Modélisation par éléments finis en 2D et 3D des poutres métalliques dans le domaine non-linéaire: Etude comparative

Abstract

Les poutres métalliques de sections transversales en profilés IPE, sont considérées principalement comme élément fléchi efficace du fait qu’elles transmettent les forces qui lui sont appliquées sur leurs supports par l’intermédiaire des moments fléchissant et des efforts tranchant, et économique du fait que leurs sections transversales en double Té permettent de concentrer la matière là où elle est la plus nécessaire. Elles sont les plus couramment utilisées comme éléments porteurs en construction métallique. Cependant, sous l’effet d’un chargement progressif, les déformations deviennent très grandes et provoquent la ruine de la poutre par la formation d’un mécanisme (formation de la rotule plastique). Le calcul au dimensionnement concernant la prédiction de la charge de ruine des ossatures suite à des déformations de flexion excessive est d’une grande importance dans la conception, particulièrement dans des systèmes de plancher et des ponts piétonniers. Dans ce travail de mémoire, une modélisation numérique par éléments finis est privilégiée afin de prédire le comportement des poutres métalliques de sections transversales en profilés IPE, ainsi les charge ultime associées. A cet effet, un modèle numérique de référence en éléments finis massifs en trois dimensions a été mis en évidence en utilisant le logiciel CAST3M après avoir le validé par rapport à un essai expérimental disponible dans la littérature. Celui-ci, servira de base de comparaison pour les résultats de deux nouveaux modèles numériques en éléments finis quadratique à deux dimensions et en élément coques à trois dimensions; dont le but de pouvoir mettre en évidence l'influence de la souplesse du support présélectionné en termes de temps de construction et d’exécution en vue d’une analyse numérique sur le comportement non linéaire des poutres métalliques