Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

RDM - Contrainte et flexion

Posté par
ShowTaKe
28-03-20 à 09:46

Bonjour, voici un exercice auquel j'aurai besoin d'aide. J'aurai principalement besoin d'aide pour la question 3.a. Vous trouverez ce que j'ai fais pour les questions 1 et 2 en pièce jointe. Je remercie les personnes qui m'accorderont de leur temps.

Concernant la question 3.a.

J'avais posé M=0.125.p.L² = 0.125.20.12² = 360
Wel z = I/v = b.h²/6 = 40*90²/6 = 54000 cm³

Je l'ai ensuite mis dans la formule de la contrainte:

\sigmasup =M/Wel z = 360/54000 = 6.67*10^-3


Énoncé:

Soit la structure suivante. Les forces précisées sont calculées à l?ELU. Les cotes sont en mètres.
La poutre est en béton et de section rectangulaire b= 0,4 m et h = 0,9 m.

Question 1. Calculer les réactions d?appui
Question 2. Calculer puis tracer, l?effort tranchant V et le moment fléchissant M à l?aide de la méthode graphique.
Question 3.a Déterminer les contraintes normales des fibres supérieures et inférieures aux abscisses où Mmax et Mmin sont atteints. Si la poutre est constituée de béton fck = 40MPa et que les prescriptions des Eurocodes sont les suivantes : -0,6 fck < ? < fctm = 3,2 MPa, vérifier que les contraintes sur toute la poutre sont bien comprises dans l?intervalle.
Si ce n?est pas le cas, calculer la précontrainte P à mettre en place sur toute la longueur de la poutre en son centre de gravité G. On précisera le nombre de câbles de précontrainte 7T15s à mettre en place, sachant qu?un câble génère une force de compression de -1,3 MN.
Précision : la précontrainte P mise en place en G correspond à un effort normal de compression qui ne crée aucun moment fléchissant.

RDM - Contrainte et flexion

RDM - Contrainte et flexion

RDM - Contrainte et flexion

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 09:56

J'arrive !

Laisse-moi le temps de digérer tes réflexions

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 09:56

gbm @ 28-03-2020 à 09:56

J'arrive !

Laisse-moi le temps de digérer tes réflexions


Ahah pas de soucis

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:12

Alors,

Question 1 : TB !

Une remarque cependant : n'oublie pas de définir le repère choisi ! Ici j'imagine que c'est (A, , ) => à représenter sur le schéma

Question 2 : quels progrès, tu as l'air à l'aise avec le tracé de l'effort tranchant Ty et le moment fléchissant Mfz !

Une remarque : n'oublie pas la relation \dfrac{dM_{fz}}{dx} = -T_y => pour chaque portion de la poutre étudiée, ce sont des portions de paraboles pour le moment fléchissant, on a l'impression que ce sont des droites sur ton diagramme => à reprendre.

Cette relation est d'autant plus intéressante que, connaissant le signe de Ty, on peut en déduire l'allure et le sens de variation de Mfz

v = déplacement quand tes relations de continuité de la poutre ?

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:15

Citation :
Concernant la question 3.a.

J'avais posé M=0.125.p.L² = 0.125.20.12² = 360
Wel z = I/v = b.h²/6 = 40*90²/6 = 54000 cm³

Je l'ai ensuite mis dans la formule de la contrainte:

\sigmasup =M/Wel z = 360/54000 = 6.67*10^-3


Attention à la rédaction :
- c'est quoi M ? A quelle abscisse ?
- Quelle est l'unité du résultat ?
- c'est quoi Wel z ? l ? v ? Je ne comprends pas ...

Il faut expliquer ce que tu fais et définir les notations employées.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:24

Oui V est le déplacement pour les relations de la continuité de la poutre.

M est le moment fléchissant maximum.
Wel z= Wel z' = I/y = (b*h³)/(b*h²) = b*h²/6
avec I le moment quadratique
et y : variable représentant la cote algébrique entre la fibre neutre et les fibres
extrêmes (supérieure et inférieure) de la section.

Mon objectif étant de calculer les contraintes minimales et maximales, j'ai donc utiliser la formule de la contrainte.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:35

OK donc Mmax = M(x = 4) = 380 kN.m

J'ai ensuite du mal à comprendre ce que tu as fait ici :

Citation :
Wel z= Wel z' = I/y = (b*h³)/(b*h²) = b*h²/6


On se trouve dans une poutre soumise à de la flexion, la contrainte normale maximale vaut, au signe près :

\sigma _{max} = - \dfrac{M(x=4) \times y}{I(G,\vec{z})}

avec |y| = \dfrac{h}{2}

et I(G,\vec{z}) = \dfrac{h.b^3}{12}

donc

|\sigma _{max}| = \dfrac{M(x=4) \times \frac{h}{2}}{\frac{h.b^3}{12}} =

Non ?

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:38

Oui je suis tout à fait d'accord

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:40

Après avoir appliqué la formule de la contrainte j'obtiens 380/54000 = 7.037*10^-3 Mpa

C'est cela que je trouve bizarre.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:45

|\sigma _{max}| = \dfrac{M(x=4) \times \frac{h}{2}}{\frac{h.b^3}{12}}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{b^3}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{(0,4)^3}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = 3,6.10^7 ~Pa = 36 ~MPa

Tu as oublié que le moment fléchissant était exprimé en kN.m.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 10:51

gbm @ 28-03-2020 à 10:45

|\sigma _{max}| = \dfrac{M(x=4) \times \frac{h}{2}}{\frac{h.b^3}{12}}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{b^3}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{(0,4)^3}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = 3,6.10^7 ~Pa = 36 ~MPa  

Tu as oublié que le moment fléchissant était exprimé en kN.m.



Je pense que vous avez fait une erreur de calcul, lorsque je fais : I = b.h³/12 et non h.b³/12

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:07

Décidément je suis fâché avec le moment quadratique

|\sigma _{max}| = \dfrac{M(x=4) \times \frac{h}{2}}{\frac{b \times h^3}{12}}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{b \times h^2}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{0,4 \times (0,9)^2}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = 7,0.10^6 ~Pa =7,0 ~MPa

Dans tous les cas je tombe sur un résultat du bon ordre de grandeur

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:09

Ahah, je suis tout à fait d'accord et trouve pareil que vous.
J'ai fait aussi celui pour -160 kN.m et cela nous donne -2.96 MPA

C'est malheureusement maintenant que je ne comprend pas comment faire la suite.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:19

Je trouve la même chose que toi pour le deuxième calcul.

La question est donc : est-on dans l'intervalle de contraintes min - max imposé par la norme ?

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:25

Non justement, nous ne sommes pas du tout compris dans l'intervalle :
-2.4MPA < \sigma < -3.2 MPA

Pour -2.96 < -2.4 ; 7.037 > 3.2 ; -7.037 < -2.96
Par contre -2.4 < 2.96 < 3.2 MPA

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:37

N'oublie pas que les contraintes normales calculées le sont au signe près, y étant la cote a entre la fibre neutre et les fibres extrêmes (supérieure et inférieure) de la section.

Citation :
Question 3.a Déterminer les contraintes normales des fibres supérieures et inférieures aux abscisses où Mmax et Mmin sont atteints. Si la poutre est constituée de béton fck = 40MPa et que les prescriptions des Eurocodes sont les suivantes : -0,6 fck < \sigma < fctm = 3,2 MPa, vérifier que les contraintes sur toute la poutre sont bien comprises dans l'intervalle


On a donc l'intervalle : -0,6 \times 40 = - 24 ~ MPa < \sigma < fctm = 3,2 ~ MPa \\

Nous avons calculé, suivant la fibre regardée :

\sigma _{max} = \pm 7,0 ~MPa

\sigma _{min} = \pm 2,96 ~MPa

Il y a donc une surcontrainte à x = 4 m et pour la cote y = -h/2

Il faut donc introduire une précontrainte (donc des câbles) pour réduire cette valeur ... Combien de câbles faut-il donc ?

Citation :
Si ce n'est pas le cas, calculer la précontrainte P à mettre en place sur toute la longueur de la poutre en son centre de gravité G. On précisera le nombre de câbles de précontrainte 7T15s à mettre en place, sachant qu'un câble génère une force de compression de -1,3 MN (kézako ?).
Précision : la précontrainte P mise en place en G correspond à un effort normal de compression qui ne crée aucun moment fléchissant.


Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:43

Je n'ai jamais vu ceci. L'objectif étant de se trouver dans l'intervalle et qu'un câble représente -1.3MN 3*-1.3 = -3.9

7-3.9 = 3.1
2.96-3.9 = -0.94

Je pense que ce n'est pas sa qu'il fallait faire, voir je ne comprend pas très bien :/

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:45

Pardon, j'ai complété mon message précédent : qu'est-ce que "MN" ?

Mes connaissances de RDM remontent à 10 ans, j'ai très certainement oublié des choses.

Attention, pas d'unités aux résultats c'est 0 le jour d'un examen ...

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 11:51

MN sont des MégaNewton je pense. Du coup pour + ou - 2.96 MPA ce serait bon. Donc comme vous l'avez dit nous aurions un problème pour M(x=4).

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:03

Relis mon message du 28-03-20 à 11:25 :

* je suis d'accord avec toi pour x = 8 m => pas de problème

* en revanche, pour x = 4 m et y = -h/2 on a 7,0 MPa > 3,2 MPa => nous sommes donc en dehors de l'intervalle pour cette fibre.

Au temps pour moi, on te donne donc une précontrainte, sous forme d'un effort normal (1 ~ MN = 10^6 ~ N).

Et donc pour chaque câble ajouté, on aura une contrainte normale

\sigma = \dfrac{N}{S} = \dfrac{N}{b \times h} = \dfrac{-1,3.10^6}{0,9 \times 0,4} = -3,6 ~MPa

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:05

Et attention à une chose : chaque câble de précontrainte va ajouter une contrainte normale uniformément sur l'ensemble de la poutre.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:21

Ah merci de l'aide. Mais du coup il nous faudrait deux câbles n'est ce pas ?

On a une contrainte de 7,00MPA, pour rentrer dans l'intervalle -24 < \sigma < 3.2 MPA. Car 7-3.6*2 = -0.2 MPA. Non ?

Je pense ne pas bien comprendre comment faire, même si je remarque que vous accentuez certains mots.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:33

Oui TB !

Si on ajoute deux câbles de précontrainte, on apporte une contrainte normale de -7,2 MPa sur l'ensemble de la poutre :

- la contrainte normale maximale à l'abscisse x = 4 m et la cote y = -h/2 devient : 7 - 7,2 = -0,2 MPa < 3,2 MPa

- la contrainte normale minimale à l'abscisse x = 4m et à la cote y = +h/2 devient : -7 - 7,2 = -14,2 MPa > -24 MPa

Nous sommes donc dans l'intervalle proposé par la norme, elle est donc respectée.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:34

J'accentuai la phrase "sur l'ensemble de la poutre" pour que tu penses à regarder toutes les contraintes normales générées le long de la poutre.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:36

D'accord merci beaucoup pour votre aide. Je reviendrais peut être plus tard vers vous sur le même exercice mais avec d'autres questions, je suis entrain de le continuer.

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 12:49

ça marche, si tel est le cas, prends bien le temps de détailler ton raisonnement (rédaction, justifications, hypothèses, ...) pour me faciliter la relecture et de préciser les unités aux résutats.

Bon appétit dans l'immédiat.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 13:21

Merci à vous aussi. Cependant j'ai le diagramme de la précontrainte à faire donc avec:
\sigmasup = -0.2 et \sigmainf = -14.2. Le diagramme sera donc comme ceci ?  

RDM - Contrainte et flexion

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 13:22

Correction : \sigmasup= -14.2 et \sigmainf = -0.2

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 13:33

Oui c'est l'idée, précise cependant les cotes pour plus ce clarté, à l'image de ce qui est proposé en page 17/92 de ce cours :

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 13:33

Parfait merci

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 13:46

Je t'en prie !

Bon après-midi et à une prochaine fois !

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 14:01

Merci j'aurai juste besoin de vous pour la dernière question de mon exercice puis je vous laisserai sur ça:

Question 3.c Si la poutre n'est plus en béton mais une poutre IPE en acier S235, dimensionner la poutre à la flexion.
Question 3.d Préciser la valeur des contraintes normales extrémales et tracer le diagramme correspondant pour la poutre IPE choisie.

Pour la question 3.c. : Sachant que Mmax = 380kN.m = 380000 N.m

Wel > Mmax/fyd = 380000/235 Mpa = 1617 cm³. J'ai ensuite regardé dans le catalogue Arcelormital et est trouvé qu'il fallait une poutre IPE O 450 de base b = 0.192m et de hauteur h = 0.456 m.

Bon ça je suis sûr de mon résultat.

J'aurai cependant besoin de votre aide pour la question d.

Du coup je me suis dis sachant que la contrainte Max = 380kN.m

J'utilise la formule de la contrainte : \sigma = \frac{380*\frac{0.456}{2}}{\frac{0.192*0.456³}{12}} = 57108 Pa = 57 MPA.

Sommes nous d'accord où pensez-vous que je me suis trompé ? Souhaitez-vous le catalogue Arcelormital ?

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 15:09

OK, je pensais que l'exercice était fini :

3. c.

Citation :
Wel > Mmax/fyd = 380000/235 Mpa = 1617 cm³.


A quoi correspond "f" et "d" ?

Ensuite, ne faut-il pas considérer un coefficient de sécurité dans ce dimensionnement ?

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 15:13

Sachant que la poutre est en Acier S235, la limite admissible de la contrainte en flexion est fyd.

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 15:17

Concernant le coefficient de sécurité dans le dimensionnement je ne pense pas selon moi

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:08

Surprenant quand on est en phase de dimensionnement mais admettons, pour ma part j'aurais considéré :

\sigma \le \sigma _{adm} = \dfrac{Rp_{0,2}}{s}

s étant le coefficient de sécurité et Rp_{0,2} contrainte à un allongement relatif de 0,2 % en traction

En revanche, j'ai du mal à comprendre ce que tu as fait :

Citation :
Wel > Mmax/fyd = 380000/235 Mpa = 1617 cm³


Pourrais-tu me donner plus de précisions ?

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:13

Je me suis inspiré d'un exercice de mon cours. Je ne sais pas si cela peut vous aider.

** image supprimée **

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:31

Aaah ! OK ! Je viens de saisir tes notations (quand je répète que c'est important de les définir ) :

\sigma_{max} = \dfrac{M_{fz}}{I(G,\vec{z})}.y = \dfrac{M_{fz}}{\frac{I(G,\vec{z})}{y}} = \dfrac{M_{fz}}{W_{el,z}}

soit W_{el,z}} =\dfrac{I(G,\vec{z})}{y}

C'est correct ce que tu as fait dans ce cas

***Message corrigé***

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:32

Et vous êtes d'accord avec moi pour la question d. ? Faut-il que je fasse la contrainte aussi pour -160kNm ?

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:40

Concernant la question d, attention tu refais la même faute d'inattention :

|\sigma _{max}| = \dfrac{M(x=4) \times \frac{h}{2}}{\frac{b \times h^3}{12}}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.\textcolor{red}{10^3}}{b \times h^2}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = \dfrac{6 \times 380.10^3}{0,192 \times (0,456)^2}

\Leftrightarrow |\sigma _{max}| = 5,7.10^7 ~Pa = 57 ~MPa

Heureusement on retombe sur le même résultat ...

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:40

Ce n'est pas nécessaire à -160 kN.m pour moi

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:41

D'accord c'est parfait, alors je vous remercie pour votre aide, et vous souhaite une bonne continuation. A une prochaine peut être

Posté par
gbm Webmaster
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:43

Je t'en prie, ça m'aura fait découvrir des notations que je ne connaissais pas !

Bonne fin de journée et à une prochaine fois !

Posté par
ShowTaKe
re : RDM - Contrainte et flexion 28-03-20 à 17:43



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !