Poutre Anti-Flambement : Un Dispositif Structurel Sismique Innovant

La poutre anti-flambement (BRB, de l'anglais Buckling Restrained Brace) est un dispositif de support structurel innovant conçu pour améliorer la résistance d'un bâtiment aux charges latérales telles que les tremblements de terre. Le BRB présente un comportement élasto-plastique idéal, maintenant une performance stable sous des charges cycliques répétées. Cela améliore considérablement la ductilité et la capacité sismique des structures. Par rapport aux poutres conventionnelles, le BRB évite la défaillance par flambement en compression, offrant une solution sismique économique et fiable.

Principe de Fonctionnement
Caractéristiques
Catégorie
Structure
Spécifications

Principe de Fonctionnement

Le BRB ne flambe pas sous charge, fournissant une rigidité latérale stable pour contrôler efficacement la déformation globale de la structure. Sous l'action sismique, le BRB entrera d'abord dans un état de fluage, dissipant l'énergie sismique grâce à la déformation plastique du noyau en acier tout en fournissant un amortissement supplémentaire, réduisant ainsi considérablement l'impact du tremblement de terre sur la structure. Ce mécanisme de "fluage sans flambement" fait du BRB un composant clé pour améliorer la performance sismique des structures.

Principe de fonctionnement d'une poutre ordinaire

Principe de fonctionnement d'une poutre anti-flambement.

Principe de fonctionnement du BRB

Caractéristiques

Conception optimisée de la section transversale. Les dimensions de la section transversale sont plus petites que celles des poutres en acier conventionnelles, permettant une utilisation efficace du matériau et réduisant le poids propre de la structure.
Excellente ductilité. Le matériau présente une ductilité exceptionnelle, avec une capacité de déformation plastique répondant aux exigences du code, et un allongement après rupture ≥ 20%.
Double fonction de support et d'amortissement. La poutre anti-flambement maintient sa capacité de charge même après la fluage en compression tout en fournissant un rapport d'amortissement supplémentaire sous l'action sismique pour atténuer les effets du tremblement de terre.
Contrôle du déplacement sismique. Elle respecte les limites de déplacement spécifiées dans la norme GB 50011-2010.
Méthode de connexion simple. Les poutres anti-flambement peuvent être installées via des connexions boulonnées, des connexions articulées ou par soudure, garantissant une rentabilité et une facilité de mise en œuvre.
Maintenabilité post-sismique. Taux de déformation résiduelle < 0.2% après des tremblements de terre modérés et mineurs, éliminant le besoin de remplacement ; réparable par rénovation partielle ou remplacement complet après des tremblements de terre majeurs.

Vues en coupe des noyaux en acier des poutres anti-flambement avec différentes dispositions.

Vues en coupe des noyaux en acier avec différentes dispositions

Catégorie

Les BRB sont divisés en BRB circulaires et BRB carrés selon leur forme. Les couleurs ne sont pas standardisées et peuvent être personnalisées selon les exigences du projet, avec des options courantes incluant le jaune, le blanc et le gris.

Poutre anti-flambement circulaire bleue

Une poutre anti-flambement carrée grise et deux blanches disposées en ordre.

Poutre anti-flambement carrée grise et blanche

Trois poutres anti-flambement carrées jaunes empilées ensemble.

Poutre anti-flambement carrée jaune

Structure

Le BRB se compose de quatre éléments : un noyau en acier déformable, un tube en acier, un matériau non lié et du mortier.

Noyau en acier déformable : La partie centrale du BRB, conçue pour résister à toutes les forces axiales générées dans la poutre, y compris la traction et la compression.
Tube en acier : Fournit une restriction latérale pour empêcher le noyau en acier de subir un flambement global ou local sous compression axiale. Il offre un support latéral grâce à la rigidité en flexion, améliorant la stabilité structurelle.
Matériau non lié : Permet au noyau en acier de se déplacer indépendamment de la coque, évitant l'influence de la déformation de la coque sur le noyau en acier. Assure que le noyau en acier peut supporter indépendamment les forces axiales comme prévu dans la conception et effectuer la dissipation d'énergie.
Mortier : Placé entre le noyau en acier et le tube en acier, assurant que le noyau en acier peut subir une déformation axiale librement et réduisant la friction entre les deux. Permet au noyau en acier de se dilater librement sous compression, évitant une augmentation de la pression axiale due à la friction.

Structure du BRB

Spécifications

Matériau : Acier
Force de fluage : 500–1500 kN
Longueur de l'axe : 5500–8000 mm
Longueur du produit : 3500–6000 mm
Déplacement de fluage de référence : 4.7–8.3 mm
Taille extérieure : 150 mm × 150 mm, 200 mm × 200 mm

Tableau 1 : Spécifications des Poutres Anti-Flambement
Modèle	Force de Fluage (F)	Longueur de l'Axe	Longueur du Produit	Déplacement de Fluage de Référence	Taille Extérieure (Largeur × Hauteur)
Modèle	(kN)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
BRB500-3500	500	5500	3500	4.8	150 × 150
BRB500-4000		6000	4000	5.6	150 × 150
BRB500-4500		6500	4500	6.3	150 × 150
BRB500-5000		7000	5000	6.8	150 × 150
BRB500-5500		7500	5500	7.6	150 × 150
BRB500-6000		8000	6000	8.1	150 × 150
BRB750-3500	750	5500	3500	4.7	200 × 200
BRB750-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB750-4500		6500	4500	6.2	200 × 200
BRB750-5000		7000	5000	6.9	200 × 200
BRB750-5500		7500	5500	7.6	200 × 200
BRB750-6000		8000	6000	8.1	200 × 200
BRB1000-3500	1000	5500	3500	4.7	200 × 200
BRB1000-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB1000-4500		6500	4500	6.3	200 × 200
BRB1000-5000		7000	5000	6.7	200 × 200
BRB1000-5500		7500	5500	7.4	200 × 200
BRB1000-6000		8000	6000	8.2	200 × 200
BRB1500-3500	1500	5500	3500	4.8	200 × 200
BRB1500-4000		6000	4000	5.5	200 × 200
BRB1500-4500		6500	4500	6.3	200 × 200
BRB1500-5000		7000	5000	6.7	200 × 200
BRB1500-5500		7500	5500	7.6	200 × 200
BRB1500-6000		8000	6000	8.3	200 × 200
Rapport de rigidité après fluage : 0.035. Matériau du noyau recommandé : Q235B. Si d'autres paramètres sont requis, la production peut être personnalisée selon les exigences de conception.

Tableau 2 : Propriétés des Matériaux Communs de la Plaque du Noyau
Symboles des Matériaux	Point de Fluage	Résistance à la Traction	Rapport de Fluage	Allongement
Symboles des Matériaux	(N/mm²)	(N/mm²)	(%)	(%)
BLY100	100±20	200–300	≤ 60	≥ 50
BLY160	160±20	220–320	≤ 80	≥ 45
BLY225	225±20	300–400	≤ 80	≥ 40
Q235B	220±15	370–500	≤ 82	≥ 25

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