Le cours sur le dimensionnement des structures métalliques aborde de manière détaillée l’ensemble des étapes et des principes fondamentaux nécessaires à la conception sûre et efficace d’ouvrages en construction métallique. Il commence par une présentation des matériaux de base, notamment les aciers, en soulignant leurs caractéristiques générales, leurs mécanismes d’assemblage, tels que les boulons, les soudures et les ancrages, et en fournissant des tableaux de référence essentiels pour le tracé et la vérification des composants.
Ensuite, le coursexplique les différents niveaux de dimensionnement d’une structure, depuis la conception initiale jusqu’à la vérification fine des éléments constitutifs. La stabilité du système structural constitue une partie centrale, où sont évoqués les principes généraux permettant d’assurer la sécurité de l’ouvrage face aux diverses sollicitations. La conception doit prendre en compte plusieurs paramètres clés et considérer la stabilité sous chargements verticaux, horizontaux, ainsi que sous l’action de couples, en intégrant aussi la prise en compte de grands ouvrages.
Une étape cruciale consiste en la vérification des sections, qui passe par l’analyse des caractéristiques mécaniques des profils, de leurs sollicitations internes et l’évaluation de leur comportement en elasticité ou en plasticité. Ces vérifications concernent notamment la traction, la flexion, l’effort tranchant, la torsion, et leur combinaison, tout en intégrant la prise en compte des phénomènes d’instabilité éventuelle des sections telles que le flambage ou la déformation excessive.
Les vérifications s’étendent également à l’ensemble des éléments constitutifs, en distinguant deux grands types : les états limites de service (ELS), qui assurent la fonctionnalité et la durabilité de la structure sans déformation inacceptable, et les états limites ultimes (ELU), qui garantissent la sécurité en cas de surcharge ou d’évènements extrêmes. Ces vérifications concernent aussi les éléments soumis à des risques d’instabilités globales, comme le flambage, le déversement ou le voilement d’âme, avec des méthodes spécifiques pour leur contrôle.
Le choix des produits sidérurgiques intervient en fonction de leur fonction dans la structure (profilés laminés, profils à froid, profils creux, etc.), en tenant compte des propriétés mécaniques, de la faisabilité technologique et de la compatibilité avec les autres éléments de construction. Ce choix est essentiel pour optimiser le rapport entre coût, performance, et sécurité.
Finalement, diverses méthodes de calcul et d’analyse structurelle sont évoquées pour assurer la conformité du dimensionnement avec les normes et règlements en vigueur, permettant de réaliser des ouvrages robustes, durables et économiquement optimisés, dans le respect des exigences de sécurité et de service.
Ce cours constitue ainsi un guide complet pour maîtriser toutes les étapes du dimensionnement des structures métalliques, intégrant à la fois les aspects théoriques, normatifs et pratiques indispensables à la conception et à la vérification des ouvrages complexes en génie civil et construction métallique.
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