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Structures mixtes

 

Dans les constructions mixtes en acier et béton, les poutrelles doivent être liées aux dalles de béton par des moyens mécaniques afin d’optimiser les matériaux. En outre, la dalle de béton armé, qui remplit déjà son office de surface porteuse horizontale, est utilisée en outre comme élément comprimé de la section mixte. Elle apporte ainsi un gain de résistance et de rigidité à la poutrelle, qui constitue essentiellement l’élément tendu de l’ensemble en flexion.

Le béton et l’acier peuvent de même être combinés dans des poteaux mixtes de différents types de sections.

Dans le cas des bâtiments multi-étages, les poteaux mixtes (profilés enrobés de béton renforcé) contribuent non seulement à la protection anti-feu, mais aussi au transfert de charges verticales, assurant ainsi la stabilité de la structure et réduisant considérablement la section transversale et le nombre de poteaux nécessaire.

La forme creuse des profilés en H favorise un remplissage de béton  à plat au sol avant montage des pièces, éliminant ainsi les frais de coffrage. Cette technique permet de laisser une partie des semelles des profilés apparentes, pour des raisons d’architecture.

Les structures mixtes ont une résistance sismique incomparable.

 

Mega columns with 4 encased steel profiles

Composite mega columns of tall buildings are currently designed with continuous built-up sections, welded in the fabrication shop and spliced on the job site without any prequalified welding procedure. This leads to highly restrained welds and splices which, under severe dynamic loadings, will likely crack before exhibiting any ductile behavior. These tall buildings have not been submitted to severe earthquakes, but it will happen. The 1994 earthquake in Northridge, California, taught us that welding procedures, beam-to-column connections and column splices have to be as simple as possible to properly and reliably work as anticipated.

Using multiple rolled sections encased into concrete is the solution for increasing the safety of tall buildings. It leads to less welding, less fabrication works and reliable simple splices which have been used for decades in high-rise projects.

AISC allows engineers to design composite sections built-up from two or more encased steel. But, it doesn’t explain how to perform and check the design. Those papers offers a method to do it. The method is explained by means of design examples covering combined axial compression, bending and shear.

  • Design examples combined axial compression, bending and shear in metric units PDF
  • Design examples combined axial compression and bending in imperial units PDF
  • Design examples combined axial compression and shear in imperial units PDF