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Poster De Conférence Année : 2014

Instabilités de voilement des panneaux en lamellé-croisé

Résumé

Le lamellé croisé (CLT – Cross LaminatedTimber) se présente généralement sous la forme de panneaux multicouches en bois dont les plis sont alternativement croisés à 90° et collés sur leurs faces supérieures et inférieures. Ils sont de plus en plus utilisés pour construire intégralement des bâtiments de grande hauteur du fait de leur légèreté et de leur facilité d’assemblage. Utilisés comme murs porteurs et donc soumis à un chargement dans le plan, ces panneaux sont susceptibles d’être instables par voilement avant d’atteindre la rupture. En effet, dans le cas de plaques peu élancées, la raideur en cisaillement a une influence sur la charge critique de flambement, charge à partir de laquelle la plaque sort de son plan d’origine. Or, dans les couches transversales, la raideur de cisaillement radial-tangentiel GRT (ou cisaillement roulant) est très faible et peut donc conduire à une baisse significative de la capacité portante de la structure et donc à une ruine prématurée. Ainsi, l’objectif de ce travail est d’évaluer les ordres de grandeur de ce phénomène par une étude numérique 3D et 2D et de voir dans quelle mesure ces résultats peuvent être approchés par les théories de plaques : nous comparons ainsi les résultats obtenus par les différentes théories. Dans un premiers temps, nous appliquons la théorie du Bending-Gradient proposée par Lebée et Sab qui généralise la théorie des plaques épaisses de Reissner en prenant en compte le gradient du moment fléchissant. Cette théorie du Bending-Gradient est projeté sur le modèle de Reissner en simplifiant le comportement en cisaillement de la plaque. Les résultats numériques 3D sont considérés comme les plus proches du comportement réel du CLT et seront ainsi utilisés pour valider les théories de plaques. Pour chaque cas nous faisons varier le cisaillement roulant entre 22 et 50 MPa qui sont les valeurs extrêmes trouvées dans la littérature. Pour les modélisations numériques, nous avons distingué également les conditions aux limites soft et hard simple support qui témoignent de la liberté ou non de la rotation dans la direction transversale au bord. Qualitativement, les résultats numériques 3D montrent qu’une prise en compte du cisaillement hors-plan est nécessaire pour les plaques en CLT. Nous observons en effet un gauchissement de la section du fait de l’alternance des couches rigides et souples en cisaillement. Ces premiers résultats montrent l’importance de prendre en compte les effets du cisaillement hors-plan, la théorie de Kirchhoff ne peut donc pas s’appliquer aux panneaux en CLT. Les résultats analytiques montrent en effet qu'un modèle de plaque de Reissner dont le comportement en cisaillement est issu du modèle du Bending-Gradient, est plus efficace que le modèle de Kirchhoff pour calculer le flambement des plaques en CLT. L'étude montre également que la distinction entre les conditions hard et soft simple support, peu discutée dans la littérature, peut conduire à des différences notables dans les charges critiques de flambement.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-01135554 , version 1 (25-03-2015)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01135554 , version 1

Citer

Olivier Perret, Cyril Douthe, Arthur Lebée, Karam Sab. Instabilités de voilement des panneaux en lamellé-croisé. Journée Scientifique du Groupe de Recherche 3544 Sciences du Bois, Nov 2014, Nancy, France. ⟨hal-01135554⟩
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