Comportement et stabilité latérale des poutres alvéolaires avec des ouvertures sinusoïdales.

Abstract

This study analyzes the mechanical behavior and lateral stability of cellular beams with sinusoidal openings, considered an innovative solution for lightweight steel structures. Numerical simulations based on the finite element method were carried out using the Abaqus software with the S8R5 shell element. The study investigates torsion, bending, and lateral-torsional buckling under different loading conditions, including uniform moment, concentrated load, and distributed load.The results show that the cellular beam provides better performance than the parent beam in terms of stiffness and strength, while exhibiting behavior very close to that of a solid beam with the same depth. Regarding lateral-torsional buckling, the cellular beam maintains excellent performance even for large spans. Ultimately, the effectiveness of sinusoidal-opening cellular beams is demonstrated: this solution combines high mechanical performance, lightweight characteristics, and material efficiency, making it an outstanding compromise for modern steel structures. ----------------------------------------------------------------------- تتناول هذه الدراسة بتحليل المسار الميكانيكي لشوائب الخلايا التي تحمل فتحات جيبية ، باعتبارها حلاً مبتكرًا للتركيبات الفولاذية ذات الوزن الخفيف . تم إجراء محاكاةى رقمية تعتمد على طريقة العنصر الدقيق مستعملة في ذلك برنامج Abaqus، بواسطة عنصر S8R5 . تتحقق هته الدراسة من الالتواء، والانحناء، والانبعاج الالتوائي الجانبي (Déversement) تحت شروط تحميلية مختلفة تتضمن لحضات منتظمة و حمولة مركزة و كذا حمولة موزعة وتطهر النتائج أن العوارض ذات الخلايا توفر أداءً أفضل من العارضة الأم من حيث االمقاومة والقوة مع عرض سلوك قريب جدا من العارضة الكاملة بنفس العمق ،.اما فيما يتعلق بالانبعاج و الالتواء الجانبي،فالعارضة الخلوية تحافظ على أداء ممتاز حتى فيالمناطق العميقة. وفي النهاية فقد تم اثبات فعالية العوارض الخلوية ذات الفتحات الجيبية وهذا الحل يربط الأداء الميكانيكي العالي و الخصائص ذات الوزن الخفيف و تاثير المادة حلا كتسوية التركيبات الفولاذية الحديثة . ---------------------------------------------------------------------- une solution innovante pour les structures métalliques légères. Des simulations numériques par éléments finis sont réalisées avec le logiciel Abaqus, en utilisant l’élément coque S8R5. L’étude porte sur la torsion, la flexion et le déversement sous différents cas de charge (moment uniforme, charge concentrée, charge répartie). Les résultats montrent que la poutre alvéolaire offre de meilleures performances que la poutre mère en rigidité et en résistance, et se rapproche très fortement de la poutre pleine de même hauteur. En déversement, la poutre alvéolaire conserve d’excellentes performances, même pour de grandes portées. En définitive, l’efficacité des poutres à ouvertures sinusoïdales est démontrée : cette solution allie haute performance mécaniquCette étude analyse le comportement mécanique et la stabilité latérale de poutres alvéolaires à ouvertures sinusoïdalese, légèreté et économie de matière, constituant un compromis remarquable pour les charpentes métalliques modernes.