Page 155 - MORPHOLOGIE DES STRUCTURES

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LES TREILLIS 155
5. Les treillis MULTI-LIERNES

5.1. INTRODUCTION

Un treillis MULTI-LIERNES est un treillis WARREN classique ou HARMONIQUE, équipé de liernes rayonnan-
tes reliant le nœud supérieur de chaque maille à une série de points équidistants de sa base.
Un treillis équipé d'une infinité de liernes permet donc de transmettre aux appuis une charge uniformément répartie
p exclusivement à l'aide de barres tendues ou comprimées, à l'exclusion de tout élément fléchi.
Le principe peut-être étendu aux “mailles sur pointes” en les équipant également de liernes reliant les nœuds de la
membrure inférieure aux segments de la membrure supérieure qui leur font face et qui sont courbes. Dans le cas
d'une construction métallique et dans un état plan de contrainte, ce dispositif permet de s'affranchir de la réduction
de contrainte admissible qui découlerait d'un élancement excessif de la membrure supérieure comprimée.
D'autres configurations à liernes aux propriétés particulières peuvent également être proposées telles que consi-
gnées dans le brevet européen EP 0953.684.B.1. du 5 avril 2000 octroyé à l'auteur, reproduit in extenso et in fac-
similé réduit ci-après (figure 5.1.1.).
Le principal avantage des MULTI-LIERNES par rapport aux MULTITREILLIS réside dans la possibilité d'équiper
les liernes de ressorts et d'amortisseurs de manière à atteindre l'amortissement critique de ces structures et de
réduire fortement la sensibilité aux effets dynamiques.

Poutre en treillis et pont comportant une telle poutre des barres. La résistance à la traction ne pose en général pas de pro-
blèmes. Par contre, lorsqu'une barre est soumise à un effort de com-
Domaine technique pression, celle-ci doit être dimensionnée de manière à éviter son
flambage. En vue d'éviter le flambage, il faut généralement donner à
La présente invention concerne les structures de construction appe- chaque barre une section plus importante que celle strictement néces-
lées poutres. Une poutre a pour fonction de transférer à des points saire pour reprendre l'effort de compression, ce qui a une incidence
d'appui les efforts qui lui sont appliqués. On fait usage d'une poutre défavorable sur le poids et le coût de la structure obtenue. En outre,
lorsque des charges doivent être supportées sur une certaine portée, dans le cas de charges réparties, typiques dans la construction de
par exemple pour la construction d'un pont ou d'une ferme de char- ponts, les barres doivent être dimensionnées pour résister non seule-
pente. ment aux efforts de traction et de compression, mais également aux
L'invention concerne en particulier une amélioration apportée aux efforts de flexion. Il faut donc également prévoir pour ces barres une
poutres dites “poutres en treillis”. Elle concerne également les ponts section plus importante que celle nécessaire pour reprendre l'effort de
comportant de telles poutres. traction ou de compression. Des efforts de flexion peuvent également
se développer dans les barres, lorsque les nœuds du treillis sont rigi-
Art antérieur et critique de cet art antérieur des.
Dans le cas des poutres en treillis, comme pour beaucoup d'autres
Les structures de poutres en treillis sont bien connues en construction, structures, il s'impose parfois de donner un surcroît de raideur, pour
et mises en œuvre dans de nombreuses applications. éviter que les fréquences propres de vibration de la poutre ne se
Une variante à deux dimensions d'une poutre en treillis est constituée situent dans la zone des fréquences des diverses sollicitations dynami-
d'un assemblage de barres se rejoignant en des nœuds, et formant des ques auxquelles elle est soumise. Ceci conduit également à une aug-
triangles. Des variantes à trois dimensions sont obtenues par assem- mentation du poids et du coût de la structure obtenue. L'apparition de
blage de barres pour former des triangles, eux-mêmes assemblés en vibrations dangereuses peut être évitée en augmentant la raideur de la
polyèdres (tétraèdre, pyramide, etc.). La poutre ainsi constituée poutre ou du pont. Elle peut également être évitée en amortissant les
s'appuie en deux ou plusieurs points d'appui, qui peuvent être des mouvements, c'est-à-dire en dissipant l'énergie des oscillations. La
encastrements, des rotules ou des appuis à rouleau. mise en place d'un tel mécanisme d'amortissement dans les structures
Une telle poutre est soumise à des efforts statiques et/ou dynamiques, de poutres et de ponts suivant l'art antérieur n'est cependant pas aisée.
qui s'appliquent sur les nœuds de la structure ou sont répartis sur – 24 lignes ajoutées le 17 mars 1999 et accessoires au propos sont
celle-ci, orientés verticalement ou suivant des directions quelconques. omises ici.
Lorsque des charges sont réparties sur les barres, ces barres doivent
en assurer le report aux nœuds de la poutre en treillis. Chacune de ces But de l'invention
barres doit donc être dimensionnée pour résister aux charges réparties
qui peuvent lui être appliquées. Les efforts peuvent provenir par La présente invention a pour but de fournir une poutre en treillis qui
exemple du poids propre de la structure, d'une charge permanente ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. Elle a pour
appliquée à celle-ci, de charges mobiles circulant sur celle-ci, du vent, but de fournir une poutre en treillis capable de résister à des efforts
de la neige, ou de secousses sismiques, mais aussi d'une combinaison importants et présentant une bonne rigidité, tout en étant légère donc
de ces différentes forces. moins coûteuse qu'une structure classique. Elle vise à augmenter la
les méthodes de calcul et de dimensionnement d'une telle structure résistance sans apport de matière, par une structure ou une morpholo-
sont bien connues de l'art de l'ingénieur. Par exemple, dans le cas de gie plus appropriée de la construction. Elle vise également la réalisa-
nœuds articulés (treillis articulés), ces méthodes comprennent le cal- tion d'ouvrages tels que des ponts bénéficiant des avantages précités.
cul de l'effort de traction ou de compression qui s'applique à chacune