13
A- Poutres continues à âme pleine 123 6.4 EXERCICES Calculer les moments aux appuis et les réactions et tracer les diagrammes du moment fléchissant et de l'effort tranchant des poutres continues ci-dessous. Exercice 6.1 Exercice 6.2 Exercice 6.3 Exercice 6.4 (0) 2I I 3I (1) (2) P=12t q=4.5t/m q=2t/m 12m 4m 4m 4m (3) EI=Cte 8m 6m (1) (2) (3) (4) 4m 2m P=5t 3m 3m 5m P=2t q=1t/m C=4tm (2) (3) (1) EI=Cte 2m EI=Cte q=1t/m q=1t/m C=3tm (0) (1) (2) 3m 3m 2m 2m 124 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQUES Exercice 6.5 Exercice 6.6 Exercice 6.7 Exercice 6.8 La section de la poutre, de forme rectangulaire (bxh), varie d'un tronçon à l'autre comme suit : S AB =20x55 cm 2 , S BC =25x60 cm 2 , S CD =25x50 cm 2 , S DE =25x40 cm 2 . P=2t (2) 1m 3m 2m (1) (0) C=4tm q=6t/m EI=Cte EI=Cte l P=ql/2 (1) (2) (3) q l/2 l/2 EI=Cte 1 l/2 l/2 (1) P=ql (4) (3) q q (2) l A C D E 1.5t/m 1.5t/m F 2 =4.8t 2.8t/m F 1 =2.375t 2.8t/m 2m 1m 1m 5m 7m 3m B

Chapitre6.Exo

Embed Size (px)

DESCRIPTION

66

Citation preview

Page 1: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 123

6.4 EXERCICES

Calculer les moments aux appuis et les réactions et tracer les diagrammes du

moment fléchissant et de l'effort tranchant des poutres continues ci-dessous.

Exercice 6.1

Exercice 6.2

Exercice 6.3

Exercice 6.4

(0)

2I

I

3I

(1)

(2)

P=12t

q=4.5t/m

q=2t/m

12m

4m

4m

4m

(3)

EI=Cte

8m

6m

(1)

(2)

(3)

(4)

4m

2m

P=5t

3m

3m

5m

P=2t

q=1t/m

C=4tm

(2)

(3)

(1)

EI=Cte

2m

EI=Cte

q=1t/m

q=1t/m

C=3tm

(0)

(1)

(2)

3m

3m

2m

2m

1 24 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Exercice 6.5

Exercice 6.6

Exercice 6.7

Exercice 6.8

La section de la poutre, de forme rectangulaire (bxh), varie d'un tronçon à l'autre

comme suit : SAB=20x55 cm2, SBC=25x60 cm

2, SCD=25x50 cm2, SDE=25x40 cm

2.

P=2t

(2)

1m

3m

2m

(1)

(0)

C=4tm

q=6t/m

EI=Cte

EI=Cte

l

P=ql/2

(1)

(2)

(3)

q

l/2

l/2

EI=Cte

1

l/2

l/2

(1)

P=ql

(4)

(3)

q

q

(2)

l

A

C

D

E

1.5t/m

1.5t/m

F2=4.8t

2.8t/m

F1=2.375t

2.8t/m

2m

1m

1m

5m

7m

3m

B

Page 2: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 125

Exercie 6.9

Exercie 6.10

Exercice 6.11

Exercice 6.12

Soit la poutre représentée ci-dessus dont la rigidité fléxionnelle est constante

et vaut 1200 tm2.

1) Quelle valeur faut-il donner à x1 pour que les moments en A et B soient

égaux.

2) Prenons x1=4 m. On demande de :

2.1) tracer les diagrammes de M et de T,

2.2) calculer la rotation de la section B,

2.3) calculer la flèche de l'extrémité libre de la poutre.

3) La même poutre est libre de toute charge mais son appui B subit un

affaissement de 20 mm. Calculer le moment qui apparaît dans l'encastrement.

EI=Cte

(1)

(3)

(4)

q

(2)

l

l

l

a

EI=Cte

(0)

(1)

(2)

(3)

4.5m

4.5m

6m

12m

q=3t/m

q=4t/m

P=10t

15m

x1

(A)

(B)

P=0.5t

q=0.2t/m

EI=Cte

3m

3m

(1)

(3)

(2) 4m

2m

5t/m

F1=5t

F2=10t

2t/m

1 26 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Réponses :

Exercice 6.1 : M1=-1.6 tm, M2=-1.3 tm, M3=-4.0 tm,

R1=1.049 t, R2=2.912 t, R3=3.039 t.

Exercice 6.2 : M0=-2.0 tm, M1g=-0.5 tm, M1

d=-2.5 tm, M2=-2.0 tm,

R0=2.5 t, R1=-2t, R2=3.5t.

Exercice 6.3 : M1=0.27 tm, M2=-0.54 tm, M3=2.16 tm,

R1=-0.10 t, R2=0.55 t, R3=-3.49 t, R4=8.04 t.

Exercice 6.4 : M1=-25.6 tm, M2=-5.5 tm, M3=-6.2 tm,

R0=9.9 t, R1=22.6 t, R2=12.3 t, R3=9.2 t.

Exercice 6.5 : M0=-2.0 tm, M1g=1.3 tm, M1

d=-2.7 tm, M2=-1.7 tm,

R0=3.11 t, R1=5.39 t, R2=5.50 t.

Exercice 6.6 : M1=-17ql2/192, M2=-14ql

2/192, M3=-11ql2/192,

R1=99ql/192, R2=93ql/192, R3=45ql/192.

Exercice 6.7 : M1=117ql2/72, M2=-4ql

2/72,

R1=-51ql/72, R2=15ql/72.

Exercice 6.8 : MB=-11.5 tm, MC=-10.9 tm, MD=-1.4 tm,

RB=16.761 t, RC=19.327 t, RD=8.737 t.

Exercice 6.9 : M1=-7.35 tm, M2=-5.31 tm, M3=-20.00 tm,

R1=10.51 t, R2=15.54 t, R3=20.95 t.

Exercice 6.10 : M1=qa2/52, M2=-2qa

2/52, R3=7qa2/52, R4=-28qa/52.

R1=-3qa/52, R2=12qa/52, R3=-42qa/52, R4=85qa/52.

Exercice 6.11: M0=0, M1=548.4 kgm, M2=-443.0 kgm, M4=98.4 kgm,

R0=4.00 t, R1=11.10 t, R2=34.95 t , R3=25.95 t.

Exercice 6.12 : x1=3 m, MA=-1125 kgm, MTmax=729 kgm (x=4.42 m),

MB=3600 kgm, RA=884.1 kg, RB=2 615.9 kg,

γB=0.003726 rd, f=2.96 cm, Menc=578 kgm.

Signes : Les poutres considérées étant toutes horizontales, un moment positif

signifie que les fibres inférieures sont tendues, et inversement. Une réaction

verticale positive est orientée vers le haut. Pour les déplacements, une rotation

est positive si la section tourne dans le sens horlogique alors qu'une flèche est

positive quand le déplacement se fait vers le bas.

6.5.4 Exercices

Exercice 6.13 : Poutre en K.

Page 3: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 127

Déterminer les efforts dans les barres suivantes: 5-6 ; 5-9 ; 6-9 ; 9-13 ; 12-13.

Rép. : N56=-5.44 t, N59=-0.19 t, N69=0.26 t, N913=-0.26 t, N1213=5.44 t.

Exercice 6.14

Calculer les efforts dans les barres.

Rép. : N1=N12=-1.5 t, N2=N3=-N11=-2.5 t, N4=-N8=2.7 t, N5=-0.75 t, N6=1.25 t,

N7=N10=N13=0, N9=-0.5 t.

Exercice 6.15

Calculer les efforts dans les barres à l'aide du tracé de Cremona.

a a a a a a=2m a a

a

a

1

2 3 4 5 6

7 8 9

10 11 12 13 12'

9'

5' 4'

8'

11'

F1=6t F2=3t

13

3m

3m

11 12 10

9

4 5

1

6 7 8

3 2

2m 4m 2m

2t

2t

1 28 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Rép. :

On trace :

→⇒

→⇒

(traction) N53

(traction) N45 sens),5(

3 de partir à (53) CE à Parallèle 4)

4 de partir à (45) CD à Parallèle )3

(traction) N43

n)(compresio N14 sens),4(

3 de partir à (43) AC à Parallèle )2

1 de partir à (14) AD à Parallèle )1

53

45

43

14

(1) (2)

(3)

(4) 5 "14"

2

3

1

4

6m 4m

4m 4m 4m

P=20t F12

N41

N26

N65 N54

N53 N45

N34 C E

B A

1 2

6 5

4

3

D

N14

N43

6m 4m

P=20t F12

N41

N26

N65 N54

N53 N45

N34 C E A

1 2

6 5

4

3

D

N14

N

Page 4: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 129

Exercice 6.16

Déterminer les efforts dans les barres numérotées de 1 à 3.

Rép. : N1=3.86P, N2=2.45P, N3=-4.46P.

P

a

a

1 2

3

a

30°

1 30 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Exercice 6.17

Déterminer les efforts dans les montants 1, 2 et 3 ainsi que l'expression géné-

rale donnant l'effort Nm dans le montant courant m.

Rép. : N1=0, N2=-P/2, N3=-P, Nm=-P(m-1)/2.

a a a a a a a

m 3 2

α 1

P P P P P P P

Page 5: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 131

6.6 SYSTÈMES HYPERSTATIQUES EN TREILLIS ARTICULES

Nous allons maintenant appliquer la méthode générale des forces au calcul

des systèmes hyperstatiques en treillis articulés.

Nous avons vu que le degré d'yperstaticité est égal à :

H b l n= + − 2

b = nombre de barres

l = nombre de liaisons

n = nombre de nœuds

L'hyperstaticité peut être interne, s'il y a des barres surabondantes (on parlera

dans ce cas d'inconnues hyperstatiques intérieures) ; externe, s'il y a des liaisons

surabondantes aux appuis (inconnues hyperstatiques extérieures). Souvent les

systèmes hyperstatiques comportent des inconnues hyperstatiques des deux ty-

pes.

Pour calculer un système hyperstatique de degré H, il faut effectuer un nom-

bre équivalent (H) de coupures judicieusement choisies, soit en enlevant certains

appuis, soit en sectionnant des barres sans les supprimer, soit en combinant les

deux (suppression d'appuis + sectionnement de quelques barres), de façon à

obtenir un système isostatique de base géométriquement stable.

6.6.1 Poutre continue en treillis articulé

Les seules inconnues hyperstatiques de la poutre représentée ci-dessus pro-

viennent des appuis simples surabondants.

En appliquant la méthode des forces on commence par choisir un système

fondamental par suppression des liaisons surabondantes.

Un premier système fondamental est obtenu par suppression des deux appuis

intermédiaires ; on obtient ainsi une poutre isostatique et les deux réactions sup-

primées seront déterminées par application de la méthode des forces.

Nous pouvons également transformer la poutre en un ensemble de trois pou-

tres isostatiques en sectionnant les barres r et s. Il faut noter que les barres r et s

sont coupées et non supprimées. Les efforts normaux dans les barres r et s cons-

tituent les inconnues hyperstatiques.

Les équations de continuité s'écrivent de façon unique quelque soit le sys-

tème fondamental choisi.

A

r s

B

Figure 6.29

1 32 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Ainsi dans l'exemple cité, les équations de continuité s'écrivent :

δ δ δ

δ δ δ

11 1 12 2 1

21 1 22 2 2

0

0

u X X

X X

uF

u uF

+ + =

+ + =

Les coefficients δ iju et δ iF se calculent par les formules vues précédemment

c'est-à-dire :

δ iju ki kj

klk

b n n

EAdx

k

= ∫∑=

( )1

δ iFkF ki

klk

bN n

EAdx

k

= ∫∑=

( )1

Si EA est constante pour chaque barre, il vient :

δ iju ki kj

kk

k

b n n

EAl=

=

∑ ( )1

δ iFkF ki

kk

k

bN n

EAl=

=

∑ ( )1

où :

b = nombre de barres

lk = longueur de la barre k

6.6.2 Poutre en treillis avec montants et diagonales croisées

Chacun des n panneaux du système comporte une diagonale surabondante.

Le système fondamental (isostatique) s'obtient en effectuant des coupures dans

les n diagonales surabondantes.

Les efforts N1(X1), …, Nk-1, Nk, Nk+1, …, Nn dans les diagonales sectionnées

s'obtiennent à partir des équations générales. Le système d'équations s'écrit :

δ δ δ δ δ δ δ

δ δ δ

11 1 12 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 2 2 1

0u uku

k ku

k ku

k nn

n F

ku

ku

kku

N N N N N N

N N N

+ + + + + + + + =

+ + +

− − + +

... ...

..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..

.. . k kku

k kku

k knu

n kF

nu

nu

nku

k nku

k nku

k nnu

N N N

N N N N N

− + +

− − + +

+ + + + + =

+ + + + + + +

1 1 1

1 1 2 2 1 1 1 1

0δ δ δ δ

δ δ δ δ δ δ

...

..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..... ..... .... ..... ..... .... ..... ..

... .. . Nn nF+ =

δ 0

Intéressons-nous à la kème équation (relative à la diagonale k).

δ δ δ δ δ δ δku

ku

kku

k kku

k kku

k knu

n kFN N N N N N1 1 2 2 1 1 1 1 0+ + + + + + + + =− − + +... ...

Figure 6.30

1 n=H k+1 k k-1

m-1

m

m+1

Page 6: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 133

Le coefficient général δ kiu est donné par :

δ kiu rk ri

rr

r

bn n

EAl=

=

∑.

( )1

nrk = effort dans la barre courante r sous l'action du couple de forces unitaires

appliquées aux lèvres de la coupure de la diagonale k.

nri = effort dans la barre courante r sous l'action du couple de forces unitaires

appliquées aux lèvres de la coupure de la diagonale i.

On montre aisément que les forces unitaires appliquées aux lèvres d'une coupure

quelconque n'introduisent des efforts que dans les six barres appartenant au pan-

neau correspondant.

Ainsi le coefficient δ kiu sera nul dès que k diffère de i de plus d'une unité.

L'équation générale de continuité s'écrit donc :

δ δ δ δkku

k kku

k kku

kFN N− − ++ + + =1 1 1 0

Trois efforts normaux apparaissent dans cette équation d'où son nom de for-

mule des trois N.

Les coefficients δ δk ku

kku

, ,−1 et δ kku

+1 sont obtenus à partir des expressions

simples suivantes :

δ kku mk mk

mm

n n

EAl−

−=11.

( ) δ kk

u rk

rr

r

bn

EAl= ≠

=

∑2

1( )

(6 termes 0)

Nk-1=1

1

1

m-1

m

(a)

Nk=1

m+1 1

1 m

(b)

Nk+1=1

m+1 1

1

(c)

Figure 6.31

1 34 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

δ kku m k m k

mm

n n

EAl+

+ + +

++=1

1 1 1

11

.

( )

nmk = effort dans le montant m sous l'action des sollicitations unitaires appli-

quées aux lèvres de la coupure de la diagonale k.

nmk-1 = effort dans le montant m sous l'action des sollicitations unitaires ap-

pliquées aux lèvres de la coupure de la diagonale k-1.

nm+1 k = effort dans le montant m+1 sous l'action des sollicitations unitaires

appliquées aux lèvres de la coupure de la diagonale k.

nm-1 k+1 = effort dans le montant m-1 sous l'action des sollicitations unitaires

appliquées aux lèvres de la coupure de la diagonale k+1.

Pour δ kku , il y a les six barres des panneaux correspondant qui interviennent.

Effort normal total

N N X nk kF i ki

i

H

= +

=

∑1

6.6.3 Exemple d'application

(EA) = identique pour

toutes les barres

H = b + l - 2n

= 7 + 4 - 10 = 1

Nous avons deux possibilités de rendre isostatique le système, soit en coupant

la barre 4 soit en enlevant l'appui intermédiaire.

1ère méthode : on supprime l'appui intermédiaire.

a

a/2

a a

P P

1'

2'

3' 3

2

1

4

Page 7: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 135

Equation de continuité :

δ δ11 1 1 0uFX + =

avec :

δ 1112

1

7

12

1

71u k

klk

k k

k

n

EAdx

EAn l

k

= =∫∑ ∑= =

( )

et :

δ 11

1

7

1

1

71

FkF k

kk

kF k k

k

N n

EAdx

EAN n l= =∫∑ ∑

= =( )

. .

Calcul des efforts dans les barres.

a) Efforts NkF

Appliquons la méthode des nœuds.

B

A

Système fondamental (S.F.)

P P

X1

Système équivalent (S.E.)

1 36 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

• Nœud A

Σ

Σ

F N P

F N N

N N P

y F

x F F

F F

= ⇔ + =

= ⇔ + =

⇒ = − =

0 2 0

0 2 0

2

1

2 1

2 1

/

/

/

N = -P 2

1F

Par symétrie on a : N N NF F F F1 1 2 2= =' ' et N

• Nœud B

ΣF P P N

N

y F

F

= ⇔ − + − =

⇒ =

0 2 2 2 0

0

3

3

( ) / /

ΣF P N

N P

x F

F

= ⇔ − + =

⇒ = −

0 2 2 04

4

( ) /

Par symétrie N3F = N3'F = 0

b) Efforts nki (i=1)

• Nœud A

P

RA=P

P

RA'=P

1

2

3

4

y

x

P

N1F

N2F

45°

P 2 N3F

N4F

P

45° 90°

B

RA'

=1

2

R A =1

2

B

3

2

1

A

X1=1

1/2 n11

n21

45°

A

Page 8: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 137

Σ

Σ

F n

F n

y

x

= ⇒ =

= ⇒ = −

02

2

01

2

11

21

N.B.: n11 = n1'1 et n21 = n2'1 (par symétrie)

• Nœud B

ΣF ny = ⇒ = −0 2 231 /

ΣF n nx = ⇔ + + =

02

22 2 031 41( / /

n = 1 41

Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau ci-après.

Barre k lk (EA)k NkF nki Nkp.nki.lk n2kilk nki.Xi

Nk=NkF+

nkiXi

1 a / 2 EA −P 2 2 2/ −aP 2 2 a 2 4 0.828P -0.586P

2 a " P -1/2 -aP/2 a/4 -0.586P 0.414P

3 a / 2 " 0 - 2 2/ 0 a 2 4 -0.828P -0.828P

4 a " -P 1 aP a 1.172P 0.172P

1' a / 2 " −P 2 2 2/ −aP 2 2 a 2 4

2' a " P -1/2 -aP/2 a/4

3' a / 2 " 0 - 2 2/ 0 a 2 4

∑ − +aP( )2 2

a( )2 2 3

2

+

2

2

n41 45°

90°

n31

1 38 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

Les coefficients δ 11u et δ 1F s'obtiennent par sommation sur les colonnes cor-

respondantes. Les sommes obtenues sont ensuite divisées par EA.

L'équation de continuité s'écrit alors :

1

22 2 3

12 2 01

EA

aX

EAaP(( ) )+ − + =

d'où : X P1

2 2 2

2 2 3=

+

+

( ) X P1 1172= .

L'effort total Nk dans la barre k s'obtient par addition des efforts dus à F (sol-

licitation globale externe) et aux inconnues Xi.

N N n Xk kF ki i

i

= +

=

∑ .

1

Il est pratique d'ajouter les deux dernières colonnes du tableau comme indi-

qué.

2ème méthode : on effectue une coupure dans la barre 4 (Figure 6.32).

L'équation de continuité ne change pas : δ δ11 1 1 0uFX + =

Pour déterminer les coefficients δ δ11 1u

F et il faut calculer les efforts dans les

barres sous l'action de la sollicitation unité X1=1 et des forces P (sollicitation

générale externe).

3 1

S.F.

2

4

3' 1'

2'

(a)

P P

S.E.

X1

(b)

Figure 6.32

Page 9: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 139

a) Efforts NkF (effort dans chaque barre sous l'action des charges extérieures).

- La barre 4 qui est sectionnée n'intervient pas dans ce cas.

- On a deux systèmes isostatiques symétriques.

ΣF N Py F= ⇒ = −0 21 / et par symétrie N1F = N3F

ΣF N Px F= ⇒ =0 22 /

En résumé, on a : N N N N P

N N P

F F F F

F F

1 3 1 3

2 2

2

2

= = = = −

= =

' '

'

/

/

b) Efforts nki

P

P/2 P/2

1 3

2

P/2

N1F

N2F

45°

P P

R=P/2 R=P R=P/2

Figure 6.33

1 40 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

• Nœud A

Σ ΣF n Fx ny = ⇒ = = ⇒ = −0 2 2 0 1 211 21, /

• Nœud B

1/2

n11

n21

45°

P

1/2 1/2

1 3

2 1

1

A A

X1=1 X1=1

1 3

2 1 1

1/2 1/2 1/2 1/2

1'

2'

3'

Figure 6.34

(b)

B B'

X1=1 X1=1

A A' C

RA=1/2 RC=1 RA'=1/2

HA'=0

(a)

Page 10: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 141

ΣFn

n

x = ⇔ − + + =

⇒ = −

02

2

1

21

20

2 2

31

31

( )

/

En utilisant la symétrie on peut résumer les

efforts :

n n n

n n

11 1 1 21 2 1

31 3 1 41

2

2

1

2

2

21

= = = = −

= = − =

' '

'

, n

, n

Barre k lk (EA)k NkF nki NkF.nki.lk n2kilk nki.Xi

Nk=MkF

+nkiXi

1 a / 2 EA −P / 2

2 2/

−aP 2 4

a 2 4 0.121P -0.586P

2 a " P/2 -1/2 -aP/4 a/4 -0.086P 0.414P

3 a / 2 " −P / 2

- 2 2/

aP 2 4/ a 2 4 -0.121P -0.828P

4 a " 0 1 0 a 0.172P 0.172P

1' a / 2 " −P / 2

2 2/ −aP 2 4 a 2 4

2

2

1 45°

90°

n31

B

1 42 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

2' a " P/2 -1/2 -aP/4 a/4

3' a / 2 " −P / 2

- 2 2/ aP 2 4 a 2 4

∑ -aP/2 a( )2 2 3

2

+

δ 11u et δ1F étant connus, on peut calculer X1

XP

12 2 3

=+

, X P1 0 172= .

On peut vérifier que les efforts dans les barres sont exactement ceux trouvés

avec la première méthode.

6.6.6 Exercice

Calculer les efforts dans les barres de la poutre représentée.

Solution

A B

l

l l l

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

P P

Page 11: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 143

Equations canoniques du système :

δ δ δ

δ δ δ

11 1 12 2 1

21 1 22 2 2

0

0

u uF

u uF

X X

X X

+ + =

+ + =

1- Efforts NkF

• Nœud A

Σ

Σ

F N P

F N P

y F

x F

= ⇒ = −

= ⇒ =

0 2

0

1

2

/

S.F.

y

x

S.E.

X2

X1

P P

A

C E

F D

4

6 8

7

3 1

2

1

10

RA=P

P P RB=P

P

N1F

N2F

45° B

1 44 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

• Nœud C

Σ

Σ

F N P

F N P

y F

x F

= ⇒ =

= ⇒ = −

0

0

3

4

• Nœud D

Σ

Σ

F N

F N P

y F

x F

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0

6

7

• Nœud E

Σ

Σ

F N P

F N P

x F

y F

= ⇒ = −

= ⇒ =

0 2

0

9

8

/

• Nœud F

ΣF N Px F= ⇒ =0 10

N.B.: N5F = 0, car la barre est coupée.

2- Efforts nk1

P 2

N4F

N3F

N7F

N6F P

P

P

45°

N8F

N9F

45°

0

P

P

N10F P

X1=1 A

C E

F D

4

6 8

7

3 1

2

1

10 RAX=1

P P

B

Page 12: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 145

Réactions :

Σ

Σ

F R

M R

x Ax

A By

= ⇒ =

= ⇒ =

0 1

0 0/

et : ΣF Ry Ay= ⇒ =0 0

• Nœud A

Σ

Σ

F n

F n

y

x

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0 1

11

21

et par symétrie

n91 1010 1= = n;

N.B. : n51 = 0, car la barre 5 est coupée.

• Nœud C

Σ

Σ

F n

F n

x

y

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0 0

41

31

• Nœud D

Σ

Σ

F n

F n

y

x

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0 1

61

71

• Nœud F

Σ

Σ

F n

F n

y

x

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0 1

81

101

n11

45° 1

n21

n41

n31

0

n71

n61

0

1 45°

n81

n101 1

1 46 CALCUL DES STRUCTURES HYPERSTATIQ UES

3- Efforts nk2

Réactions :

Σ

Σ

Σ

F R

M R

F R

x Ax

A By

y Ay

= ⇒ =

= ⇒ =

= ⇒ =

0 0

0 0

0 0

/

Seules les barres du panneau central supportent des efforts différents de 0

(déjà montré précédemment).

n n n n12 22 92 102 0= = = =

• Nœud C

Σ

Σ

F n

F n

x

y

= ⇒ = −

= ⇒ = −

0 1 2

0 1 2

42

32

/

/

• Nœud D

Σ

Σ

F n

F n

y

x

= ⇒ =

= ⇒ = −

0 1

0 1 2

62

72 /

• Nœud F

ΣF ny = ⇒ = −0 1 282 /

On vérifie que n102 = 0

B

X2=1

F D

A

C E

8

4

3 6

5

7

n42

n32

0

1

45°

1

2

n72

n62

0

n82

0

1

45° 1

2

Page 13: Chapitre6.Exo

A- Poutres con t inues à âme p le i ne 147

Calcul des coefficients

δ

δ δ

δ

δ

δ

1112

1

10

12 211 2

1

10

2222

1

10

11

1

10

22

1

10

3

2

2 1 2

3

2

u k k

kk

u u k k

kk

k

u k k

k

FkF k

kk

FkF k

k

n l

EA

l

EA

n n

EAl

l

EA

n l

EA

l

EA

N n

EAl

Pl

EA

N n

EAl

Pl

EA

= =

= = = −

= =+

= =

= = −

=

=

( )

.

( )

( )

( )

.

( )

.

Après simplification, les équations canoniques s'écrivent :

31

21

22 1 2

3

2

1

2

− +

=

( )

X

X

P

P

d'où :

X P1 0 964= − . et X P2 0 152= .

Efforts dans les barres

L'effort total dans la barre k vaut :

N N n Xk kF ki i

i

= +

=

∑ .

1

2

ou encore :

N N n X n Xk kF k k= + +1 1 2 2. . (Voir tableau)