20.11 : Déformations plastiques des éléments avec un seul plan de symétrie

Lorsqu’un élément structurel subit une déformation plastique due à la flexion, il est primordial de comprendre la position de l’axe neutre et la répartition des contraintes. Cet élément, caractérisé par un seul plan de symétrie, présente une répartition uniforme des contraintes, avec une contrainte négative au-dessus de l'axe neutre et une contrainte positive en dessous. Notamment, l’axe neutre ne s’aligne pas avec le centre de gravité de la section-transversale. Ce désalignement est typique dans les cas où la section transversale n'est pas rectangulaire ou subit une déformation importante.

Les forces résultantes générées par la flexion de l'élément sont analysées pour localiser l'axe neutre. Les forces de compression agissant au-dessus de l’axe neutre et les forces de traction en dessous génèrent des résultantes de même ampleur mais de directions opposées, formant un couple. Cette configuration indique que l'axe neutre divise la section transversale en deux zones égales, chacune contribuant de manière égale à l'équilibre des forces.

Le moment plastique de l'élément M_p, un paramètre structurel critique, est dérivé de la relation entre la surface de la section transversale, la limite d'élasticité du matériau et la distance entre les centroïdes des zones d créées par l'axe neutre.

Le calcul du moment plastique est essentiel pour prédire le moment maximum que la section peut supporter avant que des déformations plastiques importantes ne se produisent. Cette considération est particulièrement cruciale pour les composants structurels situés dans des zones soumises à des charges dynamiques, telles que les zones sismiques, car elles soulignent la manière dont les propriétés des matériaux et la géométrie de la section transversale influencent la capacité d'une structure à résister aux charges de flexion.