Définitions des appuis extérieurs
Approche du constructeur : un élément de construction ou un bâtiment est en contact avec un environnement extérieur comme le sol, un bâtiment existant ou une fondation. Les appuis sont les obstacles qui limitent la capacité du système à bouger ou à tourner. Un appui est donc l’expression des connexions entre un système et son environnement extérieur. Ce qui est important ce sont les informations précises sur la nature de cette connexion, sa rigidité, sa capacité à bouger et à tourner dans les différentes directions de l’espace.
Tout mouvement entravé par la liaison entraîne l’apparition d’une réaction d’appui (ou action de liaison) dans la direction du mouvement gêné ou bloqué. A tout mouvement de translation entravé dans une direction donnée correspond une force de liaison ou action d’appui ayant cette direction. A tout mouvement de rotation autour d’un axe donné entravé correspond un torseur de forces de liaison équivalent à un couple.
Les différents types d’appui
L’appui simple mobile
Cet appui est également appelé appui glissant, appui à rouleau. Sa représentation graphique schématique peut varier mais il est plus commode d’utiliser la représentation de triangle avec un rouleau. La pointe du triangle schématise le caractère ponctuel de la connexion et le rouleau matérialise la capacité de translation permise dans la direction souhaitée. C’est le premier type d’appui le plus simple, le plus économique. Il représente une situation idéalisée car dans la réalité il y a très souvent des frottements qui limitent le mouvement dans la direction horizontale.
L’appui rotulé
Cet appui également appelé appui articulé offre la possibilité de rotation mais la translation est bloquée dans deux directions, ce qui a pour conséquence de crée deux réactions d’appuis (selon x et y ). On rencontre très souvent ce type d’appui : assemblages de contreventement en acier, éléments de charpente en bois, poutres de pont en acier.
L’encastrement
Cet appui ne permet aucun mouvement ou degré de liberté. Il y a donc l’apparition d’une réaction d’appui et d’un moment dit d’encastrement « M » bloquant la rotation.
L’appui élastique
Cet appui également appelé appui à ressort est un cas particulier de l’appui à rotule décrit ci-dessus.Il s’agit de rendre compte de la capacité d’un appui à se déplacer tout en conservant une réaction. Le comportement est celui d’un ressort vertical ou horizontal qui tolère un mouvement caractéristique d’une raideur que l’on exprime par un coefficient k. On retrouve ce type d’appui pour rendre compte d’un sol ou simuler un élément de structure pouvant se déformer et induire un déplacement de l’appui.
Quelques exemples d’appuis
L’encastrement est la connexion la plus cher, car il faut souvent ajouter des éléments pour s’assurer qu’aucune rotation n’est possible. On peut également réaliser certains détails constructifs qui sont partiellement encastrés, partiellement articulés. Pour des exemples de connexion de poteaux en acier sur fondation béton voir http://detailsconstructifs.cype.fr/EAC.html pour comprendre les différences entre les assemblages articulés et encastrés.
Dans le domaine des planchers bois les connexions mélangent souvent les différents matériaux et donc les différents types d’appui. http://www.geniecvl.com/les-planchers-bois-partie-3/.
Sources principales externes :
Cours de RDM première année école d’ingénieur ESITC.
Cours de RDM ESTP http://rdmestp.voila.net/poly/TP1_C01.pdf