Notions générales sur les poteaux mixtes. Méthode simplifiée de dimensionnement sous effort axial seul et sous interaction effort normal + moment de flexion selon Eurocode4.

Définition des différents types de poteaux mixtes. Méthodes de calcul selon Eurocode4. Voilement local des parois en acier.

1 - Définitions et différents types de poteaux mixtes

Les poteaux mixtes sont classés en trois types principaux, les poteaux partiellement ou totalement enrobés de béton et les profils creux remplis de béton.

• Les poteaux partiellement enrobés de béton sont des profils en I ou H dont l'espace entre les semelles est rempli de béton

• Dans les poteaux totalement enrobés de béton, les semelles et les âmes sont enrobées d'une épaisseur minimale de béton.

• Les profils creux remplis de béton peuvent être circulaires ou rectangulaires. Le béton confiné à l'intérieur du profil  voit sa résistance en compression  augmenter, la résistance en compression du poteau augmente également.

Par ailleurs pour les trois types de poteaux, la résistance vis - à - vis de l'incendie peut être fortement augmentée par rapport à celle des seuls poteaux en aciers.

2 - Méthodes de calcul

L' Eurocode 4 [1] présente deux méthodes de dimensionnement.

Une méthode générale qui impose de prendre en compte les effets du second ordre au niveau local de l'élément et les imperfections. Cette méthode peut s'appliquer à des sections de poteaux qui ne sont pas symétriques et à des poteaux de section variable sur leur hauteur. Elle necessite l'emploi de méthodes de calcul numérique et ne peut être appliquée qu'avec l'utilisation de programmes informatiques.

Une méthode simplifiée utilisant les courbes de flambement européennes des poteaux en acier tenant compte implicitement des imperfections qui affectent ces poteaux. Cette méthode est limitée au calcul des poteaux mixtes de section uniforme sur toute la hauteur et de sections doublement symétriques.

Chacune des deux méthodes est basée sur les hypothèses classiques suivantes : 

• Il y a une interaction totale entre la section d'acier et la section de béton jusqu'à la ruine,
• Les imperfections géométriques et structurales sont prises en compte dans le calcul,
• Les sections planes restent planes lors de la déformation du poteau.

3 - Voilement local des parois des éléments structuraux en acier

La présence du béton dans les profils totalement enrobés annule le danger d'instabilité par voilement local des parois en acier si l'épaisseur d'enrobage de béton est suffisante. Elle ne peut être inférieure au maximum des deux valeurs suivantes, à savoir 40mm et 1/6 de la largeur b d'une semelle. Cet enrobage est prévu pour prévenir tout éclatement prématuré du béton et doit être armé transversalement.

Pour les autres types de poteaux mixtes, poteaux partiellement enrobés ou profils creux, les élancements des parois de la section en acier ne doivent pas dépasser les valeurs suivantes :  

• Pour les profils creux circulaires :

• Pour les profils creux rectangulaires :

• Pour les profils I partiellement enrobés :

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