La norme CSA S16-14, fournit deux méthodes de calcul de la résistance pondérée à la compression, Cr, pour les sections dont le ratio largeur (ou diamètre)/épaisseur dépasse les ratios présentés dans le Tableau 1 de la norme S16-14. Il s’agit de la méthode de l’aire efficace et de la méthode de la limite d’élasticité effective.
Méthode de l’aire efficace
Les ingénieurs sont généralement familiarisés avec le concept d’aire efficace pour le calcul des poteaux soumis au voilement élastique. On s’attend à ce que de telles sections soient sujettes au voilement avant d’atteindre la charge de plastification en compression axiale, AFy. Elles sont calculées selon la Clause 13.3.5 (a) de la norme CSA S16-14 lorsque le rapport de largeur à épaisseur des ailes ou de l’âme dépasse les limites données au Tableau 1 de S16-14. Lors du calcul de la résistance à la compression axiale, une partie de la section est considérée inefficace et est donc omise. Pour une section à larges ailes, par exemple, l’aire efficace de la section, Ae, est calculée comme suit : si les ailes dépassent le rapport maximal de largeur à épaisseur du Tableau 1, l’aire des extrémités (parties ombragées de la figure) est supprimée, de telle façon que la largeur efficace restante de l’aile satisfasse le rapport maximal ; de même, la hauteur efficace de l’âme est prise comme étant he comme on le voit sur la figure. Les parties efficaces des ailes et de l’âme constituent ensemble l’aire efficace, Ae.
Méthode de la limite d’élasticité effective
La méthode de la limite d’élasticité effective est peut-être moins connue. S16-14 autorise également cette méthode pour calculer la résistance à la compression axiale. Selon ce concept, initialement introduit dans S16-01, l’aire de la section reste intacte, mais la limite d’élasticité est réduite pour prendre en compte le voilement. La limite d’élasticité effective, Fye, est prise comme étant la limite d’élasticité réduite déterminée à partir du rapport de largeur à épaisseur respectant la limite du Tableau 1. Si les ailes et l’âme sont toutes les deux sujettes au voilement élastique, deux limites élastiques effectives distinctes sont calculées. Dans un but de simplicité, la résistance du membre est basée sur la plus basse des deux valeurs.
La méthode de l’aire efficace et la méthode de la limite d’élasticité effective ne donnent généralement pas la même réponse. Un exemple est présenté ci-dessous pour illustrer les deux méthodes. Considérons un poteau W360x72 en acier ASTM A992 supporté latéralement (L = 0). L’aire de la section est A = 9100 mm2 et la limite d’élasticité spécifiée, Fy, = 345 MPa. La résistance pondérée à la compression axiale est déterminée sur la base (1) de l’aire efficace et (2) de la limite d’élasticité effective.
(1) Méthode de l’aire efficace
Vérifiez les rapports de largeur à épaisseur des ailes et de l’âme:
Les ailes ne sont pas sujettes au voilement.
L’âme est sujette au voilement élastique. La hauteur efficace de l’âme est donnée par:
L’aire efficace est: 
Et la résistance à la compression est: 
(2) Méthode de la limite d’élasticité effective
La limite d’élasticité effective est basée sur le rapport maximal de largeur à épaisseur de l’âme:
Et la résistance à la compression est donnée par: 
Bien que seulement l’âme soit sujette au voilement, la section en entier est affectée par la diminution de la limite d’élasticité. Pour cette raison, la méthode de l’aire efficace se solde en une plus grande résistance (pour un élément supporté latéralement) que la méthode de la limite d’élasticité effective dans cet exemple particulier. Toutefois, la méthode de la limite d’élasticité effective produit habituellement une plus grande résistance pour les membres élancés.
Pour les deux méthodes, la contrainte de flambement élastique, Fe, est déterminée à l’aide des propriétés de la section brute.
Dans le Guide de l’ICCA, les deux méthodes sont utilisées pour calculer les résistances à la compression pondérées, Cr, des poteaux en W sujets au voilement élastique, et les valeurs présentées dans le tableau correspondent aux plus élevées des deux. Seule la méthode de l’aire efficace est utilisée pour calculer les valeurs Cr relatives aux autres poteaux et contrefiches, à l’exception de certains profilés tubulaires carrés pour lesquels la méthode de la limite d’élasticité effective a été utilisée (ces cas sont identifiés).
