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Profilé en C à bords tombés façonné à froid en flexion et effort normal selon la SIA 263

Vérifie un profilé en C à bords tombés façonné à froid sous un moment selon son axe fort et un effort normal de compression ou de traction, sur sa section efficace, avec le flambage par distorsion de l’aile et du bord tombé, selon la SIA 263:2013. Chaque étape présente sa formule et le chiffre de la norme dont elle découle.

Pro SIA 263:2013

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Ce module est inclus dans l’abonnement Pro et les abonnements supérieurs, avec sa note de calcul.

À propos de cette vérification

chiffres, exemple de calcul et questions

Vérifie un profilé en C à bords tombés façonné à froid sous un moment selon son axe fort et un effort normal de compression ou de traction, sur sa section efficace, avec le flambage par distorsion de l’aile et du bord tombé, selon la SIA 263:2013. Chaque étape présente sa formule et le chiffre de la norme dont elle découle.

Ce qui est vérifié

  • Classe de chaque élément plan, avec ε = √(235/fy) : l’âme et l’aile comprimée comme éléments plans appuyés aux deux bords (tableau 5a), le bord tombé comme élément plan en porte-à-faux (tableau 5b), sur les dimensions à la ligne moyenne hp = h − t, bp = b − t et cp = c − t/2.
  • Raidisseur de bord, EN 1993-1-3 5.5.3.2 : l’aile, le bord tombé étant considéré comme rigide (k = 4.0), le bord tombé avec kσ selon (5.13b), puis As et Is.
  • Flambage par distorsion : la rigidité de ressort K de l’âme, (5.10b) ; σcr,s = 2 · √(K · E · Is)/As, (5.15) ; λ̄d = √(fy/σcr,s) ; et χd selon (5.12), d’où tred = χd · t.
  • Section efficace en flexion, pour σmax = fy : zeff par itération et Weff, la plus petite des valeurs Weff,c et Weff,t.
  • Section efficace en compression, EN 1993-1-3 6.1.3 : chaque élément plan à fy,k, les deux raidisseurs comprimés ; Aeff et βA = Aeff/A.
  • Décalage du centre de gravité de la section efficace eN, EN 1993-1-3 6.1.9, qui ajoute ΔMz,Ed = NEd · eN.
  • Résistances, chiffre 4.1.3 : Nc,Rd et MRd à partir de Aeff et Weff avec fy,k/γM1 ; Mz,Rd à partir de Wz,eff.
  • Flambage par flexion selon les deux axes, chiffre 4.5.1, courbe b, sur Aeff, avec √βA dans l’élancement λ̄K.
  • Vérification 1, section, EN 1993-1-3 6.1.9 : NEd/Nc,Rd + My,Ed/MRd + ΔMz,Ed/Mz,Rd ≤ 1.
  • Vérification 2, stabilité : NEd/NK,Rd plus les termes de moment amplifiés par 1/(1 − NEd/Ncr,y) et 1/(1 − NEd/Ncr,z).

Ce que vous saisissez et ce que vous obtenez

Vous saisissez fy,k (tableau 1), E (chiffre 2.2), la hauteur hors tout h, la largeur d’aile b et la longueur du bord tombé c, l’épaisseur du noyau t, γM1 (chiffre 4.1.3), le sens de l’effort normal, NEd, le moment maximal My,Ed et le diagramme des moments. Pour le flambage, la longueur l avec les conditions d’appui aux extrémités et les appuis intermédiaires ny et nz dans chaque plan, ou directement les longueurs de flambage.

Vous obtenez les valeurs du raidisseur, les deux sections efficaces, les résistances et les deux taux d’utilisation avec la mention Vérifié ou Non vérifié. Avec l’abonnement Pro, le calcul s’imprime sous forme de note de calcul A4.

Hypothèses et limites

  • La SIA 263 renvoie à la SN EN 1993-1-3 pour les éléments à parois minces ; les lignes correspondantes indiquent le chiffre de l’EN.
  • Le bord tombé est le plus efficace entre 0.2 et 0.6 fois la largeur de l’aile.
  • ω = 0.6 + 0.4 · Mmin/Mmax, au moins 0.4, pour des moments d’extrémité seuls ; sinon ω = 1.0. Pas de facteur de forme ξ.
  • En traction, les vérifications de la barre ne s’appliquent pas, la traction ayant un effet stabilisant sur la barre.
  • La barre est supposée maintenue contre la torsion, par la tôle profilée ou par l’assemblage des profilés par paires. Le déversement, le flambage par torsion et le flambage par flexion-torsion ne sont pas vérifiés.
  • Non traités : l’effort tranchant et l’écrasement de l’âme aux appuis, les fixations, la flèche et la phase de construction.

Exemple de calcul

Un profilé en C à bords tombés 200 × 70 × 20 × 2 mm avec fy,k = 350 N/mm² et γM1 = 1.05, de 4 000 mm de longueur et articulé aux deux extrémités, avec trois appuis intermédiaires selon z, sous une compression de 25 kN et un moment de 5.0 kNm dû à une charge transversale. Les résultats ci-dessous sont ceux du module pour son exemple de calcul, calculés lors de la génération de cette page.

Données
DonnéeValeurRéf.
Limite d’élasticité caractéristique fy,k350 N/mm²§ t.1
Module d’élasticité E210000 N/mm²§ 2.2
Hauteur totale h200 mm
Largeur de l’aile b70 mm
Longueur du bord tombé c20 mm
Épaisseur t2 mm
Facteur de résistance γM11.05§ 4.1.3
L’effort normal estCompression
Valeur de dimensionnement de l’effort normal NEd25 kN
Plus grand moment selon y le long de la barre My,Ed5.0 kN·m
Diagramme des momentsCharge transversale entre les extrémités — ω = 1,0
Longueurs de flambageSelon les conditions aux extrémités et les appuis intermédiaires
Longueur de la barre l4000 mm
Extrémités, flambage selon l’axe fort ySans déplacement latéral — deux extrémités articulées
Appuis intermédiaires contre le flambage selon y ny0
Extrémités, flambage selon l’axe faible zSans déplacement latéral — deux extrémités articulées
Appuis intermédiaires contre le flambage selon z nz3
Calcul : Valeurs communes
ÉtapeValeurRéf.
Limite d’élasticité caractéristiquefy,k = 350 N/mm²§ t.1
Facteur de réductionε = √(235/fy)ε = 0.8194§ t.5a
Contrainte de bord pour les largeurs efficacesfy : la vérification à l’état-limite ultime, fibre la plus comprimée à la limite d’élasticité. Non demandé.σmax = 350 N/mm²
ÉpaisseurPlage usuelle 1.0 à 5.0 mm pour un profilé façonné à froid, dans une plage de matériau de base de 0.5 à 5.0 mm.t = 2.00 mm
HauteurPlage usuelle 80 à 250 mm pour un profilé façonné à froid.h = 200.0 mm
Âme — hauteur à la ligne moyenneh − thp = 198.0 mm
Aile — largeur à la ligne moyenneb − tbp = 68.0 mm
Bord tombé — longueur à la ligne moyennec − t/2cp = 19.0 mm
Âme — élancementLargeur de la partie plane à la ligne moyenne 198.0 mm, élément interne (appuyé aux deux bords), fléchi. Limites de classe 59.0 · 68.0 · 101.6 — classe 3.b/t = 99.0§ t.5a
Aile supérieure — élancementLargeur de la partie plane à la ligne moyenne 68.0 mm, élément interne (appuyé aux deux bords), comprimé. Limites de classe 27.0 · 31.1 · 34.4 — classe 3.b/t = 34.0§ t.5a
Bord tombé supérieur — élancementLargeur de la partie plane à la ligne moyenne 19.0 mm, élément en porte-à-faux (un bord libre), comprimé. Limites de classe 7.4 · 8.2 · 11.5 — classe 3.b/t = 9.5§ t.5b
Classe de sectionChaque partie plane comprimée respecte la limite de la classe 3 ; toute la section travaille donc élastiquement — ce qui est inhabituel pour un élément façonné à froid.– = Classe 3§ t.5a
Calcul : Valeurs communes — la section efficace
ÉtapeValeurRéf.
Aile comprimée — largeur efficace (bord tombé supposé rigide)k = 4,0, λp = 0.730 ≤ 0,9 : toute l’aile est active.beff = 68.0 mm
Bord tombé — coefficient de voilementkσ = 0,5 pour cp/bp ≤ 0,35, sinon 0,5 + 0,83·∛((cp/bp − 0,35)²) ; ici cp/bp = 0.279.kσ = 0.500EN 1993-1-3 (5.13b)
Bord tombé — largeur efficaceλp = 0.577 ≤ 0,9 : tout le bord tombé est actif.ceff = 19.0 mm
Raidisseur de bord — aire efficaceAs = t·(be2 + ceff) : la bande d’aile voisine du bord tombé et le bord tombé efficace.As = 106.0 mm²EN 1993-1-3 5.5.3.2
Raidisseur de bord — moment d’inertiePar rapport à son propre axe passant par son centre de gravité, parallèle à l’aile.Is = 3’366 mm⁴EN 1993-1-3 5.5.3.2
Rigidité de ressort apportée par l’âmeK = E·t³/(4(1 − ν²))·1/(b1²·hw + b1³), avec b1 = 57.1 mm de l’âme au centre de gravité du raidisseur et l’autre aile tendue. Cette rigidité caractérise le maintien de l’ensemble aile–bord tombé contre la rotation par l’âme.K = 0.5550 N/mm²EN 1993-1-3 (5.10b)
Contrainte critique de distorsionσcr,s = 2·√(K·E·Is)/As — le raidisseur flambant comme une barre comprimée sur l’appui élastique que constitue l’âme.σcr,s = 373.7 N/mm²EN 1993-1-3 (5.15)
Élancement de distorsion√(fy/σcr,s)λ̄d = 0.968EN 1993-1-3 5.5.3.1
Facteur de réduction pour la distorsion1,0 jusqu’à λ̄d = 0,65 ; 1,47 − 0,723·λ̄d jusqu’à 1,38 ; 0,66/λ̄d au-delà. Le raidisseur est ensuite pris en compte avec l’épaisseur tred = χd·t = 1.541 mm.χd = 0.770EN 1993-1-3 (5.12)
Âme — largeur efficaceψ = -0.887, k = 21.080, σcr,P = 408.2 N/mm², λp = 0.926. Winter, sur la largeur comprimée de 104.9 mm : 82.3 % de celle-ci est active, en deux parts égales aux extrémités de la zone comprimée.beff = 86.4 mm
Axe neutre de la section brute, depuis la ligne moyenne inférieurezG = 99.00 mm
Axe neutre de la section efficaceDéplacé de 5.94 mm à l’opposé du côté comprimé. Déterminé par itération — les largeurs efficaces dépendent de la répartition des contraintes, qui dépend de l’axe : 7 itérations ici.zeff = 93.06 mm
Aire bruteA = 744 mm²
Aire efficace91.7 % de l’aire brute est active.Aeff = 683 mm²
Moment d’inertie, section bruteI = 4’570’760 mm⁴
Moment d’inertie, section efficaceIeff = 4’242’124 mm⁴
Module de section élastique, section bruteLa plus petite des valeurs calculées aux deux fibres extrêmes.Wel = 45’708 mm³
Module de section efficace, côté compriméIeff divisé par la distance de l’axe efficace à la face extérieure du côté comprimé.Weff,c = 40’044 mm³
Module de section efficace, côté tenduWeff,t = 45’098 mm³
Module de section efficaceLa plus petite des deux valeurs : 87.6 % du module de section élastique brut. La réserve plastique de la zone tendue n’est pas prise en compte.Weff = 40’044 mm³
Calcul : Valeurs communes — section efficace en compression
ÉtapeValeurRéf.
Âme — largeur efficace en compressionÉlément appuyé aux deux bords, ψ = 1, k = 4.000, λp = 2.126. 42.2 % de la largeur est efficace.beff,N = 83.5 mm
Ailes et bords tombés — raidisseurs de bord, tous deux comprimésAile λp = 0.730, bord tombé λp = 0.577.beff · ceff = 68.0 · 19.0 mm
Raidisseur de bord — rigidité de ressort de l’âmeLes deux ailes comprimées : K = E·t³/(4(1 − ν²))·1/(b1²·hw + b1³ + 0,5·b1²·hw), b1 = 57.1 mm.K = 0.3999 N/mm²EN 1993-1-3 (5.10b)
Raidisseur de bord — contrainte critique élastique2·√(K·E·Is)/As.σcr,s = 317.2 N/mm²EN 1993-1-3 (5.15)
Flambage par distorsion — réductionλ̄d = √(fy,k/σcr,s) = 1.050; les raidisseurs sont pris en compte avec χd·t.χd = 0.7105EN 1993-1-3 5.5.3.1
Aire efficace en compressionToutes les parties planes comprimées à σ = fy,k. 61.0 % de l’aire brute A = 744 mm² travaille.Aeff = 454 mm²EN 1993-1-3 6.1.3
Facteur de minceurβA = Aeff/A.βA = 0.6097
Déplacement du centre de gravité de la section efficaceVers l’extrémité des ailes: le profilé n’est symétrique que par rapport à y, si bien que la perte de parties de ses ailes déplace le centre de gravité perpendiculairement à l’âme. NEd reste appliqué à la section brute, en son centre de gravité, et agit sur la section efficace avec cette excentricité selon z.eN = 4.68 mmEN 1993-1-3 6.1.9
Moment additionnel selon zNEd·eN.ΔMz,Ed = 0.1170 kN·mEN 1993-1-3 6.1.9
Module de section efficace selon z, section compriméeIz de la section efficace, 300,330 mm⁴, divisé par 25.1 mm, distance de son centre de gravité à la fibre que ΔMz comprime : la face extérieure de l’âme.Wz,eff = 11’987 mm³
Résistance à la flexion selon zfy,k·Wz,eff/γM1.Mz,Rd = 3.996 kN·m
Résistance à la compression de la section efficaceAeff·fy,k/γM1.Nc,Rd = 151.2 kN§ 4.1.3
Résistance à la flexion de la section efficacefy,k·Weff/γM1, Weff = 40,044 mm³ — la section en flexion seule.MRd = 13.348 kN·m§ 4.1.3
Calcul : Valeurs communes — flambage
ÉtapeValeurRéf.
Élancement limite élastiqueπ·√(E/fy,k).λE = 76.95
Longueur de flambage, axe fortk·l avec k = 1.00.lK,y = 4’000 mm
Élancement réduit, axe fort(lK/i)/λE·√βA, i = 78.4 mm sur la section brute : le voilement local intervient par √βA.λ̄K,y = 0.5178
Résistance au flambage, axe fortχK·Aeff·fy,k/γM1, courbe b (profilé en U ou en C à bords tombés), χK = 0.8762.NK,Rd,y = 132.5 kN§ 4.5.1
Longueur de flambage, axe faiblel/(nz + 1).lK,z = 1’000 mm
Élancement réduit, axe faible(lK/i)/λE·√βA, i = 25.7 mm sur la section brute : le voilement local intervient par √βA.λ̄K,z = 0.3948
Résistance au flambage, axe faibleχK·Aeff·fy,k/γM1, courbe b (profilé en U ou en C à bords tombés), χK = 0.9281.NK,Rd,z = 140.3 kN§ 4.5.1
Charge critique de la section réduite pour la flexionπ²·E·Ieff/lK,y², Ieff = 4,242,124 mm⁴.Ncr,y = 549.5 kN
Charge critique selon zπ²·E·Iz/lK,z² sur la section brute, Iz = 491,495 mm⁴ ; elle amplifie ΔMz.Ncr,z = 1’018.7 kN
Calcul : Vérification 1 — section, compression avec flexion
ÉtapeValeurRéf.
Section, compression avec flexionNEd/Nc,Rd + My,Ed/MRd + ΔMz,Ed/Mz,Rd ≤ 1η = 0.569 · VérifiéTaux d’utilisation : 57 %EN 1993-1-3 6.1.9
Calcul : Vérification 2 — stabilité, compression avec flexion
ÉtapeValeurRéf.
Coefficient de répartition des moments1,0 pour ce diagramme des moments.ω = 1.0000
Facteur d’amplification1/(1 − NEd/Ncr,y) = 1.0477
Terme de l’effort normalLa plus petite des deux résistances au flambage.NEd/NK,Rd = 0.1887
Terme de moment, amplifiéPas de facteur de forme ξ : le voilement local a absorbé la réserve plastique d’une section à parois minces.(ω·MEd + ΔM)/((1 − NEd/Ncr)·MRd) = 0.3924
Terme de ΔMz, amplifiéΔMz,Ed/((1 − NEd/Ncr,z)·Mz,Rd) = 0.0300
Stabilité, compression avec flexionNEd/NK,Rd + termes de moment amplifiés ≤ 1η = 0.611 · VérifiéTaux d’utilisation : 61 %

Comment ce module est vérifié

Contrôlé chiffre par chiffre au regard de la SIA 263:2013 et vérifié à l’aide de calculs indépendants utilisés sur des projets réels, avant sa publication.

Questions

Pourquoi la part efficace de la section est-elle beaucoup plus faible en compression qu’en flexion ?

L’âme entière est comprimée et, les deux ailes étant comprimées, l’âme retient moins fermement les raidisseurs. Dans l’exemple de calcul, Aeff passe de 91.7 % de l’aire brute en flexion à 61.0 % en compression, et χd de 0.770 à 0.711.

Le bord tombé lui-même est-il vérifié ?

Oui : comme élément plan en porte-à-faux pour sa classe, puis par ceff en tant que partie du raidisseur de bord.

Quel abonnement comprend ce module ?

L’abonnement Pro, avec sa note de calcul.

Voir aussi

Norme : SIA 263:2013 · Page mise à jour : 28 octobre 2026