Une poutre ajourée est créée en sectionnant longitudinalement l’âme d’un profilé en I selon un motif précis. L’objectif est de séparer la poutre puis de la ressouder avec une âme plus haute. Ces poutres sont classées selon la forme des ouvertures de l’âme. Les formes courantes sont hexagonale, circulaire (dite cellulaire), octogonale et losange.
Les poutres ajourées sont utiles en cas de hauteur limitée. Les ouvertures de l’âme facilitent le passage des gaines et tuyauteries. Ces avantages ont toutefois une contrepartie. Les ouvertures introduisent des mécanismes de rupture supplémentaires. Il faut donc vérifier l’effet Vierendeel, le cisaillement horizontal, le cisaillement vertical et le voilement du montant d’âme. Les propriétés de section utilisées en analyse par éléments finis diffèrent aussi de celles des poutres pleines classiques.
Pour insérer une poutre ajourée en acier :
1. Sélectionnez la commande Poutre acier dans l’onglet du ruban Modélisation > Ossature.
2. Insérez un élément d’ossature linéaire ou courbe comme d’habitude.
3. Dans la fenêtre Propriétés de l’ossature, passez à l’onglet Ajourée.
4. Vous pouvez choisir une ouverture Hexagonale ou Circulaire.
Les formulations de calcul normatives concernent les ouvertures circulaires (cellulaires) et hexagonales. Les ouvertures rectangulaires ne sont donc pas prises en charge.
5. Placez les ouvertures en indiquant leur Nombre ou leur Espacement libre. Vous pouvez aussi indiquer le Décalage de début et le Décalage de fin.
6. Indiquez aussi les dimensions des ouvertures d’âme avec les champs Largeur, Hauteur ou Diamètre.
Important :
Lors de l’insertion de la poutre ajourée en acier, choisissez un profilé laminé à chaud ou un profilé reconstitué correspondant à la hauteur finale du profilé.
Si le profilé final doit avoir une hauteur de 460 mm après découpe et soudage, choisissez par exemple un profilé laminé à chaud W18x46. Ne choisissez pas le profilé d’origine avant découpe.
7. Vous pouvez fermer certaines ouvertures. Indiquez alors leur numéro d’ordre. Pour fermer la deuxième, la troisième et la cinquième ouverture, entrez 2, 3, 5 dans le champ Trous fermés. Cela n’a aucun effet sur l’analyse ni sur le calcul. Elle sert uniquement à la mise en plans.
Les poutres ajourées et cellulaires comportent un grand nombre d’ouvertures d’âme. Elles ne peuvent donc pas être traitées comme des éléments à âme pleine ou à ouvertures isolées. Ce sont des éléments structuraux fortement hyperstatiques. Ils ne se prêtent pas à une méthode d’analyse simple. Le calcul des poutres ajourées ou cellulaires doit examiner les états limites suivants :
- Compacité et voilement local
- Résistance globale en flexion de la poutre
- Flexion Vierendeel des tés
- Voilement du montant d’âme
- Traction/compression axiale
- Cisaillement horizontal
- Cisaillement vertical
- Déversement
La première étape du calcul des poutres ajourées et cellulaires consiste à déterminer le moment fléchissant et l’effort tranchant globaux. Ces efforts sont calculés à chaque ouverture et à chaque montant d’âme sous les charges externes. On les appelle les efforts globaux. Ces efforts globaux permettent de calculer les efforts locaux dans les tés supérieur et inférieur, les montants d’âme et la section brute. Les composants de la poutre (tés et montants d’âme) sont ensuite vérifiés à la rupture sous ces efforts locaux.
Important
ProtaStructure 2026 effectue les vérifications des poutres ajourées selon l’Eurocode 3, l’AISC360
et le Turkish Steel Design Code.
ProtaStructure
ne prend actuellement en charge que les poutres ajourées non mixtes.
[Référence : AISC Design Guide 31 – Castellated and
Cellular Beam Design]
Résultats d’analyse d’un modèle incluant des poutres ajourées non mixtes
Interface de calcul des poutres ajourées en acier et rapport détaillé dans ProtaStructure
Les ouvertures d’âme sont transmises automatiquement à ProtaSteel pour la mise en plans. Elles sont définies par un objet de découpe. Vous pouvez donc les modifier facilement si besoin.
