Objet :
Analyse de la torsion selon l’AISC DG 9 avec le module complémentaire 7 DDL
Commentaire :
Selon la clause 4.1[1] de l’AISC Design Guide 9, les contraintes de torsion suivantes doivent être considérées pour les sections ouvertes soumises au gauchissement :
Description :
- Contrainte de torsion-cisaillement simple (Équation 4.1)
- Contrainte de cisaillement due au gauchissement (Équation 4.2a)
- Contrainte normale due au gauchissement (Équation 4.3a)
Outre les contraintes de torsion, les contraintes de flexion et de cisaillement (Équation 4.5 et 4.6) dues à la flexion dans le plan et à l’effort normal (Équation 4.7) doivent être considérées.
Avec le
Module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 DDL)
, ces contraintes peuvent être calculées dans le
Module complémentaire Vérification de l'acier
. Cela permet une détermination plus précise du cisaillement total et des contraintes normales par rapport aux résultats sans le module complémentaire 7 DDL, qui produit généralement un ratio de vérification inférieur. Cependant, les vérifications aux états limites de flambement ne sont pas incluses.
Le maintien de torsion doit être défini à l’aide des appuis nodaux « réels » dans RFEM (Figure 01).
L’assignation du maintien de torsion et/ou de gauchissement dans les « longueurs efficaces » du module complémentaire Vérification de l’acier (Figure 02) n’est pas considérée dans l'analyse de torsion selon l’AISC Design Guide 9 (avec ou sans le module complémentaire 7 DDL). Le maintien en torsion et gauchissement affectent les autres vérifications.
Exemple
Une poutre W12x50 est soumise à diverses charges, y compris la torsion. Les maintiens en rotation autour de son axe longitudinal (axe X) sont fournis aux nœuds 5 et 7 (Figure 03).
Les résultats avec et sans le module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 DDL) sont affichés dans la Figure 04. Sans le module complémentaire, les contraintes de cisaillement et normales dues au gauchissement ne sont pas considérées. Dans la vérification HH7370.00, les contraintes combinées sont déterminées à l’aide d'équations très conservatrices de la clause H3.3 [2] de l’AISC 360, « Barres non HSS soumises à la torsion et aux contraintes combinées ».
Grâce au module complémentaire, la vérification HH7400.00 calcule les contraintes combinées selon l’AISC Design Guide 9 [1], ce qui donne un ratio de vérification considérablement plus faible que celui de la clause H3.3 de l’AISC 360 [2].
En examinant les détails de vérification pour GG6400.00 des deux analyses, la contrainte de cisaillement-torsion simple calculée sans le module complémentaire est nettement plus élevée (Figure 05).
Conclusion
Le Module complémentaire Flambement par flexion-torsion (7 DDL) introduit le gauchissement de la section comme un degré de liberté supplémentaire, permettant une analyse de torsion plus précise et complète. Lors de la vérification selon l’AISC 360 dans le Module complémentaire Vérification de l'acier , les contraintes de torsion sont calculées selon l’AISC 9 Design Guide 9. L'intégration du module complémentaire 7 degrés de liberté permet une vérification plus précise et plus économique des barres en acier.