Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

i TABLE DES MATIÈRES CALCUL DES CHARPENTES D’ACIER par Denis Beaulieu, Ph.D., i

i TABLE DES MATIÈRES CALCUL DES CHARPENTES D’ACIER par Denis Beaulieu, Ph.D., ing. Université Laval André Picard, Ph.D., ing. Université Laval Robert Tremblay, Ph.D., ing. École Polytechnique Gilbert Grondin, Ph.D., ing. Université de l’Alberta Bruno Massicotte. Ph.D., ing. École Polytechnique professeurs de génie civil Institut canadien de la construction en acier Institut canadien de la construction en acier ii CALCUL DES CHARPENTES D'ALUMINIUM Droits d’auteur © 2003 Institut canadien de la construction en acier Mise en pages : Thérèse Gadbois, Éditions l’Ardoise Graphisme : Jean Parent, Schéma-Graphe Crédits photographiques, couverture (de haut en bas) Passerelles de la Seigneurie, Saint-Georges-de-Beauce, QC Gracieuseté de Paul Baillargeon, architecte, et de La Corporation Rendez-Vous à la Rivière Bureau de CTV, Toronto, ON Gracieuseté de M & G Steel Ltd. Bureau de Motorola, Markham, ON Gracieuseté de l’ICCA (Institut canadien de la construction en acier) Pont du boulevard Monk, Montréal, QC Gracieuseté de AXOR Experts-Conseils inc. et de la Ville de Montréal Tous droits réservés. Ce livre ne peut être reproduit en tout ou en partie, de quelque façon que ce soit, sans la permission écrite de l’éditeur. Première édition Premier tirage novembre 2003 ISBN 978-0-88811-127-2 Imprimé au Canada par Quadratone Graphics Limited Toronto, Ontario Deuxième édition Premier tirage, novembre 2005 Deuxième tirage revu, août 2008 Imprimé au Canada par Lakeside Group Imprimé au Canada iii TABLE DES MATIÈRES PRÉFACE En 1981, deux jeunes professeurs de l’Université Laval ont inauguré une ère nouvelle dans l’enseignement du génie au Canada. Le livre Calcul aux états limites des charpentes d’acier, écrit par André Picard et Denis Beaulieu, s’est rapidement imposé comme le principal manuel d’enseignement des charpentes d’acier dans les universités francophones. En même temps, les praticiens l’ont reconnu comme un outil de référence indispensable. En écrivant dix ans plus tard Calcul des charpentes d’acier, Picard et Beaulieu ont franchi une autre étape. Ce volume plus complet a dépassé l’édition précédente comme manuel pour les étudiants de premier cycle. De plus, son contenu addi- tionnel a répondu aux besoins des étudiants de deuxième cycle, tout en recevant l’accueil favorable des professionnels. Vingt-deux ans après leur succès initial, André Picard et Denis Beaulieu contribuent une fois de plus à la formation en charpentes d’acier dans les universités franco- phones canadiennes. Il ont invité trois auteurs, Bruno Massicotte, Gilbert Grondin et Robert Tremblay – une nouvelle génération d’enseignants et de chercheurs compétents – à collaborer à la rédaction de nouveaux livres et manuels de référence. Un nouvel ouvrage en deux tomes représente le fruit de leur effort conjoint. Dans le tome 1, notamment, le chapitre sur l’acier et ses propriétés a été largement augmenté. Le tome 2, d’autre part, propose des approches pratiques pour le calcul sismique, la fatigue, la rupture fragile, la métallurgie, la soudabilité et la corrosion, ainsi que des nouveaux chapitres sur les ponts en acier, les bâtiments industriels et les profilés laminés à froid. Ce matériel inédit intéressera à la fois les étudiants et les praticiens. Destiné aux étudiants de premier cycle, le tome 1 offre une mise à jour des notions fondamentales du calcul des charpentes d’acier, alors que le tome 2 traite des sujets plus avancés pour les étudiants de deuxième cycle et les chercheurs qui désirent approfondir leurs connaissances en construction métallique. Les ingénieurs voudront sûrement ajouter ces deux volumes à leur bibliothèque. L’ouvrage laisse transparaître la richesse des connaissances des auteurs et leur engagement, voire vocation pour l’enseignement. Ils méritent toutes nos félicitations pour l’excellent travail accompli. Hugh A. Krentz, P.Eng. Fondation pour la formation en charpentes d’acier Juin 2003 iv CALCUL DES CHARPENTES D'ALUMINIUM v TABLE DES MATIÈRES AVANT-PROPOS Ce volume, publié en deux tomes, est destiné aux ingénieurs praticiens, aux étudiants et étudiantes en génie, ainsi qu’à nos collègues de l’enseignement collégial et universitaire. Notre premier objectif est de mettre à leur disposition un outil de travail en langue française permettant de résoudre les principaux problèmes posés par le calcul d’une charpente d’acier selon les plus récentes normes canadiennes et, à l’occasion, étrangères. L’utilisation de cet ouvrage nécessite des connaissances dans le domaine de la résistance des matériaux et de l’analyse des structures. Lors de la révision du premier volume publié en 1981, il a fallu modifier le texte de façon tellement substantielle qu’il en a résulté un tout nouveau volume, publié en 1991. Il en fut de même avec la présente édition. Les encouragements et les commentaires reçus de nombreux utilisateurs des deux premiers volumes nous ont motivés à aller plus loin dans les développements théoriques et à présenter un texte nouveau ou plus complet sur plusieurs sujets. De plus, les auteurs des deux premières éditions ont senti que le temps était venu de préparer la relève en invitant des collègues plus jeunes à contribuer à la rédaction du nouveau volume dans des domaines relevant de leurs compétences : analyse sismique, calcul des bâtiments industriels, calcul des ponts, calcul des charpentes constituées de profilés formés à froid, rupture fragile et fatigue. Ces additions ont forcé les auteurs à considérer la publication de l’ouvrage en deux tomes. Le premier est surtout destiné à la formation de premier cycle en génie, alors que le deuxième est plus adapté aux études supérieures. L’ensemble constitue un outil de référence pour les praticiens œuvrant dans le domaine de l’ingénierie des structures. Les professeurs qui décideront d’utiliser ce volume pour leurs cours, pourront facilement sélectionner les chapitres, les sections et les sous-sections qui conviennent, selon leur plan de cours. Pour les assister dans la préparation et la présentation de leurs cours, ils pourront disposer d’un fichier électronique permettant l’ensei- gnement du contenu du volume. En écrivant ce volume, nous avons voulu, dans le premier chapitre, apprendre ou rappeler au lecteur les principes fondamentaux du calcul aux états limites et de l’analyse des structures, et présenter les principaux systèmes de résistance aux charges de gravité et aux charges latérales, utilisés dans les charpentes d’acier. Le deuxième chapitre est consacré à l’étude des propriétés et des caractéristiques vi CALCUL DES CHARPENTES D’ACIER fondamentales de l’acier, alors que les sujets plus spécialisés, tels les aspects métal- lurgiques, la soudabilité et la tenue à la corrosion de l’acier sont reportés au chapitre VIII. Le troisième chapitre est consacré à l’étude des pièces travaillant en traction. Le chapitre suivant traite des caractéristiques des boulons et des soudures et du calcul des assemblages concentriques boulonnés ou soudés. Le calcul des assem- blages plus complexes, des raidisseurs et des goussets est reporté au chapitre XI. Dans les trois chapitres suivants, qui complètent le premier tome, nous reprenons l’étude de chacune des diverses pièces susceptibles de faire partie d’une charpente d’acier, soit, dans l’ordre, les poteaux, les poutres et les poteaux-poutres. Les poutres particulières, telles les poutres mixtes et les poutres assemblées sont traitées dans les chapitres IX et X. Les chapitres XII et XIII, portant respectivement sur la conception parasismique des charpentes et sur la fatigue et la rupture par fragilité, sont des chapitres nouveaux et très spécialisés qui devraient répondre à plusieurs interrogations de la part des concepteurs de charpentes d’acier. Ces derniers trouveront aussi très utiles les trois derniers chapitres du volume qui portent respectivement sur le calcul des ponts, des bâtiments industriels et des charpentes comprenant des profilés formés à froid. Les auteurs se sont efforcés de présenter les concepts théoriques de façon claire et détaillée, l’objectif étant de bien faire comprendre ces concepts aux étudiants et étudiantes, et de fournir au lecteur plus expérimenté réponse à ses interrogations. D’autre part, l’ingénieur a souvent besoin d’équations pratiques qui lui permettent de dégrossir le problème posé et de faire un bon choix préliminaire des pièces de la charpente. Dans la mesure du possible, nous avons mis l’accent sur le calcul pratique, que nous avons illustré de nombreux exemples numériques. Nous remercions l’Institut canadien de la construction en acier qui a bien voulu publier ce volume, particulièrement son président, M. Mike Gilmor, et M. Hugh Krentz. Des remerciements tout particuliers sont adressés à Mme Thérèse Gadbois des Éditions l’Ardoise, pour la saisie du texte et la mise en page, à M. Paul Bourque des Éditions l’Ardoise, pour le traitement des photos, et à M. Jean Parent de Schéma Graphe, pour la réalisation des figures. Enfin, nous tenons à remercier nos épouses pour leur patience et leurs encouragements. Les auteurs vii TABLE DES MATIÈRES MISE AU POINT Depuis plusieurs années, l’Institut canadien de la construction en acier (ICCA) contribue aux efforts déployés par les grandes universités canadiennes et les autres institutions d’enseignement, en leur fournissant subventions à la recherche, bourses d’étude, photographies, CD-R, programmes d'ordinateur, livres de référence et documentation diverse. L’intérêt de l’ICCA à cet égard ne se dément pas et c’est avec fierté qu’il publie ce volume. L’ICCA décline toute responsabilité quant au contenu de ce livre et des erreurs ou omissions qui pourraient résulter de l’utilisation des données contenues dans cette publication. Toutes les suggestions visant à améliorer les éditions subséquentes seront envoyées aux auteurs et seront considérées lors des prochains tirages ou des prochaines éditions. Siège social uploads/Ingenierie_Lourd/ calcul-des-charpentes-d-acier.pdf