction métallique.

Thibault Maquenhem, ingénieur service Éco-construction, CTICM

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CMI 2-2014 7 Actualités

L’Afnor a publié une nouvelle Annexe nationale, datée de décembre 2013, pour l’Eurocode 8 partie 1 (voir CMI 1-2014). Il convient cependant d’en préciser la portée réglementaire et les conséquences pratiques pour l’ingénieur. En effet, les normes de construction parasismique pour les bâtiments à risque normal, imposées par l’arrêté du 22 octobre 2010 (en fonction de la zone de sismicité et de la catégorie d’importance), sont les normes suivantes, datées :

•NF EN 1998-1, version de septembre 2005 (c’est- à-dire l’Eurocode 8 partie 1)

•NF EN 1998-1/NA, version de septembre 2007 (c’est-à-dire l’Annexe nationale de l’Eurocode 8 partie 1 dans sa révision précédente).

La nouvelle révision de décembre 2013 n’est donc pas applicable réglementairement. Pour qu’elle le devienne, il faudrait que l’Administration publie un arrêté modificatif pour acter le changement de révision de l’Annexe Nationale (et cette publication n’est pas prévue à court terme).

On peut noter que cette dichotomie entre la réglementation et les normes à jour pose un

problème pratique très concret, puisque la seule révision disponible en ligne sur le site de l’Afnor est celle de décembre 2013, qu’il n’est pas régle- mentaire d’appliquer ! Il faut cependant préciser qu’il est toujours possible d’acheter la révision réglementaire de l’Annexe nationale, datée de septembre 2007, auprès de l’Afnor (par contact direct de cet organisme).

Pour ce qui concerne la construction métal- lique, le fait que cette nouvelle révision ne soit pas d’application réglementaire ne pose pas de véritables problèmes. En effet, toutes les modifi- cations contenues dans cette révision et pouvant concerner la construction métallique ne portent que sur des clarifications, des corrections ou des renvois vers les recommandations de la CNC2M, tous compatibles avec la révision antérieure de l’Annexe nationale. La situation est par contre plus ambigüe et délicate pour les bâtiments en béton, car la nouvelle Annexe nationale définit les conditions d’application de la classe de ductilité DCL pour ce type de bâtiments.

Réglementation et normalisation parasismiques

Clarification sur la portée réglementaire de la nouvelle Annexe nationale pour l’Eurocode 8-1

Pierre-Olivier Martin, directeur de projets recherche, CTICM lorsqu’une communication à caractère environnemen-

tal accompagne la commercialisation de produits de construction (voir article CMI 1-2014).

Le CTICM a déjà élaboré, avec la contribution d’entreprises de la construction métallique, des FDES collectives pour plusieurs produits : poutrelle, cornière, panne, tube, portique.

Une FDES collective porte sur des produits simi- laires mis sur le marché par différentes entreprises.

Elle concerne un « produit type », mais ne peut être utilisée que par ses contributeurs.

➜ Vous souhaitez communiquer sur les qualités environnementales de vos produits tout en respectant la réglementation ? Rien de plus simple : réalisez les FDES de vos produits, ou bien intégrez vos données de production à des FDES collectives.

➜ Comment intégrer vos données de produc- tion à des FDES collectives ? En vous associant aux démarches à venir de création/révision des FDES du CTICM, en tant que contributeur de données.

➜ Comment faciliter l’intégration de vos données dans les FDES collectives du CTICM ? En participant au projet CODE CM !

➜ De nouveaux constructeurs métalliques viennent d’adhérer à la démarche CODE CM en ce début d’année 2014, pourquoi pas vous ?

Si vous souhaitez participer à cette démarche, rendez-vous sur :

www.cticm.com/content/projet-code-cm pour vous enregistrer. Vous y trouverez toutes les informations utiles sur le projet, ainsi que l’outil CODE CM !

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Nemetschek Scia

40 ans d’expertise dans les calculs de structures métalliques

Quelles ont été les grandes étapes du développement de Scia ?

Scia a connu de nombreuses révolutions technologiques qui ont permis à la société de réaliser une croissance continue ! Le premier logiciel a été développé sur des machines avec 16Ko de mémoire mais avec l’apparition de Windows 3.0 en 1990, il est devenu possible d’introduire des graphismes interactifs, une modélisation de la structure ainsi que les calculs par éléments finis.

La révolution internet à partir de 1996 a permis une réduction des coûts opérationnels pour les sociétés internationales telles que Scia.

Depuis, la numérisation ne s’est pas arrêtée et Scia est présent sur tous les continents avec des agences et des partenaires connectés virtuellement, aidant les clients à participer aux processus BIM (maquette numérique). Enfin, depuis 2011 le web 2.0 et les réseaux sociaux nous soutiennent dans la création de plus d’interactions en ligne.

De nouveaux outils de collaboration numérique sont apparus permettant les réunions en ligne, éliminant les plans papiers et raccourcissant ainsi la planification. L’implémentation des calculs en parallèle et l’utilisation de stockage sur le cloud permettent d’accélérer les calculs de structure, y compris pour des calculs complexes comme les risques sismiques et autres.

Une étape importante a été en 2006,

l’intégration de Scia au groupe Nemetschek (basé à Munich et coté en bourse à Francfort), un leader global dans les logiciels pour la construction.

Depuis, Scia s’est développé aux USA, au Brésil mais nous avons aussi conforté nos implantations en Europe et plus particulièrement en France.

Pour les calculs, que proposez-vous pour la Construction Métallique ? Nous proposons deux familles de solutions complémentaires et cohérentes :

Scia Engineer

Il s’agit du fer de lance de l’ensemble de nos solutions. Scia Engineer est un logiciel de calcul de structure métallique, multi-matériaux et destiné

aussi aux profilés minces et formés à froid. Il permet les analyses simples ou les calculs les plus complexes tels que les calculs aux second ordre, sismiques ou de résistance au feu.

Nos clients peuvent vérifier quotidiennement la fiabilité des calculs non linéaires ou des calculs de câble.

Scia Engineer permet une modélisation rapide, la réalisation de plans de détail et d’ensembles automatiques ainsi que l’édition d’une note de calcul qui se regénère selon les modifications des projets.

Il regroupe toutes les tâches de conception dans un SEUL programme !

Scia a toujours été précurseur dans les Eurocodes. La nouvelle version de Scia Engineer intègre un nombre encore plus grand d’annexes nationales ou de normes internationales.

Ceci permet à nos clients de répondre aux besoins des marchés internationaux.

La modularité de Scia Engineer lui permet de répondre aux besoins des ingénieurs génie-civil et bâtiment quant à leur problématique d’interopérabilité et d’échanges avec leurs partenaires.

En effet, tous les échanges BIM (Building Information modeling) sont donc possibles grâce au format IFC. Scia Engineer intègre aussi une interface spécifique avec Tekla.

Il y a 40 ans démarrait une petite société belge dont l’activité était le développement d’applications scientifiques sur ordinateurs personnels.

Le logiciel ESA (Engineering Structural Analysis) fut très vite mis sur le marché. Ce logiciel devenu Scia Engineer depuis, équipe maintenant plus de 5000 clients dans 80 pays de part le monde.

© FRANCEMETAL - Hangars et bureaux SCI Isehos (La Brillane, France)

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Scia Design Forms

Ce type d’application a été développé pour répondre aux besoins quotidiens de nos clients.

Les Design forms permettent de créer ses propres calculs avec un affichage explicite de toutes les formules et de tous les graphiques ce qui assure une transparence totale au niveau des résultats de contrôles normatifs par exemple. Ils peuvent être utilisés comme solution indépendante et complémentaire

mais aussi en conjonction avec un calcul 3D de Scia Engineer.

Diverses applications

ont été développées sur la base de cette technologie tels que les calculs de structures mixtes mais chaque utilisateur peut développer ses propres applicatifs comme des contrôles d’assemblages particuliers par exemple.

Quel est maintenant l’avenir pour Scia ?

L’avenir verra beaucoup d’autres innovations stimulantes dans l’industrie de la construction et les exigences de développement durable. Les connaissances de l’ingénieur étant aussi de plus en plus intégrées aux logiciels, nous devons réfléchir à des architectures logicielles ouvertes.

Nous devons pour cela continuer à consacrer chaque année 30 % de notre chiffre d’affaires à la Recherche & au Développement. Notre département R&D, doté de 60 collaborateurs dédiés

à nos logiciels de calcul, a pour mission de suivre les évolutions majeures liées à la fois au monde de l’informatique, pour s’adapter aux nouveaux systèmes d’exploitation et aux nouvelles technologies, mais aussi anticiper les évolutions métiers et règlementaires (normes internationales).

La technologie Open-BIM doit être la révolution métier dans l’industrie métallique. Cette technologie qui assure la communication grâce à la réutilisation des données 3D répond aux nombreux problèmes engendrés par la déperdition d’information et d’interprétation. Il n’en n’est actuellement qu’à ses débuts et constitue encore pour nous, dans les 10 ans à venir, un axe majeur d’investissement.

En conclusion, quelle est le secret de la réussite de Scia ?

Nous pouvons la résumer à ces 3 items : Great structures !

Durant ces 40 années, des structures exceptionnelles - «Great Structures» - ont été réalisées grâce aux logiciels Scia : des édifices emblématiques tels que Burj Khalifa à Dubai (Besix), le Musée des Confluences à Lyon (Tractebel Engineering), ou l’Institut des Energies Nouvelles à Wuhan/Chine, (Grontmij Nederland bv). Great Engineers ! Les hommes et les femmes hors du commun - «Great Engineers», ce sont nos clients et nos ingénieurs qui osent repousser les limites.

Les logiciels Scia ne sont pas seulement utilisés pour les bâtiments d’exception, mais aussi par des milliers d’ingénieurs dans leur pratique quotidienne pour lesquels nous sommes leurs partenaires grâce à notre service support pour leur apporter tout l’assistance nécessaire et les conseils métiers. Great Sofware ! Des logiciels toujours à la pointe - «Great Software», là est notre satisfaction et notre fierté.

En conclusion, nous avons vécu le passé, et nous inventons l’avenir – aujourd’hui !

www.nemetschek-scia.com

© Tractebel Engineering - Musée des Confluences (Lyon, France) - Architect:

COOP HIMMELB(L)AU - Image © isochrom.com

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DOSSIER

CMI 2-2014

Des outils pour l’application des Eurocodes

La mise en application des Eurocodes a constitué, et constitue encore aujourd’hui une dif- ficulté majeure pour les entreprises et les bureaux d’études, en particulier dans le domaine de la construction métallique. Contrairement à la plupart des pays européens dans lesquels les normes ont évolué au fil des décennies et ont progressivement intégré des approches nouvelles, en France, le passage des règles NV65 et CM66 aux Eurocodes représente un bouleversement considérable pour le praticien. Depuis de nombreuses années, le CTICM a mené de multiples actions afin de faciliter cette transition : formations, publications, déve- loppements de logiciels, etc.

Nous pouvons considérer que le « référentiel Eurocode » est maintenant stabilisé pour plusieurs années, même si quelques amendements sont atten- dus à court ou moyen terme. C’est pourquoi nous avons pensé que le moment était venu de faire un point sur les ressources disponibles. Avec internet, l’utilisateur a accès à une quantité considérable de ressources documentaires et logicielles pour appli- quer ces normes. La principale difficulté est avant tout de connaître l’existence de ces outils, c’est pourquoi nous nous proposons d’en dresser un panorama.

Les publications

Revue Construction Métallique

La Revue Construction Métallique contient essentiellement trois types de texte : article de recherche, description d’ouvrage et rubrique du praticien. Depuis sa création en 1964, près de 1 200 articles ont été publiés dans ses pages.

Ces dernières années, un effort important a été porté sur la publication de rubriques du praticien consacrées à l’application des Eurocodes. Ce type d’article présente géné-

ralement une méthode de calcul, avec un ou plusieurs exemples d’application. Selon le cas, la rubrique peut comporter des expli- cations, des organigrammes et proposer,

lorsque cela est nécessaire, une interpréta- tion de la norme. Nous donnons ci-après

une liste non exhaustive des rubriques les

plus récentes auxquelles il est possible de se référer pour appliquer les Eurocodes.

• D. Clavaud : « Détermination du coefficient d’oro- graphie et influence des ouvertures sur un bâtiment selon l’EN 1991-1-4 ».

Revue Construction Métallique 2009/3

• M. Lukić : « Calcul d’une panne Z isostatique sous bac acier selon la NF EN 1993-1-3 ».

Revue Construction Métallique 2010/3

• A. Bureau, P.-L. Chouzenoux : « Méthode simplifiée pour la vérification de barres comprimées, composées de deux cornières assemblées dos-à-dos ».

Revue Construction Métallique 2010/4

• P. Beguin : « Résistance d’un poteau mixte sollicité en compression et en flexion bi-axiale » ;

Revue Construction Métallique 2011/3

• T. M. Nguyen : « Résistance au flambement d’un profil creux circulaire de classe 4 selon l’eurocode 3 ».

Revue Construction Métallique 2011/4

• D. Clavaud : « Valeur du coefficient structural CsCd pour un bâtiment en acier ».

Revue Construction Métallique 2011/4

• M. Roosefid : « Barre soumise à un effort axial - calcul de la résistance au feu selon l’Eurocode 3 partie 1.2 ».

Revue Construction Métallique 2012/2

• C. Thauvoye : « Combinaisons d’actions méca- niques en situation d’incendie dans le cadre de l’Eurocode 1 ».

Revue Construction Métallique 2012/2

• P.-O. Martin : » Période du mode propre fonda- mental de portiques multi-travées à un seul niveau ».

Ont participé à la préparation de ce dossier :

Alain Bureau, chef du service recherche construction métallique, CTICM Pierre-Olivier Martin, Directeur de projets de recherche, CTICM Christophe Renaud, Directeur de projets de recherche, CTICM Dominique Semin, chef du service formation, CTICM André Beyer, ingénieur de recherche, CTICM Tien Minh Nguyen, ingénieur de recherche, CTICM

N° 1/2014

CONSTRUCTION MÉTREVUE ALLIQUE

ISSN 0045-8198 1

CONSTRUC

TION MÉT

ALLIQUE N

° 1/2014

Construire en métal, un art, notre métier Espace technologique - L’orme des merisiers

Bâtiment Apollo – 91193 Saint-Aubin cedex Tél. : 01 60 13 83 00 - Fax : 01 60 13 13 03 [email protected] Construire en métal, un art, notre métier

couv_revue_cticm_1_2014.indd 1

03/03/14 13:22

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CMI 2-2014 11 Dossier Revue Construction Métallique 2012/2

• G. Bihina, B. Zhao : « Évaluation de la résistance au feu des poutres mixtes non enrobées sur deux appuis simples ».

Revue Construction Métallique 2012/3

• G. Bihina, B. Zhao : « Vérification de la résistance au feu des éléments mixtes par valeurs tabulées selon l’Eurocode 4 ».

Revue Construction Métallique 2012/3

• C. Renaud : « Calcul simplifié de la température critique selon la norme EN 1993 1-2 ».

Revue Construction Métallique 2012/4

• G. Bihina, C. Renaud : « Vérification de la résis- tance au feu des dalles mixtes acier-béton selon l’EN 1994-1-2 ».

Revue Construction Métallique 2012/4

• M. Lukić : « Alliages d’aluminium selon l’Eurocode 9 ».

Revue Construction Métallique 2012/4

• M. Lukić : « Résistance d’une section tubulaire en alliage d’aluminium selon l’EN 1999-1-1 ».

Revue Construction Métallique 2012/4

• P.-O. Martin : « Calcul des charges sismiques agis- sant sur une palée de stabilité d’un bâtiment indus- triel par la méthode simplifiée des forces latérales ».

Revue Construction Métallique 2013/1

• N. Henneton, C. Renaud : « Détermination de la température des structures métalliques en situation d’incendie selon l’Eurocode 3 ».

Revue Construction Métallique 2013/2

• M. Couchaux : « Méthode de calcul simplifiée d’assemblages par platines boulonnées ».

Revue Construction Métallique 2013/4

• A. Beyer : « Analyse d’une poutre au vent selon l’Eurocode 3 ».

Revue Construction Métallique 2013/4

À noter : il est désormais possible d’acheter en ligne des articles de la revue Construction Métallique.

Les guides Eurocodes du plan Europe

Méthodes simplifiées, tableaux de dimensionne- ment, exemples de calcul

Il y a quelques années, un grand projet national a été lancé afin de développer des guides pour l’application de l’ensemble des Eurocodes. Placé sous la responsabilité du CSTB, ce projet a abouti à la publication de plusieurs guides. Nous donnons la liste des guides destinés aux bureaux d’études en construction métallique :

•Choix de l’analyse globale des ossatures en acier •Instabilité des barres de portiques en acier •Tableaux de résistance des profilés en acier

•Vérification des barres comprimées et fléchies

•Constructions mixtes acier-béton

•Bacs acier pour planchers collaborants (dimensionnement en phase de coulage du béton)

•Planchers à bacs acier collaborants (dimen- sionnement en phase mixte)

•Effets du séisme sur les structures métalliques

•Assemblages poteaux-poutres et poutres- poutres en acier

•Assemblages des pieds de poteaux en acier •Action du feu sur les structures en acier Ces guides peuvent être achetés auprès du CSTB ou du CTICM. Il est intéressant de noter que certains de ces guides offrent la possibilité de télécharger une application Excel pour effectuer des calculs.

Guides Ascap

Le CTICM a mis en place la collection « Ascap » pour apporter aux concepteurs et calculateurs de structures en acier des aides au dimension- nement des assemblages par référence à la partie 1-8 de l’Eurocode 3.

Trois ouvrages sont aujourd’hui disponibles : assemblages de continuité de poutres par pla- tines d’about, assemblages poutre-poteau par platines d’about et attaches poutre-poutre ou poutre-poteau par double cornière. L’ensemble de ces trois volumes permet donc de traiter les principaux assemblages des bâtiments courants à ossature en acier.

Tous trois exposent la méthodologie de calcul de chaque type d’attache abordée de façon précise, illustrée d’exemples

détaillés, pour permettre au lecteur de bien comprendre les nouvelles démarches codifiées et d’en mesurer les incidences.

Sans calcul particulier et sur la base de la seule connaissance des deux profils à attacher, ces ouvrages permettent au praticien de choisir directe- ment parmi les assemblages standardisés, une ou plusieurs propositions d’attaches entiè- rement définies et d’accéder à

leur capacité de résistance et à leur classification en rigidité.

S I È G E SOCIAL

8 4 , AV ENUE JEAN JAURÈS | C H A MPS-SUR-MARNE | 774 4 7 MARNE-LA-VALLÉE CEDE X 2 T É L . ( 3 3 ) 0 1 64 68 82 82 | F A X ( 3 3 ) 0 1 60 05 70 37 | w w w. c s t b .fr

D’après la norme EN 1993- (Eurocode 3, partie 1-8) 1-8

Avec la collection « Guides eurocodes », le CSTB offre aux professionnels du bâtiment des outils pratiques relatifs aux méthodes de conception et de calcul fi

gurant dans les normes Eurocodes.

L’objectif de cette collection, dirigée par le CSTB, est de présenter de manière synthétique de nom- breux points de conception-calcul

pouvant présenter des diffi cultés d’application pratique, du fait de leur nouveauté ou de leur relativ

e complexité.

Pour tous les guides de la collection, avec ou sans recours aux calculs automatisés, les auteurs présentent de manière pédagogique et concise le déroulement

des phases de calcul traitées, en citant systématiquement

l’article ou les articles, concerné(s) de l’eurocode. Cette méthode a pour but essentiel d’éclairer le projeteur sur l’objectif et les choix essentiels en phase calcul, en délestant l’approche de tout ce qui pourrait présenter des diffi

cultés d’interprétation.

Le parti pris est de permettre, outre le recours éventuel à des logiciels ou des feuilles de calcul Excel© (téléchargement gratuit sur http://e-cahiers.cstb.fr),

la possibilité d’un calcul manuel utilisant des tableau

x ou abaques. Dans certains cas, libre choix est ainsi laissé au calculateur

de recourir à la méthode qu’il juge la plus adaptée au cas particulier à traiter et aux moyens dont il dispose.

Ce guide, élaboré par le CTICM, s’inscrit dans ce programme général. Il est destiné à permettre la conception et le calcul des assemblages de pieds de poteau

x des bâtiments courants en acier Les outils et méthodes de calcul proposés permettent de respecter les principes de dimensionne-. ment fi gurant dans l’EN 1993-1-8, l’EN 1993-1-1 et l’EN 1992-1-1 (respectivement l’Eurocode 3 partie 1-8, l’Eurocode 3 partie 1-1 et l’Eurocode 2 partie 1-1).

Assemblages des pieds de poteau x en acier Dimensionnement des assemblages de pieds de poteaux métalliques encastrés et articulés

GUIDE E UROCO

DE

G08-07 ISBN 97

8-2-86891-440-8

Assemblages des pieds de poteaux en acier

> Dimensionnement des assemblages de pieds de poteaux métalliques encastrés et articulés D’après l’Eurocode 3

Assemblages des pieds de poteau x en acier

3

D’après l’

eurocode

G08-07 Couv.indd 1

17/12/10 12:13:22

Instabilité des barres de portiques en acier Méthodes de calcul pour les barres de

portiques en acier (instabilité dans le plan et hors du plan

) D’après la norme EN 1993-1-1 (Eurocode 3, partie 1-1) Avec la collection « Guides eurocodes », le C

STB offre aux professionnels du bâti- ment des outils pratiques relatifs au

x méthodes de conception et de calcul figu- rant dans les normes Eurocodes

L’objectif de cette collection, diri.

gée par le CSTB, est de présenter de manière syn- thétique de nombreux p

oints de conception-calcul pouvant présenter des dif ficul- tés d’application pratique, du fait de leur nouvea

uté ou de leur relative complexité.

Pour tous les guides de la collection, avec ou sans reco urs aux calculs automatisés, les auteurs présentent de manière pédagogique e

t concise le déroulement des pha- ses de calcul traitées, en citant systématiquement

l’article, ou les articles, concerné(s) de l’eurocode.

Cette méthode a pour but essentiel d’éclairer le pr ojeteur sur l’objectif et les choix essentiels en phase calcul,

en délestant l’approche de tout ce qui pourrait présenter des difficu

ltés d’interprétation.

Le parti pris est de permettre, outre

le recours éventuel à des logiciels ou des feuil- les de calcul, la possibilité d’un calcul m

anuel utilisant des tableaux ou abaques.

Dans certains cas, libre choix est ainsi laissé au cal

culateur de recourir à la méthode qu’il juge la plus adaptée au cas particulier

à traiter et aux moyens dont il dispose.

Ce guide, élaboré par le CTICM s’inscrit dans

ce programme général. Il est destiné à fournir au praticien les complém

ents nécessaires au traitement par l’EN1993-1-1 de cas courants rencontrés dans la pratique e

n matière de vérifica- tion des poteaux et traverses de portiques en acier vis-à

-vis des instabilités, notam- ment l’instabilité hors plan.

Les outils et méthodes de calcul proposés per

mettent de respecter les principes de dimensionnement figurant dans l’

EN1993-1-1, (Eurocode 3 partie 1-1).

G08-02 ISBN 978-2-86891-424-8

Instabilité des barres de portiques en acier

D’après l’Eurocode 3 Méthodes de calcul pour les barres de portiques en acier (instabilité dans le plan et hors du plan) Instabilité des barres de portiques en acier

Guide Eurocode

3

C E N T R E SCIENTIFIQUE ET TE C H N I Q UE DU BATIMENTM A R N E -LA-VALLÉE PARIS G R ENOBLE NANTES S O P H IA ANTIPOLIS S I È G E S OCIAL

8 4 , AV ENUE JEAN JAURÈS | C H A M PS-SUR-MARNE | 774 4 7 M ARNE-LA-VALLÉE CEDE X 2 T É L . ( 3 3 ) 01 64 68 82 82 |

FA X ( 3 3 ) 01 60 05 70 37 | w w w. cstb.fr Couv Eurocode 3 P1-1 (barre de por

tique) 28/08/09 15:02 Page 1

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DOSSIER

CMI 2-2014

Le calcul des assemblages

Depuis la fermeture du site steelbizfrance.com, le CTICM fait progressivement migrer une partie des logiciels que vous pouviez utiliser en libre-service sur le site. Ils ont vocation à fournir des outils simples pour répondre à des problèmes courants. À ce jour, 50 % des utilitaires précédemment disponibles ont été transférés en téléchargement gratuit sur www.

ctcim.com, menu « Outils, sous-menu « Logiciels ».

Les outils mis à votre disposition peuvent être regroupés en deux familles : un premier package d’utilitaires à vocation de formulaire (calcul de périodes, des pressions de Hertz,…) et un second ensemble d’outils spécifiquement dédiés au calcul des assemblages : assemblages soudés, pieds de poteaux articulés, attaches de poutres par double cornière. Le dernier outil qui sera mis en ligne permettra de traiter le calcul des assemblages par platine d’about (PlatiniX)

Par rapport aux outils disponibles sur le net, les calculs d’assemblages sont tous menés par référence aux Eurocodes et ont vu leur domaine d’emploi élargi, notamment par la possibilité de prise en compte des profils reconstitués soudés. Ils complètent donc naturellement les ouvrages Ascap.

Ces outils vous permettent d’éditer des notes de calculs détaillées immédiatement utilisables et sont tous accompagnés d’une aide riche, précisant, outre les modalités d’emploi, la méthodologie employée et plusieurs exemples permettant à l’utilisateur une vision précise des vérifications effectuées.

Conception parasismique des bâtiments industriels en charpente métallique

Publication prochaine d’un Guide, en partenariat avec la FFB

La réglementation parasismique française a subi récemment des évolutions importantes, qui se tra- duisent par un nouveau zonage sismique, accroissant notablement le nombre de communes concernées par le risque sismique, et par l’obligation d’utiliser l’Euro- code 8 comme norme de construction parasismique.

Or pour obtenir une structure parasismique à un coût raisonnable, il est essentiel d’intégrer dès le début de la conception des notions importantes, sur lesquelles s’appuie l’Eurocode 8, mais jusqu’à présent peu dif- fusées auprès des praticiens. De plus, de nombreux constructeurs, n’ayant pas l’habitude de la conception parasismique, sont concernés par l’extension des zones sismiques sur le territoire français. Enfin, il n’existe dans la littérature que peu d’ouvrages de vulgarisation pour les structures métalliques courantes.

Ce sont les raisons pour lesquelles le CTICM a entrepris la rédaction d’un guide de conception parasismique pour les bâtiments industriels en char- pente métallique, en partenariat avec la Fédération française du bâtiment (FFB) et avec le soutien du Syndicat de la construction métallique de France (SCMF). La publication de ce document doit inter- venir courant 2014.

Ce guide de conception a été rédigé de façon à apporter au praticien de nombreuses informations.

Parmi ces dernières figurent un point complet sur la réglementation française en vigueur ainsi qu’une explication des fondements de l’Eurocode 8, concer- nant en particulier le choix d’une conception dissipa- tive et de toutes les conséquences qui en découlent.

Un chapitre complet est consacré aux dispositions et détails constructifs spécifiques nécessaires pour assurer la reprise des charges sismiques engendrées par un pont roulant et son chemin de roulement.

Une part importante de la bonne conception parasis- mique repose, pour la charpente métallique, sur celle des assemblages et des pieds de poteaux : c’est ainsi qu’un exposé détaillé des principes de conception, de dimensionnement et de calculs de ces éléments est proposé. Enfin, le guide met à disposition des praticiens une méthode simplifiée de calcul des actions sismiques, ne nécessitant pas le recours à des modélisations complexes, applicable aux bâtiments simples y compris ceux avec ponts-roulants pouvant générer une irrégularité en plan.

Documents SKILLS

Entre octobre 2011 et septembre 2013, le CTICM a participé au projet SKILLS, projet Européen partielle- ment financé par le programme Leonardo. Le but de ce projet a été de développer des outils de formation destinés à faciliter l’appropriation des Eurocodes par les praticiens de la construction métallique. Ce projet a été présenté dans le magazine CMI n° 3-2013. Nous rappelons ici les grandes lignes du projet.

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CMI 2-2014 13 Dossier En se fondant sur les guides « Steel Buildings in

Europe » (SBE), des modules de formation ont été développés afin de promouvoir la meilleure pratique de la conception et du calcul des structures en acier au niveau européen, en faisant référence aux règles des Eurocodes.

Certains modules de formation sont disponibles sous la forme de fichiers PDF, en téléchargement sur le site du CTICM :

•Calcul des assemblages

•Calcul du comportement au feu

•Portiques dans les bâtiments à simple rez-de-chaussée

•Conception et calcul des fermes treillis

•Conception et calcul des pannes laminées à chaud •Éléments composés comprimés

De plus, dans le cadre du projet SKILLS, cinq guides SBE ont été traduits en français et sont aussi dispo- nibles en téléchargement :

•Calcul des actions sur les structures •Conception et calcul des portiques •Conception et calcul des fermes treillis •Éléments composés comprimés •Ingénierie incendie

Le partenariat du projet SKILLS était composé du CTICM (France), pilote du projet, ConstruirAcier (France), ASCEM (Espagne), UPC (Espagne), PIKS (Pologne) et WUT (Pologne).

Les logiciels

Logiciel A3C

Vérification des barres comprimées et fléchies Dans le cadre d’une collaboration avec ArcelorMittal, le CTICM a développé le logiciel A3C qui permet de vérifier des barres comprimées et fléchies selon les règles des Eurocodes. Ce logiciel couvre les barres en acier et les poteaux mixtes partiellement ou tota- lement enrobés de béton à section constante en I ou H doublement symétrique. La dernière version du logiciel offre la possibilité d’effectuer des vérifications en situation d’incendie.

Le logiciel A3C permet de définir des cas de charges élémentaires et des combinaisons d’état limite ultime (ELU) et d’état limite de service (ELS). Pour les vérifications ELU, le programme procède de la façon suivante :

•détermination de la classe de la section transversale ;

•calcul des caractéristiques efficaces pour les sections de classe 4 ;

•vérification de la résistance des sections, en fonc- tion de la classe (effort normal, effort tranchant, moment fléchissant, interactions) ;

•vérification de la stabilité de la barre (flambement, déversement, interactions)

Les vérifications ELS sont facultatives, mais elles peuvent consister en une vérification de flèche locale et/ou de fréquence propre s’il s’agit d’une poutre de plancher.

L’un des points forts du logiciel A3C est aussi la possibilité d’effectuer des vérifications en situation

d’incendie, conformé- ment aux règles des Eurocodes. À l’exception des poteaux mixtes, il est possible de tenir compte d’un matériau de pro- tection. Le programme peut alors soit déterminer l’épaisseur de protection en choisissant une durée de résistance au feu nor- malisée, soit calculer la durée de résistance au feu pour une épaisseur de protection donnée,

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DOSSIER

CMI 2-2014

ce calcul étant effectué pour un matériau de pro- tection préalable- ment sélectionné : flocage, peinture intumescente ou caisson.

Un autre aspect innovant du logi- ciel est la possibi- lité d’effectuer une analyse modale d’instabilité qui permet de faciliter l’application de l’Eurocode 3 à des cas plus complexes tels que la stabilité latérale des barres avec diverses conditions de chargement et de maintien latéral (par exemple maintien d’une section par une semelle).

Une note de calculs peut être éditée avec différents niveaux de détails : note synthétique, intermédiaire ou détaillée. L’interface graphique du logiciel ainsi que la note de calculs peuvent être en français, en anglais ou en espagnol.

Ce logiciel a été développé en langage Visual Basic .NET. Il fonctionne sur les systèmes d’exploitation Windows : Windows XP, Windows 7 ou Windows 8. Il est disponible gratuitement sur les sites internet du CTICM (www.cticm.com) et d’ArcelorMittal (www.arcelormittal.com/sections).

Logiciel Portal+

Calcul de portiques de bâtiments simples en acier Avec le soutien d’ArcelorMittal, le CTICM a déve- loppé un logiciel pour le calcul des portiques de bâti- ments à simple rez-de-chaussée, selon les Eurocodes, avec l’application optionnelle des Annexes nationales françaises.

Ce nouvel outil couvre les bâtiments à base rec- tangulaire dont l’ossature principale est constituée de portiques comprenant 1 à 4 travée(s). À partir des données de base décrites par l’utilisateur, le logiciel est en mesure de déterminer les actions climatiques, de générer les combinaisons d’actions ELU et ELS, de calculer les efforts et les déplace- ments et de vérifier les critères de résistance pour les combinaisons ELU et des critères de flèche pour les combinaisons ELS.

Détermination des actions

•Génération automatique du poids propre •Calcul des charges de neige en tenant compte

des accumulations éventuelles (noues, acrotères), selon l’EN 1991-1-3

•Calcul de l’action du vent sur l’ensemble de l’enve- loppe du bâtiment (bâtiment ouvert ou fermé), selon l’EN 1991-1-4

•Possibilité de définir des cas de charges variables •Combinaisons d’actions selon l’EN 1990 (ELU

et ELS) Analyse globale

•Analyse globale élastique dans le plan d’un por- tique choisi par l’utilisateur

•Estimation du coefficient d’amplification critique

•Prise en compte des effets du 2nd ordre si nécessaire

•Prise en compte de l’imperfection globale si nécessaire

Vérifications aux États Limites Ultimes (selon l’EN 1993-1-1)

Toutes les barres du portique sélectionné sont véri- fiées pour toutes les combinaisons d’actions aux états limites ultimes :

•classement des sections;

•calcul des caractéristiques efficaces pour les sections de Classe 4;

•vérification de la résistance des sections, résis- tance élastique ou plastique selon la classe;

•vérification de la résistance au voilement par cisaillement de l’âme si nécessaire,

•vérification de la résistance au flambement et au déversement des barres comprimées et fléchies.

Vérifications aux États Limites de Service

Vérification des déplacements horizontaux et des flèches verticales par rapport à des limites définies par l’utilisateur.

Le logiciel Portal+ offre la possibilité d’éditer des notes de calcul avec différents niveaux de détail selon le choix de l’utilisateur. Il fonctionne sur les systèmes d’exploitation Windows XP, Windows 7 ou Windows 8.

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CMI 2-2014 15 Dossier

Le calcul des assemblages

Depuis la fermeture du site steelbizfrance.com, le CTICM fait progressivement migrer une partie des logiciels que vous pouviez utiliser en libre-service sur le site. Ils ont vocation à fournir des outils simples pour répondre à des problèmes courants. À ce jour, 50 % des utilitaires précédemment disponibles ont été transférés en téléchargement gratuit sur www.

ctcim.com, menu « Outils, sous-menu « Logiciels ».

Les outils mis à votre disposition peuvent être regroupés en deux familles : un premier package d’utilitaires à vocation de formulaire (calcul de périodes, des pressions de Hertz,…) et un second ensemble d’outils spécifiquement dédiés au calcul des assemblages : assemblages soudés, pieds de

poteaux articulés, attaches de poutres par double cornière. Le dernier outil qui sera mis en ligne permettra de traiter le calcul des assemblages par platine d’about (PlatiniX)

Par rapport aux outils disponibles sur le net, les calculs d’assemblages sont tous menés par référence aux Eurocodes et ont vu leur domaine d’emploi élargi, notamment par la possibilité de prise en compte des profils reconstitués soudés. Ils complètent donc naturellement les ouvrages Ascap.

Ces outils vous permettent d’éditer des notes de calculs détaillées immédiatement utilisables et sont tous accompagnés d’une aide riche, précisant, outre les modalités d’emploi, la méthodologie employée et plusieurs exemples permettant à l’utilisateur une vision précise des vérifications effectuées.

Logiciel LTBeam

Moment critique de déversement de poutres sim- plement fléchies

Dans une vérification de résistance au déversement d’une poutre simplement fléchie selon l’Eurocode 3, la détermination du moment critique est une étape généralement incontournable. Malheureusement, le calcul manuel de ce paramètre peut être fastidieux et les expressions disponibles ne permettent pas de couvrir tous les cas réels souvent complexes. C’est pourquoi le CTICM met le logiciel LTBeam à la disposition des bureaux d’études. Ce logiciel a été développé dans le cadre d’un projet de recherche

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DOSSIER

CMI 2-2014

européen partiellement financé par la Communauté

européenne du charbon et de l’acier. Très simple d’utilisation, le logiciel LTBeam effectue une recherche de mode propre d’instabilité élastique par déversement, sur la base d’une modélisation par éléments finis de type « poutre » à quatre degrés de liberté par nœud.

LTBeam peut être utilisé pour traiter des poutres en flexion simple autour de l’axe de forte inertie, à section transversale bi-symétrique ou mono- symétrique par rapport au plan de flexion. Les maintiens vis-à-vis du déversement (concernant le déplacement latéral, la rotation de torsion, la rotation de flexion latéral et le gauchissement) peuvent être ponctuels ou continus, infiniment rigides ou élastiques.

Les sections transversales peuvent être définies par leurs dimensions (poutre en I ou en T), par leurs propriétés mécaniques (inertie de flexion, inertie de torsion, inertie de gauchissement) ou simplement en sélectionnant la section dans un catalogue de profilés laminés.

Il convient de noter que le logiciel LTBeam est limité à des poutres à section constante.

Logiciel LTBeamN

Mode propre d’instabilité élastique d’une barre à section variable par flambement et/ou déversement Le nouveau logiciel LTBeamN permet de calculer les modes propres d’instabilité élastique pour des barres soumises à une flexion autour de l’axe de forte inertie et à un effort axial. La partie 1-1 de l’Eurocode 3 propose principalement deux méthodes pour la vérification d’une barre dans une telle situation de chargement : les formules d’interaction (§6.3.3 de l’EC3 partie 1-1) et la méthode générale de vérifica- tion du flambement latéral et du déversement (§6.3.4 de l’EC3 partie 1-1). La première méthode nécessite le calcul d’un nombre important de facteurs d’inte- raction et de paramètres. Elle est toutefois limitée

à des poutres à inertie constante sans maintiens intermédiaires.

La seconde méthode possède un domaine d’appli- cation plus large, incluant notamment les barres à inertie variable, mais elle exige le calcul du coefficient d’amplification critique pour l’instabilité hors plan.

Afin de déterminer ce coefficient, il est généralement nécessaire de faire appel à un calcul par éléments finis. C’est pour faciliter ce calcul que le CTICM a développé le logiciel LTBeamN.

LTBeamN offre la possibilité d’étudier des poutres à inertie variable sur toute ou une partie de leur longueur et donne encore plus de souplesse pour la définition des charges, des appuis et des maintiens latéraux.

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CMI 2-2014 17 Dossier

Logiciel EBPlate

Calcul des contraintes critiques de voilement élastique de plaque

Le logiciel EBPlate est un outil développé par le CTICM permettant le calcul des contraintes critiques de voilement de plaques planes rectangulaires char- gées dans leur plan. Le développement de cet outil s’est inscrit dans le cadre d’un projet européen qui a bénéficié d’un financement partiel du Fonds européen de recherche pour le charbon et l’acier (FRCA).

Le logiciel couvre les plaques rectangulaires d’épais- seur uniforme à comportement isotrope dont la rigidité peut être modifiée par la présence éventuelle de raidisseurs longitudinaux ou transversaux.

La plaque étudiée est appuyée sur ses quatre bords avec des conditions d’appui de type articulé ou avec maintien élastique (rigidités de flexion et de torsion).

Il est possible de définir des raidisseurs suivant les deux directions avec des propriétés identiques ou différentes. Dans le logiciel EBPlate, 5 types de rai- disseurs (plats, augets, cornières, etc.) sont prédéfinis et il suffit de saisir les dimensions.

Le programme permet de définir un état plan de contraintes normales et tangentielles selon un schéma prédéfini. Il permet aussi un état de contraintes quelconque sur un maillage régulier de la plaque.

Pour la configuration définie par l’utilisateur, le logiciel EBPlate recherche le facteur critique à appliquer à l’état de contraintes de la plaque pour atteindre l’instabilité par voilement élastique. Le logiciel permet également le déterminer différents modes de voilement élastique et leur facteur cri- tique associé.

Les contraintes critiques calculées par le logiciel correspondent aux contraintes de la théorie de voi- lement élastique linéaire de plaques idéalement parfaites (et non aux contraintes limites des plaques réelles). Ces valeurs sont généralement utilisées pour calculer des paramètres intermédiaires – par exemple l’élancement réduit selon l’Eurocode 3 Partie 1-5 – intervenant dans les formules de résistance ultime.

Le logiciel propose de nombreuses fonctionnalités, en particulier de post-traitement des résultats : visua- lisation tridimensionnelle de la déformée des modes propres, édition d’une note de calcul, exportation de la fonction représentant la déformée modale, appel distant depuis une autre application.

L’interface du logiciel est disponible en français, anglais, allemand et espagnol.

Logiciel PotFire

Le logiciel PotFire est un logiciel d’évaluation de la stabilité au feu normalisé des poteaux mixtes en profil creux rempli de béton. Deux versions différentes, différenciées par leur intitulé, sont actuellement disponibles et mises à disposition. En effet, confor- mément au code de la construction et à l’arrêté du 14 mars 2011 modifiant celui du 22 mars 2004 relatif à la résistance au feu des produits, éléments de construction et ouvrages, les normes nationales de la série P92 (DTU) et les versions EN des Eurocodes avec leurs Annexes nationales peuvent être utilisées en France pour justifier la résistance au feu des structures exposées au feu.

PotFire_DTU (V1.1) est un logiciel d’évaluation de la stabilité au feu des poteaux non protégés en profils creux remplis de béton, développé par le CTICM. Il est basé sur les règles de calcul données dans le DTU

« Calcul du comportement au feu des poteaux mixtes (acier + béton) » (indice AFNOR : DTU P 92-704).

POTFIRE_EN1994-1-2-FNA (V3.0) est un logiciel d’évaluation de la stabilité au feu normalisé des poteaux non protégés en profils creux remplis de béton déve- loppé par le CTICM à la demande du CIDECT. Il est basé sur les règles de calculs données dans l’Annexe nationale française de l’EN 1994-1-2 (Eurocode 4 – Calcul des structures mixtes (acier + béton) – Partie 1.2 « Règles générales – Calcul du comportement au feu »). (indice AFNOR : P22-412-1/NA).

Logiciel Acobri

Pré-dimensionnement de ponts mixtes à base de profilés laminés

Pour les franchissements de petites à moyennes portées, les ponts mixtes à base de profilés laminés constituent une solution intéressante et compétitive face aux configurations en béton. Le pré-dimen- sionnement d’un tel ouvrage reste cependant une procédure relativement longue et fastidieuse. C’est pourquoi le CTICM a développé pour le compte d’ArcelorMittal le logiciel de pré-dimensionnement Acobri, qui permet la mise au point d’une solution compétitive de manière rapide et conviviale, dans le cadre d’une étude de faisabilité ou d’un chiffrage.

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DOSSIER

CMI 2-2014

Ce programme traite indifféremment les ponts-routes, les ponts-rails et les passerelles. Il couvre les travées dont la portée est comprise entre 5 m et 50 m. Plusieurs types de conceptions sont possibles. En particu- lier, le type de poutres peut être conventionnel (a), poutre caisson (c), poutre caisson remplie de béton (d), poutre mixte partiellement préfabriquée (b) ou poutrelles enrobées (e). Plus récemment, en 2013, les poutres Precobeams ont été ajoutées : ces dernières sont constituées à partir d’un té découpé dans un profilé laminé en I dont la forme de la découpe assure la connexion avec la dalle (f et g).

Le logiciel permet aussi de prendre en compte des chevêtres en béton armé sur les appuis intermé- diaires, ce qui évite le recours aux soudures de conti- nuité à réaliser sur chantier. En outre, la dernière version 4.01, mise en service en 2014, intègre la possibilité de traiter les ponts intégraux, c’est-à-dire partiellement encastrés dans les culées.

Les calculs de vérification sont effectués en appli- quant les normes Eurocodes. Outre les valeurs recommandées de la norme, Acobri intègre aussi les Annexes Nationales françaises, allemandes et italiennes. Toutes les charges d’exploitation sont ainsi calculées automatiquement, en fonction du type de pont et en utilisant des lignes d’influence longitudinales et transversales. Il est même possible de définir des charges personnalisées à partir d’un fichier de données. Les vérifications sont effectuées aux états limites de service, aux états limites ultimes et le cas échéant aux états limites de fatigue.

Une note de calcul préliminaire (depuis une synthèse sur une page jusqu’à la note complète) et un module de post-traitement permettent d’exploiter l’ensemble des résultats. Il est à noter que ceux-ci ne concernent que les poutres principales. Les détails constructifs, le dimensionnement de la dalle (armatures trans- versales en particulier) et les pièces de pont sont à concevoir dans le cadre de l’étude d’exécution.

Les sites Internet

De très nombreuses informations et un très grand nombre de « ressources » (guides, logiciels, etc.) sont disponibles – souvent gratuitement – sur internet.

Malgré l’efficacité des moteurs de recherche, la diffi- culté est généralement de connaître l’existence de ces sites et des ressources disponibles. Nous proposons ci-après quelques adresses de sites :

www.cticm.com

Le site du CTICM vous informe régulièrement des actualités de la construction métallique. Vous trouverez sur ce site le répertoire des articles de la Revue Construction Métallique, depuis sa création, et vous pourrez télécharger gratuitement de nombreux guides et des logiciels.

Il est à noter que le site du CTICM contient tous les documents en français du site Access Steel qui a été fermé en 2012.

www.bncm.fr

Il s’agit du site du Bureau de Normalisation de la construction métallique (BNCM) qui offre une actualité des normes et la possibilité de télécharger gratuitement des recommandations (Eurocodes, calcul sismique, etc.).

www.construiracier.fr

L’association française ConstruirAcier, dont la mis- sion est de promouvoir l’utilisation de l’acier dans le secteur de la construction, met aussi à disposition de nombreuses informations sur les aciers et sur leur utilisation. Ce site comprend une boutique en ligne qui permet d’acheter les publications les plus récentes, et une zone de téléchargement gratuit.

www.arcelormittal.com/sections

Cette adresse renvoie à la partie technique du site d’ArcelorMittal, pour la promotion des produits longs (poutrelles). Elle donne accès à de nombreuses ressources techniques que l’on peut télécharger gra- tuitement (guides, logiciels, etc.).

www.steelconstruct.org

Le site de la Convention européenne de la construc- tion métallique (CECM) permet d’acheter en ligne les publications de la CECM. Cependant, certaines publications un peu anciennes peuvent être télé- chargées gratuitement.

a) b) c)

d)

f)

e)

g)

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