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Pour augmenter la rigidité à la flexion d’une colonne, et donc aussi sa capacité à résister au flambage, il existe une solution beaucoup plus efficace que la simple augmentation des dimensions en accroissant le diamètre. Comme nous l’avons déjà vu à propos de la rigidité des poutres (cf. p. 172), une section rectangulaire pleine est beaucoup moins efficace qu’une section en I pour une quantité égale de matériau et une même hauteur. En général, on peut affirmer que plus la distance entre la zone tendue et la zone comprimée est grande, et plus la colonne sera rigide à la flexion, et par conséquent résistante au flambage. L’efficacité d’une colonne dépend donc aussi de la forme de sa section, qui joue un rôle très important. Employer le matériau de façon intelligente, en utilisant des sections avec des parois minces présentant une grande distance entre la zone tendue et la zone comprimée, est donc d’une importance fondamentale. Le graphique ci-contre compare des sections en I, des sections à caisson, des sections tubulaires et des sections pleines, avec une même surface (et donc avec la même quantité de matériau employé) et avec une dimension extérieure maximale de 30 cm. Il résulte clairement qu’une section pleine est beaucoup moins efficace qu’une section tubulaire ou en I. Par conséquent, le choix du type de section doit tenir compte du type de sollicitation. En présence de traction, comme nous l’avons vu, la forme n’influence pas la résistance de la section, et nous pourrons donc choisir également des sections pleines. Pour les éléments comprimés, si nous voulons exploiter correctement le matériau, il est en revanche nécessaire de choisir des sections creuses ou en I. Il faut observer que les sections en I, contrairement aux sections à caisson ou tubulaires, présentent des résistances différentes dans les deux directions. Comme nous l’avons déjà vu, une poutre en I soumise à des charges verticales, avec les ailes disposées verticalement, est moins rigide que la même poutre disposée de façon conventionnelle, avec les ailes horizontales. Dans les éléments comprimés avec une section en I, il est donc opportun de limiter la longueur critique par des éléments stabilisateurs qui retiennent la colonne et empêchent le déplacement dans le sens de la rigidité la plus faible. Dans l’autre sens, ces éléments ne sont pas nécessaires, ou bien peuvent être disposés avec un plus grand espacement, puisque même une longueur critique plus grande n’est pas déterminante.
3500 3000
Charge de flambage [kN]
L’influence de la forme de la section
2500 2000 1500 1000 500
0 0
5
10
15
20
Longueur de flambage [m] Charge critique de flambage: sections comparées
tf
z = h - tf h
tf z≅ h / 2 h
Rigidité d’une poutre avec section en I: ailes disposées horizontalement ou verticalement
h