BE1005070A6 - Steel girder resistant to buckling by lateral tipping - Google Patents

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BE1005070A6
BE1005070A6 BE9100635A BE9100635A BE1005070A6 BE 1005070 A6 BE1005070 A6 BE 1005070A6 BE 9100635 A BE9100635 A BE 9100635A BE 9100635 A BE9100635 A BE 9100635A BE 1005070 A6 BE1005070 A6 BE 1005070A6
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Belgium
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steel beam
section
beam according
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French (fr)
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Haeyer Raymond D
Jacques Defourny
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Centre Rech Metallurgique
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Abstract

Steel girder (3) resistant to buckling by lateral tipping, which includes avertical web (4), at least one horizontal soleplate (5;6) and at least onetransverse strainer (7), and which has a vertical plane of symmetry, in whichthe ratio between the minimum modulus of elastic bending and the maximummodulus of elastic bending of the cross-section of the girder is between0.40 and 0.75, and preferably between 0.45 and 0.65. Furthermore, the ratiobetween the minimum modulus of inelastic bending and the maximum modulus ofinelastic bending is between 0.50 and 1, and preferably between 0.60 and0.80. To this end, the girder (3) comprises at least one longitudinalstrainer (8) composed of two components anchored on either side of the web(4), and the strainer (8) is symmetrical relative to the vertical plane ofsymmetry of the girder.

Description

       

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  Poutrelle en acier résistant au flambement par déversement latéral. 



  La présente invention concerne une poutrelle en acier résistant au flambement par déversement latéral, qui présente en particulier une capacité de rotation plastique accrue par rapport aux poutrelles conventionnelles. Les poutrelles visées ici sont essentiellement les poutrelles présentant un plan de symétrie verticale, telles que les poutrelles en   1   ou en T. 



  On sait actuellement que les ossatures métalliques peuvent être dimensionnées par un calcul plastique,   c'est-à-dire   un calcul qui admet des déformations   plastiques contrôlées   dans certaines zones de la construction. En d'autres termes, on admet qu'il puisse apparaître dans la construction, et en particulier dans les poutrelles, des articulations fictives   dites"rotules plastiques",   qui autorisent ces déformations contrôlées. 



  Une telle rotule plastique apparaît donc dans une poutrelle lorsque l'acier est sollicité au-delà de sa limite d'élasticité ; elle tourne en autorisant un mouvement relatif, appelé rotation plastique, des tronçons de poutrelle qu'elle relie. Il va de soi qu'une rotule plastique ne constitue pas une véritable articulation, et qu'elle développe un moment résistant qui s'oppose au mouvement relatif précité. L'équilibre est atteint lorsque le moment résistant développé par la rotule plastique est égal au moment réel appliqué par la charge. 



  La stabilité   d'une   poutrelle est mesurée par sa capacité de rotation plastique, qui exprime en fait l'importance des déformations qu'elle peut endurer en présentant un moment résistant supérieur à une valeur prédéterminée    Mp. L'expérience   a montré que l'instabilité la plus importante était le déversement latéral. Cette capacité de rotation dépend de plusieurs facteurs, tels que les propriétés mécaniques de l'acier, en particulier le rapport   Rff/R.,   et surtout les proportions géométriques de la section de la poutrelle. 

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 A cet égard, on sait que la section d'une poutrelle présente des moments d'inertie, déterminés par rapport à des axes particuliers de cette sec-   tion appelés   axes principaux d'inertie.

   Ces moments d'inertie conditionnent l'aptitude à la flexion de la poutrelle dans le plan de l'axe d'inertie correspondant. Ces notions, ainsi que le mode de calcul des 
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 moments d'inertie, sont bien connus de l'homme de métier et il n'est pas nécessaire de les exposer en détail ici. On rappellera simplement que dans une poutrelle dont la section présente deux axes de symétrie, telle qu'une poutrelle en I, ces axes de symétrie constituent les axes principaux d'inertie de la section. Ces axes principaux d'inertie sont perpendiculaires l'un à l'autre et, en position normale d'utilisation de la poutrelle, un de ces axes est vertical et l'autre est horizontal.

   Les moments d'inertie calculés respectivement par rapport à ces deux axes ne sont en général pas égaux, et la poutrelle est normalement placée de façon à offrir le moment d'inertie le plus élevé dans le plan vertical. 



  De ce fait, le moment d'inertie maximum est déterminé par rapport à l'axe d'inertie horizontal et il est désigné par le symbole Ix. Le moment d'inertie minimum est dès lors   déterminé par   rapport à l'axe d'inertie vertical et il est désigné par le symbole Iy. 



  Le module de flexion élastique W d'une poutrelle est le rapport entre le moment d'inertie   1   de la section de la poutrelle et la distance v séparant la fibre neutre et la fibre la plus tendue de la poutrelle, la distance v étant mesurée perpendiculairement à l'axe d'inertie qui correspond au moment d'inertie considéré. Une poutrelle présente donc un module de flexion élastique maximum   Wx   et un module de flexion élastique minimum W, qui sont fixés par la géométrie de la section de la poutrelle. 



  De manière analogue, on connaît le module de flexion plastique Wpl d'une poutrelle par rapport à un axe principal d'inertie de la section de cette poutrelle. Le module de flexion plastique tient compte de la répartition de toute la section de la poutrelle par rapport à l'axe d'inertie considéré, par la relation :   M-2 dS.   u dans laquelle dS est la superficie d'un élément de surface de la section et u la distance entre cet élément et l'axe d'inertie considéré. Ce module de flexion plastique Wpl permet de calculer le moment   M   précité, 

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 qui correspond à la plastification de toute la section, par la relation
Mpl   m Wpl'Re   dans laquelle Re représente la limite d'élasticité de l'acier constituant la poutrelle. 



  Une poutrelle présente donc également un module de flexion plastique maximum Wplx et un module de flexion plastique   minimum Wp, y, qui   sont fixés par la géométrie de la section de la poutrelle. 



  Les valeurs des modules de flexion, aussi bien élastique que plastique, constituent des caractéristiques courantes, qui sont habituellement données dans les catalogues des fabricants de poutrelles. 



  Depuis quelque temps, les codes de calcul de ces ossatures métalliques exigent que les poutrelles soient pourvues de raidisseurs verticaux, placés de préférence au droit des appuis et du point d'application des charges. On cherche ainsi à augmenter la capacité de rotation plastique des poutrelles. L'effet de ces raidisseurs n'est cependant pas entièrement satisfaisant. 



  Il est maintenant apparu au présent demandeur que le comportement d'une poutre en flexion, et en particulier sa résistance au déversement latéral, ne dépend pas fondamentalement des valeurs absolues des modules de 
 EMI3.1 
 flexion. Il a ainsi été constaté que le paramètre important était le rapport des modules de flexion, à savoir les rapports W/Wx d'une part et Wpl/Wplx d'autre part. 



  La présente invention a pour objet une poutrelle en acier qui présente une résistance au flambement latéral accrue par rapport aux poutrelles actuellement connues et utilisées couramment dans les ossatures métalliques. 



  Conformément à la présente invention, une poutrelle en acier résistant au flambement par déversement latéral, qui comprend une âme verticale, au moins une semelle horizontale et au moins un raidisseur transversal et qui présente un plan de symétrie vertical, est caractérisée en ce que le rapport entre le module de flexion élastique minimum et le module de 

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 flexion élastique maximum de la section de la poutrelle est compris entre 0,40 et 0,75, et de préférence entre 0,45 et 0,65. 



  Avantageusement, la poutre présente également un module de flexion plastique minimum et un module de flexion plastique maximum dont le rapport est compris entre 0,50 et 1, et de préférence entre 0,60 et 0,80. 



  Les valeurs des rapports précités peuvent être atteintes en donnant à la section de la poutrelle toute forme ou toutes dimensions appropriées. 



  En particulier, il s'est avéré intéressant de réaliser l'objet de l'invention en dotant la poutrelle d'au moins un raidisseur longitudinal constitué de deux éléments fixés de part et d'autre de l'âme, ledit raidisseur longitudinal étant symétrique par rapport au plan de symétrie vertical de la poutrelle. 



  Un raidisseur unique sera avantageusement placé au niveau de la fibre neutre de la poutrelle. 



  Le raidisseur longitudinal peut également être divisé en deux ou plus de deux parties, constituées chacune de deux éléments symétriques. Dans ce cas, les parties de raidisseur longitudinal sont disposées symétriquement par rapport à la fibre neutre, et de préférence au voisinage de celle-ci. 



  Le raidisseur longitudinal peut s'étendre sur toute la longueur de la poutrelle. Il peut cependant être intéressant de limiter sa longueur au tronçon de la poutrelle dans lequel se produit généralement le moment de flexion le plus élevé en service. 



  Dès lors, ledit raidisseur longitudinal est de préférence disposé dans des parties de la poutrelle, où sont situés les points d'appui et les points d'application des charges. 



  La section transversale dudit raidisseur peut présenter toute forme appropriée répondant à la condition de symétrie de la poutrelle. Ainsi, les éléments du raidisseur peuvent avoir une section relativement complexe, par exemple en L ou en T. 

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  Il est néanmoins avantageux que cette section présente une forme symétrique par rapport à un axe horizontal. Le raidisseur possède dès lors un plan de symétrie, qui est disposé perpendiculairement au plan de symétrie vertical de la poutrelle. 



  A cet égard, la section d'un élément du raidisseur peut notamment avoir la forme d'un carré, d'un rectangle, d'un triangle ou d'un demi-cercle. 



  La forme de la section du raidisseur pourra notamment être choisie en fonction du procédé de fabrication de la poutrelle. 



  A cet égard, les procédés les plus adaptés sont le laminage, qui se prête particulièrement à la réalisation de raidisseurs continus, perpendiculaires à l'âme et intégrés à la poutrelle, et le soudage, qui convient aussi bien pour les raidisseurs de forme quelconque, continus ou discontinus, à fixer ultérieurement sur l'âme. 



  Selon une autre caractéristique, la matière des éléments de raidisseur peut être discontinue, par exemple en réalisant les éléments sous forme de treillis ou d'ailettes ajourées, pour réduire le poids de l'ossature. 



  Il convient cependant de respecter en tout point la condition de symétrie de la section de la poutrelle. 



  Pour que l'invention soit bien comprise, on va maintenant décrire, à titre d'exemple, une poutrelle pourvue d'un raidisseur longitudinal dans sa partie centrale. Cette description sera illustrée par les dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 rappelle le concept de rotule plastique ; la Fig. 2 représente une poutrelle en   1   avec un raidisseur longitudinal dans sa partie centrale ; la Fig. 3 compare le comportement plastique d'une poutrelle en 1 conventionnelle et de la même poutrelle en   1   pourvue d'un raidisseur comme le montre la Fig. 2 ;

   et la Fig. 4 montre quelques exemples de section transversale de raidisseur longitudinal utilisable dans le cadre de l'invention. 

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 Ces figures sont des représentations schématiques, qui ne montrent que les éléments nécessaires à la bonne compréhension de l'objet de l'invention. Des éléments identiques, ou assurant une fonction identique, sont désignés par les mêmes repères numériques dans toutes les figures. 



  La Fig. 1 rappelle le concept de rotule plastique, sur lequel sont basées les règles du calcul plastique des ossatures métalliques. 



  On considère ici le cas simple d'une poutre en acier (1) posée sur deux appuis d'extrémité, supportant une charge P appliquée en son milieu. Cette charge donne naissance, dans la poutre, à un moment de flexion M dont la distribution est représentée par la plage hachurée (2), avec un maximum au point d'application de la charge (dessin a). Si ce moment maximum dépasse la limite d'élasticité de l'acier, la poutre se déforme plastiquement dans la zone correspondant à ce dépassement (dessin b). La zone de déformation plastique développe alors un moment résistant, qui s'oppose au moment réel. Lorsque ces deux moments opposés sont égaux, la poutre déformée plastiquement se trouve en équilibre et sa stabilité est assurée (dessin c). Les deux branches de la poutre tournent l'une par rapport à l'autre d'un angle   t.   



  La Fig. 2 représente une poutrelle en acier (3) qui, posée sur des appuis d'extrémité, peut constituer la poutre (1) de la Fig. 1. La poutrelle (3) présente une section en H, avec une âme (4) et des semelles supérieure (5) et inférieure (6). La poutrelle (3) est pourvue de raidisseurs verticaux (7) disposés au point d'application de la charge P ainsi qu'au droit des appuis d'extrémité. La poutrelle (3) est également garnie d'un raidisseur longitudinal (8), en deux éléments disposés de part et d'autre de l'âme (4) à hauteur de la fibre neutre de la poutrelle (3). Les deux éléments du raidisseur (8) ont une section rectangulaire, et ils sont disposés perpendiculairement à l'âme (4), symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical de la poutrelle (3).

   Dans le sens longitudinal de la poutrelle, le raidisseur (8) s'étend ici entre 25   %   et 75   Z   de la longueur de la poutrelle, à compter d'une extrémité de celle-ci. 

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  Dans la Fig. 2, le dessin de gauche est une vue de la poutrelle (3) en élévation, montrant la disposition des raidisseurs (7) et (8) sur l'âme   (4) ; le dessin   de droite est une coupe suivant la ligne A-A de cette poutrelle (3) montrant la disposition des éléments du raidisseur longitudinal (8) par rapport au raidisseur vertical central (7). 



  La Fig. 3 montre, à titre de comparaison, l'évolution du moment de flexion en fonction de l'angle de rotation   t,   dans le domaine plastique, pour une poutre en acier Fe 430, d'une longueur de 3 m reposant sur des appuis d'extrémité. La ligne horizontale tracée en trait interrompu à environ 175 kNm indique le moment pour lequel la section centrale de la poutrelle est entièrement plastifiée. 



  La courbe (a) correspond à une poutrelle conventionnelle, avec des raidisseurs verticaux tels que (7) aux points d'appui et sous la charge. 



  Au-delà de la plastification, qui correspond à un angle de rotation   t   d'environ 6 degrés, le moment M augmente jusqu'à un maximum pour une rotation d'environ 15 degrés. Ensuite, le moment M diminue lorsque l'angle de rotation   t   augmente, ce qui conduit à une instabilité de la poutrelle pour un angle d'environ 21 degrés pour lequel la courbe (a) coupe 
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 une seconde fois la droite Mpl. La courbe (b) exprime le comportement d'une poutrelle essentiellement identique à celle de la courbe (a), mais comportant en plus un raidisseur longitudinal (8) en deux éléments symétriques. 



  Après avoir pratiquement coïncidé avec la courbe (a) jusqu'à un angle de rotation d'environ 15 degrés, la courbe (b) garde son allure légèrement croissante jusqu'à un moment maximum à environ 25 degrés ; elle diminue ensuite lentement tout en restant au-dessus de la droite    Mplo En   fait au cours des essais, la poutre conservait encore sa stabilité pour un angle de rotation $ de 33 degrés. 



  Il se confirme ainsi que la présence d'un raidisseur longitudinal tel que (8) permet d'augmenter très nettement la capacité de rotation plastique d'une poutrelle en acier. 

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  Enfin, la Fig. 4 présente, en coupe, quelques exemples de raidisseurs longitu-dinaux, ayant différentes formes de section droite, qui peuvent être soit intégrés à la poutrelle par laminage soit fixés ultérieurement à l'âme, par exemple par soudage. 



  La présente invention n'est évidemment pas limitée aux formes de réalisation qui ont été décrites et illustrées. On pourrait en effet Imaginer des raidisseurs horizontaux ayant une section de forme différente. De plus, il va de soi que la poutrelle pourrait ne pas être horizontale, mais verticale ou oblique, sans perdre le bénéfice du raidisseur longitudinal proposé ici. Enfin, la poutrelle pourrait avoir une section fermée, par exemple en caisson. 



  Enfin, la description qui précède est consacrée, à titre d'illustration de l'invention, à des poutrelles en acier. La présente invention peut cependant s'appliquer également à des poutres composites acier-béton et même à des poutres en béton armé. C'est dans ce sens qu'il faut comprendre   l'expression"poutrelle   en acier" utilisée dans les revendications qui suivent.



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  Steel beam resistant to buckling by lateral dumping.



  The present invention relates to a steel beam resistant to buckling by lateral dumping, which in particular has an increased plastic rotation capacity compared to conventional beams. The beams referred to here are essentially the beams having a vertical plane of symmetry, such as 1 or T beams.



  It is currently known that the metal frames can be dimensioned by a plastic calculation, that is to say a calculation which admits controlled plastic deformations in certain areas of construction. In other words, we admit that it can appear in construction, and in particular in beams, fictitious joints called "plastic hinges", which allow these controlled deformations.



  Such a plastic ball therefore appears in a beam when the steel is stressed beyond its yield strength; it turns allowing a relative movement, called plastic rotation, of the sections of beam it connects. It goes without saying that a plastic ball joint does not constitute a real joint, and that it develops a resistant moment which opposes the aforementioned relative movement. Balance is reached when the resistive moment developed by the plastic ball joint is equal to the real moment applied by the load.



  The stability of a beam is measured by its plastic rotation capacity, which in fact expresses the importance of the deformations that it can endure by presenting a resistant moment greater than a predetermined value Mp. Experience has shown that the most important instability is lateral dumping. This rotational capacity depends on several factors, such as the mechanical properties of the steel, in particular the ratio Rff / R., And especially the geometric proportions of the section of the beam.

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 In this regard, we know that the section of a beam has moments of inertia, determined with respect to particular axes of this section called main axes of inertia.

   These moments of inertia condition the bending ability of the beam in the plane of the corresponding axis of inertia. These notions, as well as the method of calculating
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 moments of inertia are well known to the skilled person and it is not necessary to explain them in detail here. It will simply be recalled that in a beam whose section has two axes of symmetry, such as an I-beam, these axes of symmetry constitute the main axes of inertia of the section. These main axes of inertia are perpendicular to each other and, in the normal position of use of the beam, one of these axes is vertical and the other is horizontal.

   The moments of inertia calculated respectively with respect to these two axes are generally not equal, and the beam is normally placed so as to offer the highest moment of inertia in the vertical plane.



  Therefore, the maximum moment of inertia is determined relative to the horizontal axis of inertia and is designated by the symbol Ix. The minimum moment of inertia is therefore determined relative to the vertical axis of inertia and is designated by the symbol Iy.



  The elastic flexural modulus W of a beam is the ratio between the moment of inertia 1 of the beam section and the distance v separating the neutral fiber and the most stretched fiber from the beam, the distance v being measured perpendicularly to the axis of inertia which corresponds to the moment of inertia considered. A beam therefore has a maximum elastic flexural modulus Wx and a minimum elastic flexural modulus W, which are fixed by the geometry of the section of the beam.



  Similarly, the plastic flexural module Wpl of a beam is known with respect to a main axis of inertia of the section of this beam. The plastic flexural module takes into account the distribution of the entire section of the beam relative to the axis of inertia considered, by the relation: M-2 dS. u in which dS is the area of a surface element of the section and u the distance between this element and the axis of inertia considered. This plastic flexural module Wpl makes it possible to calculate the above-mentioned moment M,

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 which corresponds to the plasticization of the whole section, by the relation
Mpl m Wpl'Re in which Re represents the elastic limit of the steel constituting the beam.



  A beam therefore also has a maximum plastic bending module Wplx and a minimum plastic bending module Wp, y, which are fixed by the geometry of the section of the beam.



  The values of the flexural moduli, both elastic and plastic, are common characteristics, which are usually given in the catalogs of the manufacturers of beams.



  For some time, the codes of calculation of these metal frameworks require that the beams are provided with vertical stiffeners, preferably placed in line with the supports and the point of application of the loads. We thus seek to increase the plastic rotation capacity of the beams. The effect of these stiffeners is however not entirely satisfactory.



  It has now appeared to the present applicant that the behavior of a beam in bending, and in particular its resistance to lateral discharge, does not fundamentally depend on the absolute values of the moduli of
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 bending. It was thus noted that the important parameter was the ratio of the flexural modules, namely the ratios W / Wx on the one hand and Wpl / Wplx on the other hand.



  The present invention relates to a steel beam which has an increased lateral buckling resistance compared to the beams currently known and commonly used in metal frames.



  According to the present invention, a steel beam resistant to buckling by lateral dumping, which comprises a vertical core, at least one horizontal flange and at least one transverse stiffener and which has a vertical plane of symmetry, is characterized in that the ratio between the minimum elastic flexural modulus and the modulus of

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 maximum elastic bending of the section of the beam is between 0.40 and 0.75, and preferably between 0.45 and 0.65.



  Advantageously, the beam also has a minimum plastic bending module and a maximum plastic bending module whose ratio is between 0.50 and 1, and preferably between 0.60 and 0.80.



  The values of the abovementioned ratios can be reached by giving the section of the beam any suitable shape or all dimensions.



  In particular, it has proved advantageous to achieve the object of the invention by providing the beam with at least one longitudinal stiffener consisting of two elements fixed on either side of the core, said longitudinal stiffener being symmetrical with respect to the vertical plane of symmetry of the beam.



  A single stiffener will advantageously be placed at the level of the neutral fiber of the beam.



  The longitudinal stiffener can also be divided into two or more two parts, each consisting of two symmetrical elements. In this case, the longitudinal stiffener parts are arranged symmetrically with respect to the neutral fiber, and preferably in the vicinity of the latter.



  The longitudinal stiffener can extend over the entire length of the beam. It may however be advantageous to limit its length to the section of the beam in which the highest bending moment generally occurs in service.



  Therefore, said longitudinal stiffener is preferably arranged in parts of the beam, where the support points and the points of application of the loads are located.



  The cross section of said stiffener may have any suitable shape meeting the condition of symmetry of the beam. Thus, the elements of the stiffener can have a relatively complex section, for example in L or in T.

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  It is nevertheless advantageous that this section has a symmetrical shape with respect to a horizontal axis. The stiffener therefore has a plane of symmetry, which is arranged perpendicular to the vertical plane of symmetry of the beam.



  In this regard, the section of a stiffener element may in particular have the shape of a square, a rectangle, a triangle or a semicircle.



  The shape of the cross-section of the stiffener may in particular be chosen according to the method of manufacturing the beam.



  In this regard, the most suitable methods are rolling, which lends itself particularly to the production of continuous stiffeners, perpendicular to the core and integrated into the beam, and welding, which is also suitable for stiffeners of any shape, continuous or discontinuous, to be fixed later on the core.



  According to another characteristic, the material of the stiffener elements can be discontinuous, for example by producing the elements in the form of lattice or perforated fins, in order to reduce the weight of the frame.



  It is however advisable to respect at all points the condition of symmetry of the section of the beam.



  So that the invention is well understood, we will now describe, by way of example, a beam provided with a longitudinal stiffener in its central part. This description will be illustrated by the appended drawings, in which FIG. 1 recalls the concept of plastic ball joint; Fig. 2 shows a beam in 1 with a longitudinal stiffener in its central part; Fig. 3 compares the plastic behavior of a conventional beam in 1 and the same beam in 1 provided with a stiffener as shown in FIG. 2;

   and Fig. 4 shows some examples of cross section of longitudinal stiffener usable in the context of the invention.

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 These figures are schematic representations, which show only the elements necessary for a good understanding of the subject of the invention. Identical elements, or ensuring an identical function, are designated by the same reference numerals in all the figures.



  Fig. 1 recalls the concept of plastic ball joint, on which are based the rules of plastic calculation of metal frames.



  We consider here the simple case of a steel beam (1) placed on two end supports, supporting a load P applied in its middle. This load gives rise, in the beam, to a bending moment M, the distribution of which is represented by the hatched area (2), with a maximum at the point of application of the load (drawing a). If this maximum moment exceeds the elastic limit of the steel, the beam is plastically deformed in the zone corresponding to this excess (drawing b). The plastic deformation zone then develops a resistant moment, which is opposed to the real moment. When these two opposite moments are equal, the plastically deformed beam is in equilibrium and its stability is ensured (drawing c). The two branches of the beam rotate relative to each other by an angle t.



  Fig. 2 represents a steel beam (3) which, placed on end supports, can constitute the beam (1) of FIG. 1. The beam (3) has an H section, with a core (4) and upper (5) and lower (6) flanges. The beam (3) is provided with vertical stiffeners (7) arranged at the point of application of the load P as well as at the right of the end supports. The beam (3) is also provided with a longitudinal stiffener (8), in two elements arranged on either side of the core (4) at the height of the neutral fiber of the beam (3). The two elements of the stiffener (8) have a rectangular section, and they are arranged perpendicular to the core (4), symmetrically with respect to the vertical plane of symmetry of the beam (3).

   In the longitudinal direction of the beam, the stiffener (8) here extends between 25% and 75% of the length of the beam, from one end of the latter.

 <Desc / Clms Page number 7>

 



  In Fig. 2, the drawing on the left is a view of the beam (3) in elevation, showing the arrangement of the stiffeners (7) and (8) on the core (4); the drawing on the right is a section along line A-A of this beam (3) showing the arrangement of the elements of the longitudinal stiffener (8) relative to the central vertical stiffener (7).



  Fig. 3 shows, by way of comparison, the evolution of the bending moment as a function of the angle of rotation t, in the plastic field, for a Fe 430 steel beam, with a length of 3 m resting on supports d 'end. The horizontal line drawn in broken lines at around 175 kNm indicates the moment when the central section of the beam is fully plasticized.



  Curve (a) corresponds to a conventional beam, with vertical stiffeners such as (7) at the support points and under the load.



  Beyond the plasticization, which corresponds to a rotation angle t of approximately 6 degrees, the moment M increases to a maximum for a rotation of approximately 15 degrees. Then, the moment M decreases when the angle of rotation t increases, which leads to an instability of the beam for an angle of about 21 degrees for which the curve (a) cuts
 EMI7.1
 a second time the right Mpl. Curve (b) expresses the behavior of a beam essentially identical to that of curve (a), but additionally comprising a longitudinal stiffener (8) in two symmetrical elements.



  After having practically coincided with the curve (a) up to a rotation angle of about 15 degrees, the curve (b) keeps its slightly increasing pace until a maximum moment at about 25 degrees; it then slowly decreases while remaining above the straight line Mplo In fact during the tests, the beam still retained its stability for a rotation angle $ of 33 degrees.



  It is thus confirmed that the presence of a longitudinal stiffener such as (8) makes it possible to very clearly increase the plastic rotation capacity of a steel beam.

 <Desc / Clms Page number 8>

 



  Finally, FIG. 4 shows, in section, some examples of longitudinal-din stiffeners, having different cross-sectional shapes, which can either be integrated into the beam by rolling or subsequently fixed to the core, for example by welding.



  The present invention is obviously not limited to the embodiments which have been described and illustrated. One could indeed imagine horizontal stiffeners having a section of different shape. In addition, it goes without saying that the beam could not be horizontal, but vertical or oblique, without losing the benefit of the longitudinal stiffener proposed here. Finally, the beam could have a closed section, for example in a box.



  Finally, the above description is devoted, by way of illustration of the invention, to steel beams. The present invention can however also be applied to composite steel-concrete beams and even to reinforced concrete beams. It is in this sense that the expression "steel beam" used in the claims which follow must be understood.


    

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Poutrelle en acier (3) résistant au flambement par déversement laté- ral, qui comprend une âme verticale (4), au moins une semelle horizon- tale (5 ; 6), et au moins un raidisseur transversal (7), et qui présente un plan de symétrie vertical, caractérisée en ce que le rapport entre le module de flexion élastique minimum et le module de flexion élas- tique maximum de la section de la poutrelle est compris entre 0,40 et 0,75. CLAIMS 1. Steel beam (3) resistant to buckling by lateral discharge, which comprises a vertical core (4), at least one horizontal flange (5; 6), and at least one transverse stiffener (7), and which has a vertical plane of symmetry, characterized in that the ratio between the minimum elastic flexural modulus and the maximum elastic flexural modulus of the section of the beam is between 0.40 and 0.75. 2. Poutrelle en acier suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit rapport des modules de flexion élastique est compris entre 0,45 et 0,65. 2. Steel beam according to claim 1, characterized in that said ratio of the elastic bending modules is between 0.45 and 0.65. 3. Poutrelle en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rapport entre le module de flexion plas- tique minimum et le module de flexion plastique maximum est compris entre 0,50 et 1. 3. Steel beam according to either of claims 1 and 2, characterized in that the ratio between the minimum plastic flexural modulus and the maximum plastic flexural modulus is between 0.50 and 1. 4. Poutrelle en acier suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit rapport des modules de flexion plastique est compris entre 0,60 et 0,80. 4. Steel beam according to claim 3, characterized in that said ratio of the plastic bending modules is between 0.60 and 0.80. 5. Poutrelle en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un raidisseur longitu- dinal (8) constitué de deux éléments fixés de part et d'autre de l'âme (4), et en ce que ledit raidisseur (8) est symétrique par rapport au plan de symétrie vertical de la poutrelle. 5. Steel beam according to either of claims 1 to 4, characterized in that it comprises at least one longitudinal stiffener (8) consisting of two elements fixed on either side of the core (4), and in that said stiffener (8) is symmetrical relative to the vertical plane of symmetry of the beam. 6. Poutrelle en acier suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un seul raidisseur longitudinal (8) et en ce que ce dernier est placé au niveau de la fibre neutre de la poutrelle. 6. Steel beam according to claim 5, characterized in that it comprises a single longitudinal stiffener (8) and in that the latter is placed at the neutral fiber of the beam. 7. Poutrelle en acier suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs raidisseurs longitudinaux (8) et en ce que ceux-ci sont disposés symétriquement par rapport à la fibre neutre de la poutrelle. <Desc/Clms Page number 10> 7. Steel beam according to claim 5, characterized in that it comprises several longitudinal stiffeners (8) and in that these are arranged symmetrically with respect to the neutral fiber of the beam.  <Desc / Clms Page number 10>   8. Poutrelle en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le raidisseur (8) possède un plan de symétrie qui est disposé perpendiculairement audit plan de symétrie vertical de la poutrelle. 8. Steel beam according to either of claims 5 to 7, characterized in that the stiffener (8) has a plane of symmetry which is arranged perpendicular to said vertical plane of symmetry of the beam. 9. Poutrelle en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que ledit raidisseur (8) est placé dans les parties de la poutrelle (3) où sont situés les points d'appui et les points d'application des charges. 9. Steel beam according to either of claims 5 to 8, characterized in that said stiffener (8) is placed in the parts of the beam (3) where the support points and the points are located. application of charges. 10. Poutrelle en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à 9, caractérisée en ce qu'au moins un desdits raidisseurs longitu- dinaux (8) présente une section transversale discontinue, notamment sous forme de treillis ou d'ailette ajourée.   10. Steel beam according to either of claims 5 to 9, characterized in that at least one of said longitudinal stiffeners (8) has a discontinuous cross-section, in particular in the form of a mesh or perforated fin.
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