Profilé laminé en acier avec plats de renfort d’aile selon la SIA 263

Dimensionne des plats de renfort d’aile soudés symétriques sur un profilé laminé fléchi, selon la SIA 263:2013 : la zone renforcée et la zone non renforcée, la longueur des plats et l’effort tranchant dans l’âme. Chaque étape présente sa formule et le chiffre de la norme dont elle découle.

Basic SIA 263:2013

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À propos de cette vérification

chiffres, exemple de calcul et questions

Ce qui est vérifié

Profilé seul à partir des cinq dimensions h, b, t_w, t_f et r : A, I_y et W_y,pl, congés compris, puis M_pl = f_y,k · W_y,pl et sa valeur de dimensionnement M_pl/γ_M1.
Largeur de plat nécessaire : le moment supplémentaire nécessaire, M_sem,pl,req ≥ γ_M1 · M_Ed − M_pl, et la largeur de plat nécessaire pour l’épaisseur choisie, b_sem,req = M_sem,pl,req/(f_y,sem · t_sem · (h + t_sem)).
Zone renforcée : M_Ed ≤ (M_pl + M_pl,sem)/γ_M1, avec F_sem = f_y,sem · b_sem · t_sem, le bras de levier a = h + t_sem et M_pl,sem = F_sem · a.
Zone non renforcée : M_Ed,0 ≤ M_pl/γ_M1, sur le profilé seul, en dehors de l₀.
Longueur des plats : la longueur d’introduction à chaque extrémité, Δl = (F_sem/f_w − b_sem)/2, la soudure frontale à l’extrémité du plat comptant avec les deux soudures latérales, et la longueur totale l_sem = l₀ + 2Δl.
Effort tranchant dans l’âme, équation (41) : V_Ed ≤ V_R/γ_M1, avec V_R = τ_y,k · A_v et A_v = A − 2b · t_f + (t_w + 2r) · t_f, équation (42a), pour le profilé seul.

Ce que vous saisissez et ce que vous obtenez

Vous saisissez f_y,k du profilé et f_y,sem des plats, tirés du tableau 1 de votre exemplaire de la SIA 263, les dimensions du profilé sans les plats, l’épaisseur t_sem et la largeur b_sem des plats, ainsi que γ_M1 (chiffre 4.1.3). Vous saisissez M_Ed dans la zone renforcée, le plus grand moment M_Ed,0 en dehors de celle-ci et la longueur théorique l₀ relevée sur la courbe enveloppe des moments. Δl découle de la résistance de la soudure par unité de longueur f_w, ou est saisie directement. Pour la vérification à l’effort tranchant, vous saisissez τ_y,k et V_Ed.

Vous obtenez les caractéristiques du profilé, la hauteur avec les plats h + 2t_sem, la largeur nécessaire, l’effort dans le plat, la longueur du plat et le taux d’utilisation de chaque vérification avec la mention Vérifié ou Non vérifié. Avec l’abonnement Basic, le calcul s’imprime sous forme de note de calcul A4.

Hypothèses et limites

Renforcement symétrique uniquement : un plat de mêmes dimensions sur chaque aile. L’axe neutre ne se déplace pas, de sorte que M_pl et M_pl,sem s’additionnent simplement. Avec un plat sur une seule aile, la section doit être entièrement recalculée.
La section renforcée est supposée entièrement plastifiée.
l₀ est la longueur sur laquelle M_Ed dépasse M_pl/γ_M1. Aucune formule ne la donne ; elle dépend de la forme du diagramme des moments.
Les plats de renfort n’apportent rien à la résistance à l’effort tranchant. L’âme reprend seule l’effort tranchant.
Lorsque V_Ed ne dépasse pas la moitié de V_R/γ_M1, aucune interaction entre le moment et l’effort tranchant n’est requise.
La classe de la section renforcée n’est pas réexaminée ; la classe du profilé s’applique.
Le déversement est supposé empêché par des dispositions constructives.
La soudure n’est pas dimensionnée. Elle doit transmettre F_sem sur b_sem + 2Δl et reprendre le flux de cisaillement longitudinal sur toute la longueur du plat.
La fatigue n’est pas traitée. L’extrémité d’un plat de renfort soudé compte parmi les détails les plus défavorables d’une poutre en acier vis-à-vis de la fatigue.

Exemple de calcul

Un profilé laminé avec h = 114 mm, b = 120 mm, t_w = 5 mm, t_f = 8 mm et r = 12 mm, renforcé par deux plats de 100 × 10 mm, le tout en f_y,k = 235 N/mm², sous M_Ed = 47.6 kNm dans la zone renforcée et M_Ed,0 = 26.0 kNm en dehors de celle-ci, avec l₀ = 4 300 mm, f_w = 839 N/mm et V_Ed = 44.1 kN. Les résultats ci-dessous sont ceux du module pour son exemple de calcul, calculés lors de la génération de cette page.

Données
Donnée	Valeur	Réf.
Limite d’élasticité caractéristique f_y,k	235 N/mm²	§ t.1
Hauteur totale du profilé, SANS les plats de renfort h	114 mm
Largeur de l’aile b	120 mm
Épaisseur de l’âme t_w	5 mm
Épaisseur de l’aile t_f	8 mm
Rayon de raccordement r	12 mm
Limite d’élasticité du plat de renfort f_y,sem	235 N/mm²	§ t.1
Épaisseur de tôle t_sem	10 mm
Largeur de tôle b_sem	100 mm
Facteur de résistance γ_M1	1.05	§ 4.1.3
Valeur de dimensionnement du moment dans la zone renforcée M_Ed	47.6 kNm
Valeur de dimensionnement du moment la plus élevée hors de la zone renforcée M_Ed,0	26.0 kNm
Longueur théorique des plats de renfort l₀	4300 mm
Détermination de la longueur d’introduction Δl Δl	À partir de la résistance de la soudure par unité de longueur
Résistance de la soudure par unité de longueur f_w	839 N/mm
Vérification à l’effort tranchant	Pris en compte
Limite caractéristique d’élasticité en cisaillement τ_y,k	135 N/mm²	§ t.1
Valeur de dimensionnement de l’effort tranchant V_Ed	44.1 kN

Calcul : Valeurs communes
Étape	Valeur	Réf.
Limite d’élasticité du profilé	f_y,k = 235 N/mm²	§ t.1
Aire du profiléCalculée à partir de h, b, t_w, t_f et r : les trois tôles plus quatre congés de (1 − π/4)·r². Comparez-la avec la ligne du tableau du profilé visé. Les plats de renfort n’y sont pas inclus.	A = 2’534 mm²
Moment d’inertie du profiléCalculé à partir des cinq mêmes dimensions, congés compris. Indiqué pour permettre d’identifier le profilé ; non utilisé par les vérifications plastiques.	I_y = 6’060’890 mm⁴
Module de section plastique du profiléW_y,pl = 2·S, deux fois le moment statique de la demi-section par rapport à l’axe neutre, congés compris. Calculé, non saisi : celui du profilé seul, car les plats s’ajoutent à son moment plastique au lieu d’y être intégrés.	W_y,pl = 119’491 mm³
Hauteur avec les plats de renfortLa hauteur totale de la section renforcée — la hauteur h du profilé saisie, plus un plat sur chaque aile.	h + 2·t_sem = 134.0 mm
Moment plastique du profiléM_pl = f_y,k·W_y,pl	M_pl = 28.080 kNm
Valeur de dimensionnement de la résistance du profilé seulC’est le niveau au-delà duquel les plats de renfort doivent compenser la différence, et c’est aussi la ligne de l’enveloppe des moments qui fixe l₀.	M_pl/γ_M1 = 26.74 kNm

Calcul : Vérification 1 — zone renforcée
Étape	Valeur	Réf.
Moment supplémentaire requisM_sem,pl ≥ γ_M1·M_Ed − M_pl = 1.05 × 47.60 − 28.08.	M_sem,pl,req = 21.90 kNm
Largeur de plat requise pour cette épaisseurb_sem ≥ M_sem,pl,req/(f_y,sem·t_sem·(h + t_sem)). L’épaisseur est dictée par les tôles disponibles ; c’est donc la largeur qui est découpée sur mesure.	b_sem,req = 75.2 mm
Effort dans chaque platF_sem = f_y,sem·b_sem·t_sem, dans l’hypothèse où la section renforcée est entièrement plastifiée. C’est aussi l’effort que la soudure doit introduire.	F_sem = 235.0 kN
Bras de levier entre les centres des platsa = h + t_sem : le centre de chaque plat se trouve à une demi-épaisseur de plat au-delà de la hauteur du profilé.	a = 124.0 mm
Moment plastique des platsM_pl,sem = F_sem·a. Les deux plats forment un couple ; le profilé n’intervient donc pas dans ce terme.	M_pl,sem = 29.140 kNm
Résistance de la section renforcéeLes résistances s’additionnent simplement — ce qui fait tout l’intérêt de la méthode ; cela est valable parce que le renforcement est symétrique et que l’axe neutre ne s’est pas déplacé.	(M_pl + M_pl,sem)/γ_M1 = 54.50 kNm
Gain par rapport au profilé seul	– = 103.8 %
Zone renforcéeM_Ed ≤ (M_pl + M_pl,sem)/γ_M1	η = 0.873 · VérifiéTaux d’utilisation : 87 %

Calcul : Vérification 2 — zone non renforcée
Étape	Valeur	Réf.
Zone non renforcéeM_Ed,0 ≤ M_pl/γ_M1	η = 0.972 · VérifiéTaux d’utilisation : 97 %

Calcul : Longueur des plats de renfort
Étape	Valeur	Réf.
Longueur théoriqueTirée de l’enveloppe des moments de flexion, saisie.	l₀ = 4’300 mm
Longueur de soudure requise à chaque extrémitéF_sem divisé par la résistance par unité de longueur. La soudure frontale à l’extrémité du plat compte aussi, en plus des deux soudures le long de ses côtés ; la longueur disponible est donc b_sem + 2Δl et non 2Δl seulement.	b_sem + 2Δl = 280 mm
Longueur d’introduction à chaque extrémitéΔl = (F_sem/f_w − b_sem)/2.	Δl = 90 mm
Longueur totale de chaque platl_sem = l₀ + 2Δl. Le prolongement ne sert pas à la flexion — il permet à la soudure d’introduire l’effort dans le plat avant que le plat ait à le reprendre.	l_sem = 4’480 mm

Calcul : Vérification 3 — effort tranchant dans l’âme
Étape	Valeur	Réf.
Aire efficace de cisaillementA_v = A − 2b·t_f + (t_w + 2r)·t_f, du PROFILÉ, avec A calculée ci-dessus. Les plats de renfort se trouvent dans le plan des ailes et ne contribuent en rien à la reprise de l’effort tranchant.	A_v = 846 mm²	§ (42a)
Valeur de dimensionnement de la résistance à l’effort tranchantV_R = τ_y,k·A_v	V_R/γ_M1 = 108.7 kN	§ (41)
Résistance de l’âme à l’effort tranchantV_Ed ≤ V_R/γ_M1	η = 0.406 · VérifiéTaux d’utilisation : 41 %	§ (41)

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 les plats sont-ils plus longs que l_0 ?

Un plat ne peut pas reprendre F_sem dès son origine. Les soudures doivent lui transmettre l’effort, ce qui demande une certaine longueur de soudure. Le plat commence donc, à chaque extrémité, Δl avant le point où il devient nécessaire.

Que faire si la zone non renforcée n’est pas vérifiée ?

Dans ce cas, l₀ est trop courte. Les plats doivent s’étendre plus loin le long de la courbe enveloppe ; un plat plus épais n’y change rien.

Quel abonnement comprend ce module ?

L’abonnement Basic, avec sa note de calcul.

Voir aussi

Norme : SIA 263:2013 · Page mise à jour : 26 octobre 2026