Document génie civil les aciers de construction, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

INTRODUCTION

Les aciers de construction répondant aux normes sont ductiles. L’allongement εs,max correspondant à la fin du palier plastique est de l’ordre de 20 à 30. 10-3. L’allongement minimum garanti à rupture εu est, au minimum, 15%, soit 150. 10-3. εu est couramment supérieur à 25%, soit 250.10-3. A titre de comparaison, l’accourcissement du béton à rupture est de 3,5. 10-3. L’acier « s’écrouit » après l’allongement correspondant au palier plastique, c’est à dire que sa résistance augmente jusqu’à fu, dont la valeur garantie est telle que fu / fy ≥ 1,1 (cfr Eurocode 3-1-1). Cette dernière propriété est nécessaire pour propager l’allongement plastique depuis la première zone plastifiée vers les zones adjacentes. Ces qualités expliquent pourquoi le calcul plastique des constructions, basé sur le concept de « rotules plastiques », zones où se développent des « moments de flexion plastiques », fut en premier lieu développé pour les constructions en acier.
Ces caractéristiques de l’acier font à priori des profilés, plats et tôles d’excellents produits pour construire en zone sismique: la dissipation d’énergie peut être très élevée, puisque de nombreux comportements élasto-plastiques sains et fiables peuvent exister. Les observations après tremblements de terre confirment cette bonne tenue des constructions en acier, en particulier par rapport aux constructions en béton armé (voir la discussion à ce sujet en 5.3.3), mais il y a des exceptions, car les constructions métalliques peuvent aussi être le siège de comportements structurels locaux ou globaux moins favorables : instabilité, faible ductilité locale. En particulier, les séismes de Northridge (1994) et Kobe (1995) ont entraîné des fissurations graves dans des dizaines de bâtiments à ossatures en portique acier. Il n’est donc pas réaliste de considérer toute structure métallique avec un optimisme béat quant à son comportement sous action sismique. Seules des options réfléchies permettent d’assurer un comportement global ductile, par la présence de zones dissipatives nombreuses, saines et bien situées. Les zones dissipatives seront saines si elles font usage des phénomènes locaux ductiles décrits en 9.2 et évitent les phénomènes locaux « fragiles » définis en 9.3. Les zones dissipatives seront nombreuses et bien situées si le projet respecte des critères de hiérarchie définis pour chaque type d’ossature.