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Ces dernières années ont vu la publication de nombreux guides concernant la vérification des ossatures métalliques ou mixtes acier-béton suivant les normes Eurocodes. Se concentrant sur les aspects calculatoires, ces ouvrages abordent rarement le travail de conception générale et de définition des détails constructifs, pourtant indispensable à tout projet de construction métallique ou mixte. Adopter en amont de bonnes dispositions constructives permet pourtant d’éviter de nombreuses difficultés en aval, tant au stade du calcul de l’ossature qu’au moment de la fabrication et du montage.
S’inscrivant dans la suite du guide de « Conception des bâtiments simples à ossature en acier », cet ouvrage propose des règles de bonne pratique pour la conception des bâtiments multi-étagés. Les bâtiments visés sont essentiellement ceux à destination de bureaux, mais la plupart des notions bordées peuvent être appliquées sans difficulté à d’autres types d’ouvrages.
Agrémenté de nombreuses illustrations, ce guide comporte une description claire des dispositions constructives recommandées, de leurs avantages et inconvénients éventuels, ainsi que les principes de leur fonctionnement mécanique. Il contient peu de formules en dehors de quelques règles forfaitaires simples pour estimer les ordres de grandeur.
La visée didactique de cet ouvrage le destine à tous les professionnels de la construction métallique, et plus particulièrement aux étudiants, aux projeteurs, aux architectes et aux ingénieurs débutant dans ce domaine.

Ces dernières années ont vu la publication de nombreux guides concernant la vérification des ossatures métalliques suivant les règles Eurocodes. En se concentrent sur les aspects calculatoires, ces ouvrages abordent trop peu le travail de conception générale et de définition des détails constructifs qui est pourtant indispensable à tout projet de
construction métallique. Adopter de bonnes dispositions constructives permet pourtant d’éviter de nombreuses difficultés, tant au stade du calcul de l’ossature et de ses
composants qu’au moment de la fabrication et du montage.
Cet ouvrage rend accessible des règles de bonnes pratiques actualisées pour la conception des bâtiments simples en acier. À ce titre, il constitue une ressource précieuse pour tous les professionnels de la construction métallique, et se veut notamment destiné aux étudiants, aux projeteurs ou aux ingénieurs débutants dans ce domaine.
Illustré par de nombreux schémas, ce guide comporte une description claire des dispositions constructives recommandées, de leurs avantages et inconvénients éventuels, ainsi que de leur fonctionnement mécanique. Il contient peu de formules de calcul, en dehors de quelques règles forfaitaires simples. Les ossatures visées sont des bâtiments
à simple rez-de-chaussée, destinés principalement à un usage agricole, industriel ou commercial. La plupart des notions abordées peuvent cependant être étendues à d’autres types d’ouvrage.

La réglementation parasismique française a récemment connu des évolutions importantes, qui se traduisent par un nouveau zonage, accroissant notablement le nombre de communes concernées par le risque sismique et l’obligation d’utiliser l’Eurocode 8 comme norme de construction parasismique.

Or pour obtenir une structure parasismique à un coût raisonnable, il est essentiel de prendre en compte dès le début de la conception des notions importantes, sur lesquelles s’appuie l’Eurocode 8. En outre, de nombreux acteurs de la construction n’ayant pas l’habitude de la conception parasismique sont maintenant concernés par l’extension des zones sismiques sur le territoire français.

Le présent guide est un ouvrage de vulgarisation pour la conception parasismique des bâtiments industriels à ossature métallique, structures relativement simples et très courantes en France. Il commence par un point complet sur la réglementation en vigueur ainsi qu’une explication des fondements de l’Eurocode 8, concernant en particulier le choix d’une conception dissipative et de toutes les conséquences qui en découlent. Un chapitre complet est ensuite consacré aux dispositions et détails constructifs spécifiques nécessaires pour assurer la reprise des charges sismiques engendrées par un pont roulant et son chemin de roulement. Dans la mesure où une part importante de la bonne conception parasismique repose, pour la charpente métallique, sur celle des assemblages et des pieds de poteaux, un exposé détaillé des principes de conception, de dimensionnement et de calculs de ces éléments est disponible dans ce document. Enfin, le guide met à disposition des praticiens une méthode simplifiée de calcul des actions sismiques, permettant d’éviter le recours à des modélisations complexes, applicable aux bâtiments simples y compris ceux avec ponts roulants pouvant générer une irrégularité en plan.

RÉSUMÉ
Cet article présente le développement d’un nouvel élément fini de poutre 3D pour l’analyse non linéaire des structures en acier et des structures mixtes acier-béton soumises à l’incendie. Le modèle adopte une formulation co-rotationnelle pour le calcul du vecteur des forces internes et de la matrice de rigidité associée, permettant de traiter efficacement le phénomène de grand déplacement. Chaque nœud est doté de sept degrés de liberté afin de prendre en compte les effets de gauchissement de la section transversale d’une barre. La discrétisation des sections transversales repose sur une approche multifibre, autorisant la modélisation de sections transversales de forme arbitraire et une représentation précise des distributions de température non uniformes (pour le calcul au feu) ainsi que des états de contrainte triaxiaux induits par la torsion, les efforts axiaux et les moments fléchissants.
Le comportement thermomécanique est modélisé à l’aide de lois con-stitutives élasto-plastiques tridimensionnelles intégrant les propriétés des matériaux dépendantes de la température, conformément aux prescriptions de l’Eurocode. Le comportement de l’acier est traité par une projection en contraintes planes, tandis qu’une stratégie de condensa-tion est appliquée au comportement du béton.
Afin de pouvoir obtenir un état avancé de la déformée d’une structure à l’état limite ou une résolution numérique en cas d’instabilité locale précoce, une approche spécifique basée sur la résolution dynamique a été introduite. Cette résolution du comportement dynamique non linéaire repose sur une méthode implicite, basée sur le schéma de Newmark. En présence de rotations finies, les équations de Newmark sont formulées en fonction du vecteur de rotation incrémental et de sa dérivée temporelle. Afin d’éviter la complexité des termes dynamiques induite par la décomposition en mouvement rigide et déformation propre dans le cadre co-rotationnel, une formulation lagrangienne totale est adoptée pour l’expression des termes dynamiques.
La validation du modèle à partir d’exemples numériques de référence démontre à la fois la robustesse et la précision de la formulation dynamique dans la prédiction du comportement thermomécanique des structures. Elle permet notamment de reproduire fidèlement les modes de ruine tout en assurant une stabilité numérique supérieure à celle obtenue avec une approche statique. Cette approche offre ainsi une évaluation plus complète du comportement structural en situation d’incendie.

Toute poutre fléchie dans son plan de forte inertie peut présenter un risque d’instabilité si elle n’est pas maintenue latéralement de façon efficace. Ce mode d’instabilité que l’on désigne par le terme «déversement» est sans doute l’un des plus complexes que l’on peut rencontrer dans le domaine de la construction. La résistance au déversement d’une poutre dépend en effet de nombreux paramètres qui ont presque toujours une influence significative sur les résultats : rigidités flexionnelles et torsionnelles, disposition des charges appliquées, conditions d’appui, etc.

Ce guide pratique destiné aux bureaux d’études, présente notamment des diagrammes qui montrent l’influence relative des paramètres d’influence. Il propose aussi des méthodes de calcul et des exemples, en se référant aux règles de l’ Eurocode 3 (EN 1993-1-1).

Cet ouvrage résulte, pour une large part, de la traduction d’un rapport rédigé dans le cadre d’un projet de recherche européen sur le déversement des poutres en acier et mixtes acier-béton.