Chapitre4

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Chapitre4

  1. 1. GCI 210 – Résistances des matériaux Chargé de cours - Olivier Girard Hiver 2009 www.civil.usherbrooke.ca/cours/gci210/
  2. 2. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres (299 - 388)  4.1 Diagramme des efforts tranchants et des moments fléchissants (310-322)  4.2 Moment d’inertie de surfaces (C-0)  4.3 Flexion élastique des sections symétriques (338-362)  4.4 Flexion élastique des sections composées de plusieurs matériaux (362-369)  4.5 Flexion inélastique des sections symétriques (379- 389)  4.6 Flexion composée de sections symétriques (369-374)  4.7 Flexion élastique des sections quelconques (374-379)
  3. 3. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres La paternité de la théorie des poutres revient à Gallilée (1564-1642) •Étude de la déformation des poutres •Hypothèse fausse : contrainte de tension et de compression uniforme DaVinci l’aurait par contre précédé (1452-1519)
  4. 4. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres La pièce manque de Gallilée était la théorie développée par Robert Hooke (1635-1703) •La loi de Hooke : la contrainte à l’intérieur d’un élément est une fonction linéaire de la déformation Leonhard Euler (en couleur) et Jacques Bernouilli (noir et blanc) ont développé la première théorie utile en 1750. Le neveu de Jacques, Daniel, développe l’expression différentielle de cette théorie.
  5. 5. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres La théorie des poutres ne fut qu’utilisée à partir des années 1880 avec la construction des grandes roues et de la tour Eiffel (1889).
  6. 6. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.1 Diagramme des efforts tranchants et des moments fléchissants (310-322)  Notions de DET et DMF Équilibre de l’élément dx (« double coupe ») ΣFy = 0 = -V + pdx + (V+dV) ; donc p = - ( dV / dx ) ΣMgauche = 0 = -M + (M + dM) + (V + dV)dx + (pdx * dx/2) puisque dx est petit, dx2 est très près de 0 ; donc dM + Vdx = 0
  7. 7. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.1 Diagramme des efforts tranchants et des moments fléchissants  Notions de DET et DMF Les conclusions de l’équilibre de l’élément dx sont : dV = -pdx dM = -Vdx
  8. 8. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.1 Diagramme des efforts tranchants et des moments fléchissants  Propriétés des DET et DMF  Le DET et le DMF sont obtenus en intégrant la charge sur la poutre  Le DET est la dérivée du DMF, en mathématique, lorsque la dérivée d’une fonction est nulle, il y a présence d’un maximum  Il y a un saut dans un DET lorsqu’il y a présence d’une charge concentrée  Il y a un saut dans un DMF lorsqu’il y a présence d’un moment concentré  Le sens des pentes et le sens de la concavité des graphiques dépendent du « signe » de la fonction  Sur une poutre horizontale, la fibre inférieure est tendue et la fibre supérieure est comprimée lorsque le moment est positif et inversement
  9. 9. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface (C-0)  Surface simple
  10. 10. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface  Changement d’axes
  11. 11. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface  Surface composée
  12. 12. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface  Surface composée
  13. 13. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface  Surface typique
  14. 14. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.2 Moment d’inertie de surface  Surface typique
  15. 15. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.3 Flexion élastique des sections symétriques (338-362)  Hypothèse de calcul  Matériau homogène et isotrope  Poutres rectilignes  Section avec au moins un axe de symétrie  Moment agissant dans un plan de symétrie qui n’est pas l’axe de symétrie lorsque la section comporte un seul axe de symétrie  Les déformations sont petites  La loi de Hooke s’applique  Les sections planes restent planes après déformation
  16. 16. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.3 Flexion élastique des sections symétriques  Équation de la contrainte
  17. 17. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.3 Flexion élastique des sections symétriques  Équation de la déformée
  18. 18. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.3 Flexion élastique des sections symétriques  Dimensionnement des poutres en flexion
  19. 19. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.3 Flexion élastique des sections symétriques  Dimensionnement des poutres en flexion
  20. 20. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.4 Flexion élastique des sections composées de plusieurs matériaux (362-369)  Cas général
  21. 21. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.4 Flexion élastique des sections composées de plusieurs matériaux
  22. 22. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.4 Flexion élastique des sections composées de plusieurs matériaux
  23. 23. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.5 Flexion inélastique des sections symétriques (379-389)  Le problème consiste à déterminer sur des sections ayant au moins un axe de symétrie :  le moment élastique pour lequel la contrainte maximale en tension ou en compression atteint la limite élastique  le moment plastique pour lequel toutes les contraintes en tension ou en compression ont atteint la limite élastique  le moment élasto-plastique produisant un état de contrainte élasto- plastique sur la section
  24. 24. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.5 Flexion inélastique des sections symétriques
  25. 25. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.5 Flexion inélastique des sections symétriques
  26. 26. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie) (369-374)  la flexion combinée due aux 2 moments de flexion autour des 2 axes de symétrie,  la flexion déviée pour laquelle le moment de flexion se décompose en 2 moments de flexion autour des axes de symétrie,  la flexion produite par des charges axiales excentriques,  la flexion combinée avec un effort axial (murs de soutènement),  la flexion combinée dans le domaine plastique.
  27. 27. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion élastique déviée
  28. 28. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion élastique déviée suite
  29. 29. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion élastique combinée
  30. 30. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion élastique combinée
  31. 31. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion composée inélastique
  32. 32. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion composée inélastique
  33. 33. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.6 Flexion composée des sections symétriques (sections ayant 2 axes de symétrie)  Flexion composée inélastique
  34. 34. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques (374-379)
  35. 35. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Axes principaux d’inertie
  36. 36. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Axes principaux d’inertie
  37. 37. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Axes principaux d’inertie
  38. 38. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Équation des contraintes par rapport aux axes Y’ et Z’
  39. 39. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Équation des contraintes par rapport aux axes Y’ et Z’
  40. 40. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Équation des contraintes par rapport aux axes Y’ et Z’
  41. 41. Chapitre 4 : Contraintes normales de flexion dans les poutres  4.7 Flexion élastique des sections quelconques  Équation des contraintes par rapport aux axes principaux d’inertie

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