POUTRES CELLULAIRES ACIER ET MIXTES: PARTIE 1 PROPOSITION D'UN MODÈLE POUR LA RESISTANCE DES MONTANTS

摘要

Steel or composite steel-concrete cellular beams represent, especially in office buildings with 16 to 18 mfree span areas, a quite interesting solution to satisfy the various technical and economical requirements. In particular they lead to a substantial reduction of the floor thickness by allowing pipes and ducts to pass through the openings. The design of such beams requires a particular attention and investigations have been carried out by CTICM on behalf of PROFILARBED RECHERCHES (ARCELOR) so as to improve the existing design methods. These studies are presented in two parts; the present paper is the first one. This paper presents first the results of the tests performed on 11 steel and composite steel-concrete cellular beams (8 to 12 meter spans), then the finite-element model used for a set of numerical simulations with ANSYS and finally a new analytical model for the buckling verification of the beam posts. This analytical model covers a wide variation range of the geometrical (diameter and spacing) and mechanical (high strength steels) parameters. A comparative study of the new model with an older one taken as a reference allows finally to highlight the influence of the improvements brought to the model.%Les poutres cellulaires acier ou mixtes acier-béton se présentent, notamment pour les bâtiments de bureaux à plateaux libres de 16 à 18 mètres de portée, comme une solution très intéressante pour répondre aux différentes contraintes techniques et économiques. En particulier, en permettant le passage dans leurs ouvertures des multiples réseaux nécessaires à l'équipement du bâtiment, elles conduisent à réduire très notablement l'épaisseur des planchers. Le calcul de telles poutres mérite une attention toute particulière et une étude a été réalisée par le CTICM pour le compte de PROFILARBED RECHERCHES (ARCELOR) pour améliorer les méthodes existantes. Cette étude est présentée en deux parties, dont le présent article constitue la première. Cet article présente en premier lieu les résultats d'essais réalisés dans le cadre de l'étude sur 11 poutres cellulaires métalliques et mixtes acier-béton (8 à 12 mètres), puis le modèle Eléments Finis élaboré pour une campagne de simulations numériques avec ANSYS, et enfin un nouveau modèle analytique pour la vérification au flambement des montants des poutres cellulaires. Ce modèle analytique couvre un domaine très large de variation de paramètres géométriques (diamètre et espacement) et mécaniques (acier de haute limite d'élasticité). Une étude d'évaluation du nouveau modèle par rapport à un modèle plus ancien pris comme référence permet en fin d'article de mettre en évidence l'impact des améliorations apportées.