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Structures en acier inoxydable Guide de Conception Quatrième Edition ii En couv

Structures en acier inoxydable Guide de Conception Quatrième Edition ii En couverture : En haut à gauche : Auvent, Napp Pharmaceutical, Cambridge, UK Nuance 1.4401, avec l’aimable autorisation de : m-tec En haut à droite : Installation de regazéification offshore, Nuance 1.4301, avec l’aimable autorisation de : Montanstahl En bas à gauche : Laiterie, Cornell University, College of Agriculture and Life Sciences, Nuance 1.4301/7, avec l’aimable autorisation de : Stainless Structurals En bas à droite : Passerelle Águilas, Espagne Nuance 1.4462, avec l’aimable autorisation de : Acuamed © 2017 Steel Construction Insitute. Tous droits réservés. Numéro de publication : SCI P413 ISBN 978185942 2274 Publié par : SCI, Silwood Park, Ascot, Berks, SL5 7QN, UK www.steel-sci.com iii PREFACE Quatrième Edition Cette quatrième édition du Guide de Conception a été préparée par Nancy Baddoo de The Steel Construction Institute dans le cadre d’un projet Européen RFCS Promotion of new Eurocode rules for structural stainless steels (PUREST) (contrat numéro 709600). C’est une révision complète de la troisième édition, les changements majeurs concernent : • L’alignement avec les amendements aux règles de l’EN 1993-1-4 (2015), • L’ajout des aciers inoxydables ferritiques, basé sur les résultats du projet Européen RFCS Structural applications of ferritic stainless steels (SAFSS) (RFSR-CT-2010-00026), • De nouvelles données sur le comportement thermique et mécanique des aciers inoxydables soumis au feu ont été ajoutées, • Les données et règles de dimensionnement ainsi que les références aux dernières versions des codes Européens (y compris EN 10088, EN 1993 et EN 1090) ont été mises à jour, • L’ajout d’une annexe concernant la modélisation du comportement du matériau, • L’ajout d’une annexe permettant l’évaluation des effets bénéfiques du formage à froid sur la résistance, • L’ajout d’une annexe permettant d’exploiter les effets bénéfiques de l’écrouissage non- linéaire des aciers inoxydables via une nouvelle méthode de dimensionnement dénommée Continuous Strength Method. Les partenaires du projet PUREST furent : The Steel Construction Institute (SCI) (coordinateur) Silwood Park, Ascot, SL5 7QN, Royaume-Uni, www.steel-sci.com Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Calle Jordi Girona 31, Barcelona 08034 Espagne www.upc.edu Universität Duisburg-Essen (UDE) Universitätsstraße 2, Essen 45141, Allemagne www.uni-due.de Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) Oude Markt 13, Leuven 3000, Belgique www.kuleuven.be RINA Consulting - Centro Sviluppo Materiali S.p.A (CSM) Via Di Castel Romano 100, Rome 00128, Italie www.rinaconsulting.org/en/csm Stalbyggnadinstitutet (SBI) Kungsträdgårdsgatan 10, 111 47 Stockholm, Suède www.sbi.se Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Lukasiewicza (PRz) al. Powstancow Warszawy 12, Rzeszów, 35 959, Pologne www.prz.edu.pl Imperial College of Science Technology and Medicine South Kensington Campus Exhibition Road, London, SW7 2AZ, Royaume-Uni, www.imperial.ac.uk Teräsrakenneyhdistys ry Unioninkatu 14 3 krs, Helsinki 00130, Finlande www.terasrakenneyhdistys.fi České vysoké učení technické v Praze (CVUT) Zikova 4, Praha 16636, République Tchèque www.cvut.cz Universidade de Coimbra Paço das Escolas, Coimbra, 3001 451, Portugal www.uc.pt OneSource Consultoria Informática Urbanizaçao Ferreira Jorge - 1° dto Lote 14, Coimbra 3040 016 , Portugal www.onesource.pt iv Les personnes suivantes ont largement contribué à la préparation de cette quatrième édition • Sheida Afshan (Brunel University London, Royaume-Unis) • Itsaso Arrayago (Universitat Politècnica de Catalunya, Espagne) • Leroy Gardner (Imperial College London, Royaume-Unis) • Graham Gedge (Arup, Royaume-Unis) • Michal Jandera (České vysoké učení technické v Praze, République Tchèque) • Esther Real (Universitat Politècnica de Catalunya, Espagne) • Barbara Rossi (KU Leuven, Belgique) • Natalie Stranghöner (Universität Duisberg-Essen, Allemagne) • Ou Zhao (Nanyang Technological University, Singapore) La contribution française a été assurée par Barbara Rossi. Préface à la troisième édition Cette troisième édition du Guide de Conception a été préparée par The Steel Construction Institute comme un document contractuel du projet de valorisation RFCS – Structural design of cold worked austenitic stainless steel (contrat RFS2-CT-2005-00036). C’est la révision complète de la deuxième édition dont la portée a été étendue aux aciers inoxydables austénitiques formés à froid et qui a été entièrement actualisée avec les nouvelles références des Eurocodes. Cette troisième édition se réfère donc aux parties appropriées de l’EN 1990, de l’EN 1991 et de l’EN 1993. L’approche ingénierie incendie du Chapitre 8 a été actualisée et de nouveaux paragraphes sur la durabilité des aciers inoxydables dans les sols et le bilan financier du cycle de vie ont été ajoutés. Trois nouveaux exemples de calcul ont été introduits pour démontrer l’intérêt d’utiliser l’acier inoxydable formé à froid. Un Comité de pilotage de projet, comprenant des représentants de chaque organisme partenaire et des organisations de parrainage, a surveillé le travail et a contribué au développement du Guide de Conception. Les organisations qui suivent ont participé à la préparation de la troisième édition • The Steel Construction Institute (SCI) (coordinateur du projet) • Centro Sviluppo Materiali (CSM) • Le CUST, Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand • Euro Inox • RWTH, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule, Aix-La-Chapelle • VTT, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy, Finlande • SBI, Stålbyggnadsinstitutet, Suède • Universitat Politècnica de Catalunya, Espagne v Préface à la deuxième édition Ce nouveau Guide de Conception a été élaboré par The Steel Construction Institute dans le cadre du projet de valorisation aidé par la CECA, – Développement de l'utilisation de l'acier inoxydable dans la construction (contrat 7215-PP-056). Il constitue une révision complète du Guide de Conception pour l'acier inoxydable de construction, qui a été élaboré par The Steel Construction Institute de 1989 à 1992 et publié, en anglais, par Euro Inox en 1994. Dans sa première édition en français, ce Guide de Conception tient donc compte des progrès réalisés dans la connaissance du comportement structurel de l'acier inoxydable ces dix dernières années. En particulier, il comprend les nouvelles recommandations de calcul issues du projet financé par la CECA et récemment achevé, Développement de l'utilisation de l’acier inoxydable dans la construction (contrat 7210-SA/842), qui a conduit à étendre l'objet du présent guide au calcul de la résistance au feu. Au cours des dix dernières années, un grand nombre de nouvelles normes européennes ont été publiées en ce qui concerne l'acier inoxydable : matériaux, fixation, fabrication, montage, soudage, etc. Ce guide a été actualisé de sorte à faire référence aux normes actuelles et aux données figurant dans ces normes. REMERCIEMENTS Les organismes qui suivent ont contribué financièrement à l’édition de ce Guide de Conception: • The European Union’s Research Fund for Coal and Steel, • Outokumpu, • Aperam, • Industeel, • AcerInox, • Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), • Nickel Institute, • Stalatube. AVANT-PROPOS Ce Guide de Conception a été élaboré à l’usage d’ingénieurs dûment qualifiés et expérimentés dans le calcul des structures en acier carbone, mais pas nécessairement des structures en acier inoxydable. Il n'est en aucun cas destiné à avoir un statut légal ni à dégager l'ingénieur de sa responsabilité quant à la réalisation d'une structure sûre et fonctionnelle. Ce guide est divisé en deux parties : • Partie I - Recommandations • Partie II - Exemples de calcul vi Les recommandations de la Partie I sont formulées en termes de concept d'états limites et, pour l’essentiel, sont en accord avec les parties suivantes de l’Eurocode 3 Calcul des structures en acier : • EN 1993-1-1 Calcul des structures en acier : Règles générales et règles pour les bâtiments • EN 1993-1-2 Calcul des structures en acier : Calcul du comportement au feu • EN 1993-1-3 Calcul des structures en acier : Profilés et plaques à parois formés à froid • EN 1993-1-4 Calcul des structures en acier : Aciers inoxydables • EN 1993-1-5 Calcul des structures en acier : Plaques planes chargées dans leur plan • EN 1993-1-8 Calcul des structures en acier : Calcul des assemblages • EN 1993-1-9 Calcul des structures en acier : Fatigue • EN 1993-1-10 Calcul des structures en acier : Choix des qualités d’acier L’Eurocode 3 est actuellement en cours de révision et une nouvelle version de chaque partie, incluant l’EN 1993-1-4, devrait être publiée en 2023. Dans certains cas, ce Guide de Conception donne les recommandations et données de dimensionnement qui seront publiées prochainement dans l’EN 1993-1-4. Dans ce cas, le lecteur sera informé des différences entre ce guide et l’EN 1993-1-4:2015 via une note ombrée telle que celle-ci. Ce guide donne les valeurs recommandées pour certains facteurs. Ces valeurs sont susceptibles de modifications au niveau national par l’intermédiaire d’Annexes Nationales. Les exemples de calcul contenus dans la Partie II illustrent l'utilisation des recommandations. Un système de références croisées indique la partie des exemples correspondant à une recommandation particulière. Les recommandations et les exemples de calcul sont disponibles en ligne sur le site www.steel- stainless.org/designmanual et sur Steelbiz, un système d’information technique du SCI (www.steelbiz.org). Ces recommandations font également l’objet d’un Commentaire, lui aussi disponible à ces mêmes adresses, et qui comprend une liste complète de références. Le but du Commentaire est de permettre au concepteur d’évaluer les bases des recommandations et de faciliter le développement des révisions quand les nouvelles données deviendront disponibles. A cette occasion sont présentés les résultats de différents programmes d’essais menés spécifiquement pour fournir les données pour ce guide. Un software et des applications de dimensionnement sont aussi disponibles en ligne à l’adresse www.steel-stainless.org/designmanual. Ces outils calculent les résistances des sections droites et barres en accord avec uploads/Ingenierie_Lourd/ acier-inox-pdf.pdf