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B.T.S. CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES Aide Mécanique Date : 6 mars 1999 Lycée Polyvalent Albert Claveille 80, rue Victor Hugo B.P. 1085 24 001 PERIGUEUX CEDEX Téléphone: 05.53.02.17.00 Télécopie: 05.53.02.17.40

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  • B.T.S. CONSTRUCTIONS MTALLIQUESAide Mcanique

    Date : 6 mars 1999

    Lyce Polyvalent Albert Claveille80, rue Victor HugoB.P. 108524 001 PERIGUEUX CEDEX

    Tlphone: 05.53.02.17.00Tlcopie: 05.53.02.17.40

  • Lyce Albert Claveille Prigueux B.T.S. Constructions Mtalliques 1/0

    SOMMAIRE

    Gnralits 2Les units du systme international et les units pratiques : 2Les diffrentes conventions pour le reprage des axes : 2Notations gnrales : 2

    Actions : 2Sollicitations Contraintes Dformations : 3Coefficients et grandeurs sans dimensions : 4Caractristiques gomtriques : 5

    Caractristiques des aciers normaliss : 6Rappels de R.D.M. : 6

    Aire des sections planes : 6Calcul dune aire : 6Aire brute A : 6Aire nette Anet : 6Aire homognise AH : 6Aire de cisaillement (pour les profils I, H): 6

    Moment statique : 6Centre de gravit G : 7

    Moment quadratique (ou dinertie) de flexion : 7Thorme de Huygens (translation daxes) : 7

    Moments quadratiques des lamins courants I, H : 7Moments dinertie de torsion (limits aux profils I, H) : 7Modules de flexion lastique Wl : 7Modules de flexion plastique Wpl : 7Facteur de gauchissement : 7Rayons de giration : 7

    Mthode de rsolution d'un problme de rsistance des matriaux 8A - Phase: Problme de statique. 8B - Phase: Rsistance des matriaux. 8

    Relations contraintes-efforts et recherche de dplacements 9Relation Contraintes Normales Efforts : 9Relation Contraintes Tangentielles Efforts : 9Relation Moment Flchissant - Effort tranchant : 9Relation dplacement - effort (quation de la ligne lastique) : 9

    Exemples de conditions limites: 9

    Thormes nergtiques 10Travail dune force: 10Thorme fondamental de lnergie (Principe des travaux virtuels): 10Thorme de la charge unit (ou thorme de Muller-Breslau): 10

    Mthode des forces 11Dtermination du degr dhyperstaticit : 11Structure isostatique associe : 11Principe de superposition : 11

    Conditions de dplacements (et rotations) : 12Calcul des dplacements (et rotations): 12Rsolution du systme: 12 Rsolution de la structure: 12

    Mthode des dplacements 15Discrtisation et inconnues cinmatiques des nuds: 15Efforts de liaisons: 15quilibre des nuds : 16Dtermination des inconnues cinmatiques: 16Rsolution de la structure: 16

    INSTABILITS 18FLAMBEMENT : 18

    Thorie d'Euler: barre bi-articule soumise un effort de compression F 18Longueur de flambement: 19Contrainte critique d'Euler: 19Courbes de flambement: 19Aspect rglementaire: 20

    Compression simple: 20Compression et flexion: 20

    Longueur de flambement: 20Structures nuds fixes : 20Structures nuds dplaables : 20

    DVERSEMENT : 21Aspect exprimental: 21Thorie du dversement: 21Aspect rglementaire: 22

    VOILEMENT : 23Mise en vidence du voilement : 23Thorie du voilement: 23Aspect rglementaire: 23

    lments pour les vrifications 24Combinaisons de charges : 24

    Pondrations CM 66 NV 65/67 (avec carte neige N84) : 24Pondrations .L.U. CM 66 + Additif 80 NV 65/67 partie vent N 84 : 24

    Valeurs limites des dformations : 25Verticalement : 25Horizontalement : 25

    Effets dynamiques : 25Organigrammes : 26

    Annexe 1: FLAMBEMENT: 34Flambement Additif 80: 34

    Annexe 2: DVERSEMENT: 35Dversement Additif 80: 35

  • Lyce Albert Claveille Prigueux B.T.S. Constructions Mtalliques 2/0

    GNRALITS

    Les units du systme international et les units pratiques :

    Grandeurs mesurer Units pratiques Units S.I. quivalence

    Efforts daN

    kN

    N 1 daN = 10 N

    1 kN = 103 N

    Moments flchissants m.daN

    m.kN

    m.N 1 m.daN = 10 m.N

    1 m.kN = 103 m.N

    Contraintes daN/mm2

    N/mm2N/m2 = Pa 1 daN/mm2 = 107 Pa

    1 N/mm2 = 1 MPa

    Charges surfaciques oudensits de charges

    daN/m2

    kN/m2N/m2 = Pa 1 daN/m2 = 10 Pa

    1 kN/m2 = 103 Pa

    Modules de flexionlastique Wl

    cm3 m3 1 cm3 = 10-6 m3

    Modules de flexionplastique Wpl

    cm3 m3 1 cm3 = 10-6 m3

    Moments statiques cm3 m3 1 cm3 = 10-6 m3

    Moments quadratiques(dinertie) I

    cm4 m4 1 cm4 = 10-8 m4

    Sections A mm2

    cm2m2 1 mm2 = 10-6m2

    1 cm2 = 10-4 m2

    Longueurs mm m 1 mm = 10-3 m

    Flches mm

    cm

    m 1 mm = 10-3 m

    1cm = 10-2 m

    Les dcaNewtons sont souvent assimils aux kilogrammes : 1 daN 1kg. Lacclration dela pesanteur g est proche de 10 m/s2 (en fait g = 9,81 m/s2, approximation tout fait ralisteau vu des prcisions des calculs).

    Les diffrentes conventions pour le reprage des axes :Suivant lvolution des rglements, les conventions pour les reprages des axes sontdiffrentes.En R.D.M. et Mcanique des structures, le matriau nest pas forcment de lacier et les

    habitudes peuvent tre diffrentes (compression positive pour le bton, traction positive pourlacier).Le CM 66 et ladditif 80 utilise xx pour laxe de forte inertie et yy pour la faibleinertie .Avec lEurocode 3, les nouvelles conventions donnent yy pour la forte inertie et zz pour

    la faible inertie . On prfrera cette dernire convention.

    Notations gnrales :

    Actions :A Charge accidentelle (explosion, choc de vhicules)daN

    F Charge ponctuelle en gnral daN

    G Charge dexploitation ponctuelle daN

    Q Charge dexploitation ponctuelle daN

    z

    y

    x

    y

    y

    z

    Conventions gnralement utilises en R.D.M. et Mcanique

    des StructuresConventions utilises dans CM 66

    et l'Additif 80Conventions utilises dans

    l'Eurocode 3

    z

    y

    v

    u