Conception des assemblages de construction métallique Thomas Pressac Ingénieur Polytech’ Clermont-Ferrand Responsable du bureau d’études aux Ets Chevalier, Loudéac 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 1 Conception des assemblages de construction métallique A. Rappels succincts sur les modes de liaison A. Rappels succints sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC A.3 Soudures A.4 Rivets B. Principes de conception – Transmission des efforts C. Assemblages courants d’éléments sous N,V C.1 Poutres superposées C.2 Assemblage d’éléments de contreventement C.3 Assemblages de poutres aux poteaux C.4 Assemblage poutres sur poutres C.5 Fermes treillis – treillis articulés C.6 Attaches de tirants et câbles C.7 Assemblages de tubes C.8 Dispositions particulières 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 2 Conception des assemblages de construction métallique A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC A.3 Soudures A.4 Rivets 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 3 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Terminologie et caractéristiques : d trou d0 tête partie lisse - A partie filetée - AS tige tige Jeu = d – d0 = 1 à 3 mm écrou Caractéristiques de résistance : Diamètre d0 – Sections brute et nette A et AS Classe de résistance (limite élastique de l’acier constitutif) Classe de qualité 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 6.8 8.8 10.9 Limite d’élasticité fyb (MPa) 240 320 300 400 360 480 640 900 Résistance ultime fub (MPa) 400 400 500 500 600 600 800 1000 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 4 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Fonctionnement : Les boulons permettent d’assembler plusieurs tôles (généralement 2 ou 3) d’épaisseurs différentes et permettent d’assurer la transmission des efforts entre les éléments. Ils sont mis en œuvre avec un serrage simple, non contrôlé. Ils peuvent être sollicités en traction et/ou en cisaillement. simple cisaillement 25/03/2015 double cisaillement traction Assemblages sous N,V - T.Pressac interaction 5 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Vérifications : Résistance des boulons : traction et/ou cisaillement [NF EN 1993-1-8 §3.6.1] Résistance au cisaillement par plan de cisaillement : FV,Rd v fub A M2 Cisaillement et traction combinés : [0.5;0.6] Résistance à la traction : k 2 fub A s Ft,Rd M2 0.9 ou 0.63 (bls tête fraisée) 25/03/2015 FV,Ed Ft,Ed 1 FV,Rd 1.4 Ft,Rd 1.25 Assemblages sous N,V - T.Pressac 6 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Vérifications : Pression diamétrale de la tige du boulon sur la(les) tôle(s) Résistance en pression diamétrale : Paramètres géométriques Fb,Rd k 1 b fu dt M2 1.25 Rupture 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 7 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Trous surdimensionnés La résistance en pression diamétrale dans les trous oblongs ou surdimensionnés n’était pas spécifiquement codifiée auparavant par les normes traditionnelles. Norme EN 1993-1.8 L’Eurocode 3 donne des recommandations en la matière au travers d’un coefficient minorateur de la résistance en pression diamétrale des boulons utilisés dans les trous circulaires normaux Fb,Rd (EN 1993-1-8 Tableau 3.4) : - Pour les trous circulaires surdimensionnés : 0.8 x Fb,Rd Pour les trous oblongs (lorsque l’effort est perpendiculaire à l’axe longitudinal du trou oblong) : 0.6 x Fb,Rd 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 8 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Vérifications : Poinçonnement d’une tôle par un boulon en traction Résistance au poinçonnement : dm Diamètre moyen de la tête de boulon ou de l’écrou (entre cercle inscrit et cercle circonscrit) Aire dmtp tp Bp,Rd M2 1.25 dm Ft,Ed 25/03/2015 0.6dm t p fu Remarque : La vérification au poinçonnement ne devrait normalement pas être déterminante pour la grande majorité des assemblages courants Assemblages sous N,V - T.Pressac 9 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.1 Boulons normaux Rigidité des assemblages boulonnés : Les boulons se mettent en butée dans la direction de l’effort. En revanche, dans la direction perpendiculaire à l’effort, le jeu des boulons confère à l’assemblage une certaine liberté de déplacement . Boulons cisaillés Liberté de déplacement 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 10 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC Terminologie, caractéristiques et fonctionnement : Précontrainte P0 P0 tête partie lisse - A partie filetée - AS écrou tige Mobilisation d’efforts de frottement sous l’effet de la précontrainte – pas de pression diamétrale Caractéristiques de résistance : Diamètre d0 – Sections brute et nette A et AS Effort de précontrainte P0 permettant de mobiliser des efforts de frottement entre les pièces assemblées – d’où l’importance d’une bonne préparation de surface Classe de résistance (limite élastique de l’acier constitutif) 25/03/2015 Classe 8.8 10.9 fyb (MPa) 640 900 fub (MPa) 800 1000 Assemblages sous N,V - T.Pressac 11 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC Vérifications : Résistance des boulons : [NF EN 1993-1-8 §3.6.1] Résistance à la traction - Précontrainte: Fp ,C 0.7 As f ub Résistance au glissement et/ou traction : Fs,Rd k snFp,C 0Ft,Ed ) Coefficient minorateur fonction de la géométrie des trous surdimensionnés 25/03/2015 1.10 ELU 1.25 ELS Coefficient de frottement propre à l’état de surface des parties en contact des pièces assemblées Nombre de surface de frottement Assemblages sous N,V - T.Pressac 12 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC Trous surdimensionnés L’usage des boulons à serrage contrôlé dans les trous oblongs ou surdimensionnés n’était pas envisagé auparavant par les normes traditionnelles. Normes EN 1993-1.8 et EN 1090-2 L’utilisation des boulons précontraints dans des trous oblongs ou surdimensionnés est désormais prévue. Leur influence sur la résistance de l’assemblage est appréhendé au travers du coefficient ks vu précédemment (EN 1993-1-8 Tableau 3.6). Des préconisations sont par ailleurs données dans l’EN 1090-2 Tableau 11. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 13 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC Rigidité des assemblages avec boulons précontraints : P0 Contrairement aux assemblages avec boulons normaux, un assemblage par boulons précontraints ne possède pas de liberté de mouvement compte tenu des efforts de frottement générés par la précontrainte. Un tel assemblage est donc relativement rigide. Aucune liberté de déplacement frottement généré par la précontrainte 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 14 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC 3 types de boulons précontraints : Les boulons HR (système français) Les boulons HV (système allemand) 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 15 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC 3 types de boulons précontraints : Les boulons HRC (// système anglais TCB) - boulons à précontrainte calibrée Embout fusible Embout fusible Vis Gorge de rupture calibrée Gorge de rupture calibrée Le boulon HRC fait partie du système HR, et sa particularité réside dans la technique de mise en précontrainte qui est contrôlée par la rupture en torsion de l’embout fusible, précisément calibré, attenant à la vis. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 16 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC Le serrage s’effectue généralement par rotation imposée à l‘écrou (rarement à la tête de la vis. Suivant les méthodes de serrage, cette rotation est contrôlée : soit par la mesure du couple qu’il est nécessaire de développer pour permettre la rotation, soit par la mesure de l’angle de rotation, soit par le constat visuel du cisaillement d’une gorge de rupture calibrée sur le couple spécifié, soit par la mesure de l’écrasement de rondelles compressibles sous l’effet de la précontrainte imposée au boulon. De là, on peut distinguer 4 méthode de serrage : N°1 La méthode du couple : application d’un couple de serrage à l’aide d’une clef dynamométrique, généralement en 2 étapes (75% puis 100%) N°2 La méthode combinée : application d’un couple de serrage à l’aide d’une clef dynamométrique (75%), puis application d’une rotation spécifiée (60°, 90°, 120°) Clef dynamométrique 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 17 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC De là, on peut distinguer 4 méthode de serrage : N°3 La méthode de précontrainte pour les boulons HRC : Les boulons HRC doivent être serrés à l'aide d'une visseuse spécifique équipée de deux douilles coaxiales qui réagissent par couple l'une contre l'autre. La douille extérieure qui se prend sur l'écrou tourne dans le sens horaire. La douille intérieure qui s'engage sur l'extrémité cannelée de la vis tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une Visseuse électrique pour montre. boulons HRC Ecrou Embout fusible extrémité cannelée Gorge de rupture calibrée 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 18 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.2 Boulons précontraints HR/HV et HRC De là, on peut distinguer 4 méthode de serrage : N°4 La méthode par indicateur de précontrainte : Cette méthode consiste à utiliser des rondelles « compressibles » en tant qu’indicateurs directs de la précontrainte dans les boulon. La déformation des bossages (protubérances) disposés sur une des faces de la rondelle sous l’effet du serrage des boulons est censée refléter l’atteinte ou non du niveau de précontrainte souhaité. Indicateur Rondelle côté écrou 25/03/2015 Bossage (protubérances) La rondelle indicatrice est généralement placée sous la tête de la vis mais elle peut également être placée côté écrou. Interstice Assemblages sous N,V - T.Pressac 19 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.3 Soudures Terminologie : Les dispositions de soudures sont nombreuses. Ici, on parlera essentiellement de la disposition la plus couramment utilisée en construction : les cordons d’angle. Sans chanfrein Oblique sans chanfrein Avec chanfrein et talon Joint d’angle a = apothème (gorge du cordon) Joint à clin a 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 20 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.3 Soudures Fonctionnement – Efforts développés dans le cordon : Plan de gorge de section : a x L ┴ Les efforts à transmettre d’une tôle à une autre transitent par les cordons de soudure entre les 2 pièces et sont projetés sur la plus petite section des cordons, le plan de gorge, où ils développent des contraintes normales et tangentielles. Composantes du vecteur contrainte dans le cordon sur la facette constituée par le plan de gorge : Contrainte normale : ┴ // ┴ L a 25/03/2015 Contraintes tangentielles : ┴ et // Assemblages sous N,V - T.Pressac 21 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.3 Soudures Cordons frontaux, latéraux et obliques Suivant la nature des contraintes développées sur le plan de gorge, on fait la distinction entre les cordons frontaux et latéraux. Cordon frontal Cordon latéral Cordon oblique L F L F F F ┴ F F // F L ┴ ┴ = ┴ = F / (√2xLxa) 25/03/2015 // = F / (Lxa) Assemblages sous N,V - T.Pressac F 22 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.3 Soudures Vérification L’EN 1993-1-8 propose les formules de vérification de résistance de la soudure d’angle suivante (≈ critère de Von Mises) au §4.5.3.2 : 3 2 2 2 // fu w M2 Résistance nominale ultime à la traction 0.9fu / M2 Facteur de corrélation – dépend de la nuance d’acier des tôles assemblées 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 23 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.3 Soudures Rigidité des assemblages soudés Dans un certaine mesure, on peut dire que la soudure assure une continuité de la matière entre 2 pièces puisqu’au moins une des section des pièces assemblées est « reconstituée » par les cordons de soudure. A ce titre, les assemblages soudés constituent donc une liaison rigide sans réelle liberté de mouvement entre les pièces assemblées. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 24 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.4 Rivets Présentation : L’assemblage par rivetage constitue le mode d’assemblage le plus ancien (Viaduc de Garabit, Tour Eiffel, nombreux ouvrages d’art de la SNCF et de la RATP) . Les rivets nécessitent une mise en œuvre à chaud (900 °C), raison pour laquelle ils sont actuellement moins utilisés. tête Mise en œuvre pression Contre-bouterolle Rivet posé axe 900 ° bouterolle 25/03/2015 Le rivet remplit complètement le trou : d = d0 Assemblages sous N,V - T.Pressac 25 A. Rappels succincts sur les modes de liaison A.4 Rivets Rigidité : Les rivets constituent un mode d’assemblage par disposition plein trou – c’est-à-dire qu’il n’y a pas de jeu d’assemblage (jeu = d – d 0 ≈ 0). Cette disposition confère à l’assemblage une bonne rigidité. Après sa pose à chaud, le refroidissement crée un retrait de l’acier constitutif du rivet, dont les effets dans l’axe du boulon sont assimilables à une précontrainte longitudinale. Cet effet de précontrainte améliore les caractéristiques de l’assemblage en comprimant les tôles assemblées l’une sur l’autre : meilleure tenue à la corrosion, mobilisation d’efforts de frottement (voir longévité des ouvrages de la RATP à Paris). 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 26 Conception des assemblages de construction métallique B. Principe de conception - transmission des efforts B.1 Attaches à boulon unique B.2 Attaches avec plusieurs modes de liaison B.3 Epure des efforts – excentrements B.4 Principe de transmission des efforts dans un profil en I B.5 Adéquation de la disposition réelle d’attache avec la modélisation 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 27 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.1 Attaches à boulon unique Attaches par boulon unique La ductilité des aciers de construction utilisés confère aux éléments de charpente un mode de ruine ductile qui va dans le sens de la sécurité. Contrairement aux éléments de charpente, l’acier utilisé dans les boulons possède moins d’allongement à rupture et confère aux boulons un mode de ruine réputé plus fragile. Pour cette raison, et dans un souci de sécurité de la construction, on évite d’utiliser 1 seul boulon dans les assemblages, en particulier au niveau des assemblages principaux. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 28 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.2 Attaches hybrides Attaches avec plusieurs modes de liaison De façon général, il convient d’éviter d’utiliser plusieurs modes de liaison dans un même assemblage en raison du fonctionnement différent de chacun d’eux. En effet, comme vu précédemment, les modes de liaison présentent des rigidités différentes – dans un même assemblage, la totalité de l’effort à transmettre serait supportée par un seul mode avant que l’autre ne commence à remplir son rôle. Une dérogation est toutefois admise pour l’utilisation simultanée de soudures et de boulons précontraints (disposition peu courante, qu’il vaut mieux éviter néanmoins). L’EN 1993-1-8 §3.9.3 précise néanmoins que le serrage final des boulons devrait être effectué après achèvement du soudage 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 29 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.3 Epure des efforts - excentrements Epure - excentrement De manière générale, il est souhaitable d’épurer les efforts dans les assemblages de manière à éviter le développement d’efforts secondaires, qui peuvent être tout à fait importants. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 30 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.4 Principe de transmission des efforts Transmission des efforts dans les éléments () M C 90% de M → semelles T () V 95% de V → âme () N 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac N réparti au prorata des aires 31 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.4 Principe de transmission des efforts Transmission des efforts des éléments aux attaches M Encastrement Semelles bloquées Appui simple V 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 32 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.5 Adéquation de l’assemblage avec la modélisation La modélisation sur ordinateur autorise une multitude de liaison à l’extrémité z d’une barre : 6 degrés de liberté 2 possibilités par degré de liberté : libre ou bloqué y Mz Vz Vy N My Mx x Cette diversité n’est pourtant que théorique : elle n’intègre pas la faisabilité réelle de toutes ces dispositions dans la réalisation pratique des assemblages. Exemple : modélisation Mz z réalité Vz libre bloqué 25/03/2015 Est-ce vraiment réalisable ?? y Vy N My Mx réalisation x Assemblages sous N,V - T.Pressac 33 B. Principes de conception – Transmission des efforts B.5 Adéquation de l’assemblage avec la modélisation Rigidité / semi-rigidité Moment M Contrairement aux liaisons modélisées (parfaites), les assemblages réels suivent en fait un comportement différent commandé par les rigidités relatives des composants de l’attache. Bien que les dispositions réelles d’assemblage soient imparfaites, les règlements traditionnels ne considèrent que les cas d’articulation parfaite et d’encastrement parfait. L’Eurocode 3 apporte une amélioration en classant les assemblages en fonction de leur rigidité (Loi Moment–Rotation) : Les assemblages rigides, assimilables à des Rigide Semi-rigide Articulé rotation Classement des assemblages suivant leur rigidité (Loi M-) 25/03/2015 encastrements Les assemblages de type articulés ne transmettant pratiquement aucun moment Les assemblages semi-rigides Assemblages sous N,V - T.Pressac 34 Conception des assemblages de construction métallique C. Assemblages courants d’éléments sous N,V C.1 Poutres superposées C.2 Assemblage d’éléments de contreventement C.3 Assemblages de poutres aux poteaux C.4 Assemblage poutres sur poutres C.5 Fermes treillis – treillis articulés C.6 Attaches de tirants et câbles C.7 Assemblages de tubes C.8 Dispositions particulières 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 35 C. Assemblages courants C.1 Poutres superposées C.1.1 Dispositions habituelles C.1.2 Les pannes de toiture C.1.3 Les lisses de bardage 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 36 C.1 Poutres superposées C.1.1 Dispositions habituelles Procédé d’assemblage le plus simple aussi bien en fabrication qu’au montage Poutre supérieure continue.. .. ou avec joint 4 boulons Poutre principale porteuse Fabrication = débit + perçage Montage = 4 boulons Généralement utilisé en planchers industriels ou de bâtiments Offre une grande hauteur pour le passage des canalisations – ce qui peut être un inconvénient quand on cherche à limiter la hauteur entre étage (Immeuble de bureaux) 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 37 C.1 Poutres superposées C.1.1 Dispositions habituelles En terme de modélisation, l’assemblage s’apparente à un appui simple ou à une articulation, présentant un certain degré de liberté en rotations Disposition réelle Modélisation Poutre continue Poutre iso 25/03/2015 Poutre iso Assemblages sous N,V - T.Pressac 38 C.1 Poutres superposées C.1.1 Dispositions habituelles Assemblage soumis généralement aux efforts suivants : V T Ng N Vg Tg Vd N d Td 1 effort vertical prédominant, transmis par contact direct entre les 2 poutres 2 efforts horizontaux éventuels, repris en cisaillement par les boulons Si V seul, les boulons sont mis par construction 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 39 C.1 Poutres superposées C.1.1 Dispositions habituelles Dans le cas d’efforts verticaux importants … V fort Mise en place de raidisseurs d’âme pour diffuser l’effort (à la fois dans l’âme de la poutre portée, et dans l’âme de la poutre porteuse) et apporter un maintien au voilement à l’âme de la poutre porteuse. Poutre portée V fort Diffusion dans l’âme de la poutre portée grâce aux raidisseurs Diffusion dans l’âme de la poutre porteuse par la soudure Raidisseurs Poutre porteuse 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 40 C.1 Poutres superposées C.1.2 Le cas des pannes en toiture pannes q porti ue q porti ue qu e porti 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 41 C.1 Poutres superposées C.1.2 Le cas des pannes en toiture Boulons ou échantignolles Petits profils panne UPN échantignolle panne IPE e to Pent iture boulons er Trav 25/03/2015 se que i t r o de p Dans le cas où le support et/ou le profil de panne présente(nt) un encombrement insuffisant, on peut avoir recours à une échantignolle (plat plié). Assemblages sous N,V - T.Pressac 42 C.1 Poutres superposées C.1.2 Le cas des pannes Les liens de pannes, ou liernes Les pannes sont généralement équipées de liernes qui constituent un appui supplémentaire dans le sens de la petite inertie. liernes 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 43 C.1 Poutres superposées C.1.2 Le cas des pannes Ces liernes travaillent essentiellement en traction et peuvent être : - soit des ronds pleins filetés en extrémité et fixés au travers de l’âme de la panne, - soit des cornières simples boulonnées sur les ailes inférieures des profils de pannes. panne panne Lierne - Rond plein taraudé panne panne Lierne – cornière boulonnée 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 44 C.1 Poutres superposées C.1.3 Le cas des lisses de bardage lisses de bardage 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 45 C.1 Poutres superposées C.1.3 Le cas des lisses de bardage Assemblages par boulons Lisse IPE boulons INT EXT Lisse UPN Poteau de portique 25/03/2015 Bardage Assemblages sous N,V - T.Pressac 46 C.1 Poutres superposées C.1.3 Le cas des lisses de bardage Liens de lisses (idem pannes) Liens de lisses Liens de lisses 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 47 C. Assemblages courants C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.1 Contreventements à treillis horizontaux C.2.2 Contreventements verticaux C.2.3 Remarques particulières sur les attaches de cornières 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 48 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.1 Contreventements à treillis horizontaux En tant que Poutre Au Vent de toiture ou de plancher Membrures = traverses de portiques ou poutre principale de plancher Montants = pannes ou solives Diagonales = éléments de contreventement Plancher (vue en plan) Toiture 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 49 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.1 Contreventements à treillis horizontaux Diagonales de contreventement Généralement faites d’1 ou 2 cornières légères, travaillant essentiellement en traction : Treillis articulé → les cornières ne reprennent qu’un effort normal Les cornières comprimées sont considérées inactives car elles flambent Treillis bi-articulés Diagonales : Cornières dos à dos 25/03/2015 Cornière seule Assemblages sous N,V - T.Pressac 50 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.1 Contreventements à treillis horizontaux Diagonales de contreventement Les diagonales sont attachées à chaque extrémité sur une des ailes, par des boulons travaillant au cisaillement (jeu d’assemblage → articulation) Il convient de noter le moment parasite résultant de l’excentrement inhérent aux attaches de cornières seules. Les goussets pincés entre les barres permettent une attache simple entre les treillis et les membrures - sans excentrement parasite. 25/03/2015 M=Fx F Assemblages sous N,V - T.Pressac F/2 F F/2 F 51 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.1 Contreventements à treillis horizontaux Dispositions habituelles Gousset de liaison tr rse e av panne - montant de PAV diagonale Toiture T 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 52 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.2 Contreventements verticaux En tant que palée de stabilité Le principe d’attache est à peu de chose près le même que pour les treillis horizontaux. Les types de palées sont toutefois plus nombreuses, afin de s’adapter aux contraintes d’encombrement des façades. 25/03/2015 Suivant la forme de la palée, les diagonales travaillent en traction seule ou en traction/compression. Assemblages sous N,V - T.Pressac 53 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.2 Contreventements verticaux Dispositions habituelles Pour les diagonales qui travaillent essentiellement en traction, on peut adopter une cornière ou une double cornière selon l’importance des efforts à reprendre. Lorsque les diagonales peuvent être comprimées, on choisit des profils qui présentent de meilleurs caractéristiques vis-à-vis des risques de flambement (section bi symétrique, inertie accrue, ...) : double cornière, UPN, IPE, HEA,.. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 54 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.2 Contreventements verticaux Dispositions habituelles pour les palées en croix : montant poteau diagonale T 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 55 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.2 Contreventements verticaux Dispositions habituelles pour les palées en K : 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 56 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.3 Vérification des attaches de cornières Vérification des boulons La vérification des boulons ne présente en pratique pas de difficulté particulière dans ce genre d’attache, où les boulons sont essentiellement sollicités en cisaillement compte tenu de l’effort de traction apporté par la diagonale. Selon que l’assemblage concerne une cornière seule ou 2 cornières dos à dos sur le gousset, les boulons sont respectivement sollicités en simple ou double cisaillement. 25/03/2015 Cornière seule + gousset Cornières dos à dos + gousset simple cisaillement double cisaillement Assemblages sous N,V - T.Pressac 57 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.3 Vérification des attaches de cornières Vérification des cornières seules Cette disposition engendre des flexion dans la cornière du fait de l’excentricité du plan d’attache par rapport à la fibre neutre de celle-ci. L’évaluation précise des contraintes correspondantes n’est pas aisée et dépend des caractéristiques des attaches. L’Eurocode (EN 1993-1-8 §3.10.3) présente une approche consistant à se dispenser de la prise en compte des moments d’excentrement en fondant la résistance sur une fraction de la section nette, fonction du nombre et de l’entraxe des boulons attachant la cornière. Résistance en traction (1 boulon) Résistance en traction (2 boulons ou plus) e2 d0 2 (e2 0.5d 0 ) t f u N u , Rd M2 Anet Anet f u N u , Rd M2 e2-0.5d0 e2-0.5d0 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 58 C.2 Attaches d’éléments de contreventement C.2.3 Vérification des attaches de cornières Vérification des cornières seules Le tableau ci-après montre que la résistance obtenue est de l’ordre de 60% de la résistance plastique de calcul de la section brute pour des cornières courantes en S235 attachées par au moins 3 boulons de diamètres appropriées à leur dimension. Profil L50x5 L60x6 L70x7 L80x8 Capacité brute (daN) = A∙fy/M0 10254 14762 20081 26213 Diamètre des boulons 14 16 18 20 Nb boulons pour capacité brute 3 3 4 4 Capacité nette (daN) = ∙Anet∙fu/M2 6221 9067 12442 16345 Ratio Capacité nette / Capacité brute % 61 61 62 62 Dans le même esprit, EDF adoptait déjà autrefois de façon empirique une valeur de 60% de la section brute comme section résistante (pour tenir compte de la dégression résultant de l’effet combiné du trou des boulons et du moment parasite). 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 59 C. Assemblages courants C.3 Assemblages de poutre aux poteaux C.3.1 Dispositions générales C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau C.3.3 Attache par double cornière boulonnée C.3.4 Autres dispositions assimilables à une articulation C.3.5 Remarque particulière 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 60 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.1 Dispositions générales Modélisation : N poutre V poteau Assemblage très couramment utilisé dans toute sorte d’ouvrage L’attache est habituellement soumise à un effort tranchant prédominant accompagné d’un effort normal éventuel La souplesse en rotation est obtenue grâce à l’utilisation des boulons travaillant au cisaillement et/ou à la déformabilité des cornières travaillant en extension 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 61 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau 1ère Disposition courante : éclisse soudée sur le poteau Poteau en I ou H utr po Poutre boulonnée à l’éclisse e Éclisses (plats) soudées au poteau 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 62 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau 1ère Disposition courante : éclisse soudée sur le poteau Poteau caisson Poutre boulonnée à l’éclisse Éclisses (plats) soudées sur une paroi du poteau 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 63 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Efforts à attacher sous l’effet des charges sur la poutre Un effort tranchant V prédominant Un effort normal N éventuel V 25/03/2015 N Assemblages sous N,V - T.Pressac 64 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Fonctionnement de l’assemblage : Est-ce une articulation ? Et où se situe t’elle ? Position de l’articulation dans le modèle informatique : en réalité, le poteau présente une rigidité flexionnelle importante Soudure sur poteau = rigidité importante Boulons en cisaillement : leur jeu nominal confère à l’assemblage un certain degré de liberté en rotation faible Hypothèses de la RdM : petits déplacements, petites rotations → Cette disposition d’assemblage peut donc être considérée comme une articulation au droit des boulons côté poutre 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 65 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Vérification du poteau Du fait de l’excentricité de l’articulation, un faible moment fléchissant est introduit dans le poteau N V Mp Np Efforts dans le poteau : Np = -V 25/03/2015 Mp = Vx Assemblages sous N,V - T.Pressac 66 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Vérification des soudures Efforts à transmettre poteau Efforts dans un cordon : Effort horizontal TH = N/2 A A Effort vertical TV = V/2 Moment M = V/2 x N V 2 cordons (gorge = a) () et (┴) () TH TV M moy due à M due à TH due à TV Coupe A-A 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 67 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Vérification du plat d’éclisse Efforts à transmettre Efforts maxi dans la section A-A : Effort normal Ne = N A Section A-A N h poteau V Effort tranchant Ve = V Moment Me = V x D’où les contraintes : = N/S + 6V. th² = V/S Pression diamétrale des boulons sur le plat : Pression diamétrale = V/dt x 1/n t A 25/03/2015 (Généralement, on prend un gousset d’épaisseur au mois égale à l’épaisseur d’âme de la poutre) Assemblages sous N,V - T.Pressac 68 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Vérification des boulons Efforts à transmettre Efforts sollicitant chaque boulon : Effort traction Nb = 0 25/03/2015 V TV = V/n Effort tranchant horizontal TH = N/n Avec : N Côté poteau Effort tranchant vertical Côté poutre n = nb de boulons Ttotal = √(TV² + TH²) Les boulons travaillent en simple cisaillement Assemblages sous N,V - T.Pressac 69 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.2 Attache par éclisse soudée sur le poteau Vérification de la poutre Efforts à transmettre Cisaillement sur section nette : = V / Snet Pression diamétrale des boulons sur l’âme de la poutre : Pression diamétrale = V/dt x 1/n N V Côté poutre Snet 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 70 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.3 Attache par double cornières boulonnées 2ème Disposition courante : 2 cornières boulonnées (pas de soudage) poteau Poutre boulonnée aux cornières utr o p e Éclisses (double cornière) boulonnée au poteau 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 71 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.3 Attache par double cornières boulonnées Représentation schématique B A Coupe B-B A poutre Elévation poteau B Éclisses (double cornière) boulonnées au poteau Coupe A-A 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 72 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.3 Attache par double cornières boulonnées Fonctionnement – Particularité des cornières en extension N (faible ou nul) Cette attache présente plus de souplesse que les précédentes avec éclisse soudée, compte tenu de la grande déformabilité des cornières qui travaillent en extension. F/2 V F Mp F/2 Np 25/03/2015 Déformabilité des cornières en extension Par conséquent, cette disposition d’attache est moins adaptée à transmettre un effort normal. Assemblages sous N,V - T.Pressac 73 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.3 Attache par double cornières boulonnées Vérification des boulons côté poteau Les boulons les + sollicités sont soumis aux efforts suivants : Cisaillement : Vtotal = √(VH²+VV²) V • VV = V / n V • VH,max = M1dmax / di² (nb. total de boulons = n) a1 On a : M1 = (Vi x di) V/2 Vi = VH,max x di/dmax Donc : M1 = (VH,max x di /dmax) 2 dmax butée di Vi M1 = VH,max x (di2) / dmax Et : VH,max = M1dmax / di² 25/03/2015 VH,max Assemblages sous N,V - T.Pressac Moment M1 induit par V/2 sur les boulons : M1 = V/2 x a1/2 D’où : VH,max = M1dmax / di² 74 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.3 Attache par double cornières boulonnées Vérification des boulons côté poutre Les boulons les + sollicités sont soumis aux efforts suivants : Cisaillement : Vtotal = √(VH²+VV²) V • VV = V / n V • VH,max = M2dmax / (2.di²) (nb. total de boulons = n) a2 Moment M2 induit par V/2 sur les boulons : M2 = V/2 x a2 D’où : VH,max = M2dmax / (2.di²) 25/03/2015 VH,max On a : Vi V di dmax M2= 2 x (Vi x di) Vi = VH,max x di/dmax Donc : M2 = 2 x (VH,max x di2/dmax) M2 = 2 x VH,max x (di2) / dmax Et : Assemblages sous N,V - T.Pressac VH,max = M2dmax / (2.di²) 75 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.4 Autres dispositions assimilables à 1 articulation Assemblage par tasseaux Le plat est soumis à : • un cisaillement = V/2 • un moment = V/2 x /2 V Les boulons travaillent : • en traction : Nb = N / n • en cisaillement : Vb = V / n (nb. total de boulons = n) N (faible ou nul) tasseau V Les cordons de soudure reprennent : • V en cordon latéral : ┴ = V / aL) V/2 V/2 • N en cordon frontal : ┴ = // = N / √2.(aL) Rmq : Le tasseau ne doit pas être d’épaisseur trop importante > articulation 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 76 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.4 Autres dispositions assimilables à 1 articulation Assemblage par tasseaux (variante) Plat soudé à la poutre poteau Poutre Tasseau soudé au poteau 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 77 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.4 Autres dispositions assimilables à 1 articulation Assemblage par tasseaux et éclisses en cornières Trous oblongs pour ne pas mettre en charge l’éclisse. Celleci a principalement un rôle de maintien latéral ici. Attention longueur d’appui rigide (risque de plier la cornière) 25/03/2015 Éclisse en 2L V N (faible ou nul) Tasseau en L Assemblages sous N,V - T.Pressac 78 C.3 Assemblages des poutres aux poteaux C.3.5 Remarque particulière Assemblage de poutres de grande hauteur La question se pose de l’obtention d’une capacité de rotation suffisante pour considérer véritablement l’assemblage comme une articulation. d Assemblage de grande hauteur H 25/03/2015 Cela nécessite une vérification du déplacement horizontal d des boulons extrêmes, compte tenu de la rotation de calcul de la poutre au niveau de l’appui. Si d > jeu nominal des boulons, les boulons sont mis en butée et l’hypothèse de l’articulation doit être remise en cause. d = H/2 x tan() Assemblages sous N,V - T.Pressac 79 C. Assemblages courants C.4 Assemblages poutres sur poutre C.4.1 Dispositions générales C.4.2 Attache sans grugeage C.4.3 Attache avec grugeage(s) C.4.4 Remarque particulière 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 80 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.1 Dispositions générales Modélisation : N poutre porteuse poutre portée V Assemblage également utilisé très couramment dans toute sorte d’ouvrage L’attache est habituellement soumise à un effort tranchant prédominant accompagné d’un effort normal éventuel La souplesse en rotation est obtenue grâce : à l’utilisation des boulons travaillant au cisaillement, à la déformabilité des cornières travaillant en extension, À la rigidité en torsion quasi nulle de la poutre porteuse dans certaines configurations. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 81 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.2 Attache sans grugeage Dispositions courantes Eclisse en 2L boulonnée Poutre porteuse Poutre portée Poutre portée Poutre porteuse Eclisse soudée ou boulonnée sur la poutre porteuse 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac Eclisse soudée 82 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.2 Attache sans grugeage Fonctionnement de l’assemblage – Position de l’articulation On considère habituellement l’articulation au niveau de la poutre porteuse pour les raisons suivantes : (Position de l’articulation dans le modèle) La poutre porteuse a une rigidité en torsion quasinulle Soudure = rigidité importante Boulons en cisaillement : leur jeu nominal confère à l’assemblage un certain degré de liberté en rotation. Mais une fois le jeu d’assemblage consommé, les boulons se mettent en butée Poutre portée Poutre porteuse 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 83 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.2 Attache sans grugeage Démarche de justification La démarche de justification est tout à fait similaire à celle présentée pour les assemblages poutre - poteau, à la différence que l’articulation est considérée au droit de l’âme de la poutre. Efforts dans les cordons : TH = N → ┴ = ┴ = N / (2√2xaxL) TV = V → // = V / (2xaxL) V TV Efforts dans les boulons : M = V x → TH = Mxdmax / Sdi² N Poutre portée Poutre porteuse TH TV = V TH,i → Ttotal = √(TH²+ TV²) di V 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 84 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.3 Attache avec grugeage(s) Possibilité de recourir à un grugeage… … soit pour un problème d’encombrement, soit pour une exigence d’arase supérieure identique. Cette disposition impose les vérifications complémentaires suivantes : A N Résistance à l’interaction M-V de la section nette (trous) et de la section grugée (A-A). Résistance au cisaillement de bloc : V Poutre porteuse Poutre portée A 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 85 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.3 Attache avec grugeage(s) Possibilité de recourir à 2 grugeages… … soit parce que les 2 profils sont identiques, soit parce que la poutre portée est plus haute que la poutre porteuse. Cette disposition impose également les vérifications complémentaires suivantes : A N Résistance à l’interaction M-V de la section nette (trous) et de la section grugée (A-A). Ce critère peut être assez critique dans ce cas. Résistance au cisaillement de bloc : V Poutre porteuse Poutre portée A 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 86 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.4 Remarques particulières Poutre porteuse de 2 poutres symétriques … La poutre porteuse est relativement bien maintenue en torsion par les poutres portées placées de part et d’autre (poutres et chargements quasi identiques de chaque côté). Par conséquent, l’articulation peut être considérée au droit des boulons d’éclisse côtés poutres (2 articulations). N N V Poutre portée gauche 25/03/2015 V Poutre porteuse Poutre portée droite Assemblages sous N,V - T.Pressac 87 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.4 Remarques particulières Assemblages de petits profils Les profils de faibles hauteurs (IPE,HEA,HEB,UPN 80 à 120) posent un problème d’encombrement de la file verticale de boulons au niveau de l’assemblage. Aussi peut-on avoir recours à 1 file horizontale de boulons. A Poutre portée Vérifications spécifiques : Poutre porteuse V f A Résistance en double cisaillement des boulons côté poutre portée sous l’effet du moment M : TV + V/2 M = V x (a+b/2) → TV = M / b V 25/03/2015 a b TV – V/2 Résistance en cisaillement et à la flexion de la section grugée (A-A) sous les efforts : Effort tranchant = V Moment = V x f Résistance en cisaillement des boulons côté poutre porteuse sous l’effet de l’effort tranchant vertical V et du moment M’ : butée TV M’ = V/2 x TH → TV = V / 2 → TH = M’ / (h/2) Assemblages sous N,V - T.Pressac h V/2 88 C.4 Assemblages poutre sur poutre C.4.4 Remarques particulières Assemblages de poutres biaises par doubles cornières Une attention toute particulière doit être apportée aux poutre obliques dont l’assemblage présente un fort excentrement dans le cas des faibles angles (problème d’encombrement des boulons côté poutre). Coupe A-A A Pb d’encombrement-accessibilité Poutre portée biaise Poutre porteuse Excentrement important Angle aigu A 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 89 C. Assemblages courants C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.1 Les tirants et les câbles C.6.2 Disposition d’attache C.6.3 Démarche de calcul 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 90 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.1 Les tirants et les câbles Technologie et terminologie Tirants / barres tendues = rond plein, taraudé aux extrémités Câble = c’est un assemblage de torons, qui sont eux-mêmes constitués d’un assemblage de fils métalliques toron 4 type de câbles multi-torons 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 91 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.1 Les tirants et les câbles Les tirants et les câbles travaillent essentiellement en traction. L’effort à attacher est diriger suivant la direction tangente à l’élément au point d’appui. T T T T tirant câble En bâtiment, ces éléments sont principalement utilisés dans les systèmes de contreventement (ex : diagonales de palée de stabilité) et dans les ouvrages architecturaux (ex : nuage de la grande arche de la Défense). 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 92 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.2 Dispositions d’attache Disposition très couramment utilisée : tirant + chape + axe + gousset Chape d’extrémité T T câble ou tirant T T Gousset 25/03/2015 Axe d’articulation Assemblages sous N,V - T.Pressac 93 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.2 Dispositions d’attache Disposition très couramment utilisée : tirant + chape + axe + gousset câble chape Axe d’articulation 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 94 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.2 Dispositions d’attache Disposition très couramment utilisée : tirant + chape + axe + gousset 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 95 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.3 Démarche de calcul Schéma statique de l’axe Assemblage réel Schéma statique proposé par l’EC3-1-8 T/2 Chapes Chape T/2 Moment développé T/2 b T/2 M Axe d’articulation x Gousset Gousset T 25/03/2015 a c c a T Assemblages sous N,V - T.Pressac M = T x (b+4c+2a) / 8 96 C.6 Attaches de tirants et câbles C.6.3 Démarche de calcul Vérifications L’axe d’articulation est donc soumis aux efforts suivants : T/2 T/2 • cisaillement = T/2 Chapes • moment de flexion = M = T x (b+4c+2a) / 8 b d Gousset a c c Les goussets et les chapes, quant à eux, sont principalement soumis à une pression diamétrale : • gousset : = F / (bxd) • chapes : = F / (2xaxd) a T 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 97 C. Assemblages courants C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes C.7.2 Ossatures spatiales 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 98 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Types de sollicitation et d’attache Les tubes sont très souvent utilisés comme des éléments de bielle, sollicités par des efforts normaux exclusivement (traction-compression) C T tube T C Dans de tels cas, les tubes sont généralement attachés comme les tirants par un ensemble « chape + axe + gousset ». De nombreuses variantes sont toutefois possibles. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 99 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Tubes aplatis aux extrémités Mode d’attache généralement dévolu aux tubes de petites dimensions, sollicités par des efforts modérés. N 25/03/2015 N Assemblages sous N,V - T.Pressac 100 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Tubes aplatis aux extrémités Mode de fabrication 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 101 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Tubes aplatis aux extrémités Différents types d’aplatissement 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 102 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Assemblage à fourche Vérifications recommandées [CIDECT] : fourche De la soudure : // = N / (4xLxa) De la fourche : Afourche x fy plaque ≥ N Du tube au droit de la soudure : 4L x t1 x fy1/√3 + 4t x t1 x fy1 ≥ N t tube d1 N N cisaillement t1 Soudure gorge = a L t1 25/03/2015 traction Assemblages sous N,V - T.Pressac L 103 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Assemblage avec plat Vérifications recommandées [CIDECT] : plat De la soudure : // = N / (4xLxa) De la fourche : N / Afourche ≥ fy plaque Du tube au droit de la soudure : 4L x t1 x fy1/√3 + 2t x t1 x fy1 ≥ N t tube d1 N N cisaillement t1 Soudure gorge = a L t1 25/03/2015 traction Assemblages sous N,V - T.Pressac L 104 C.7 Attaches de tubes C.7.1 Dispositions courantes Assemblage avec tronçon en T Vérifications à effectuer : Platine d’about gousset t tube d1 N N L t1 Soudure gorge = a De la soudure tube-platine : ┴ = ┴ = N / (√2 x xd1xa) De la soudure gousset-platine : ┴ = ┴ = N / (√2 x xLxa) Du gousset : N / Agousset ≥ fy,gousset Du tube au droit de l’impact du gousset : N / [2 x t1 x (t+2e+2a)] ≥ fy,tube e N/2 t+2e+2a 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 105 C.7 Attaches de tubes C.7.2 Ossatures spatiales Le système Mero Le système Mero constitue un des systèmes les plus connus pour la réalisation d’ossatures spatiales. Les pièces nodales (nœud Mero) sont des sphères d’acier pleines et forgées, avec jusqu’à 18 trous filetés. Les extrémités coniques des barres sont munies de boulons qui se vissent dans les trous filetés. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 106 C. Assemblages courants C.8 Dispositions particulières C.8.1 Trous oblongs C.8.2 Dispositifs anti-dessèrement C.8.3 Dispositions plein trou C.8.4 Couples galvaniques – couples électrolytiques 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 107 C.8 Dispositions particulières C.8.1 Trous oblongs Disposition Schéma à faire Utilisation Au droit d’un joint de dilatation entre blocs de bâtiment pour permettre l’indépendance structurelle d’un bloc par rapport à l’autre dans une direction horizontale. En pied d’un arc ou d’un portique métallique pour s’assujettir de la poussée horizontale souvent significative sur les fondations et inhérentes au fonctionnement de ce type d’ossature (les pieds d’arcs ou de portiques sont alors reliés par un tirant dans lequel les efforts de poussée s’auto-équilibrent. 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 108 C.8 Dispositions particulières C.8.2 Dispositifs anti-desserrement des boulons Usage, utilité Dans les bâtiments soumis à des vibrations dues à des sollicitations cycliques ou dynamiques : - Effet du vent - Ponts roulants - …/… Dispositifs - Système « écrou + contre-écrou » - Système « écrou + écrou PAL » - Boulons HR Ecrou PAL 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 109 C.8 Dispositions particulières C.8.3 Disposition plein trou Qu’est ce que c’est ? Disposition plein trou = assemblages boulonnés avec jeu réduit (jeu = d – d 0) Dans la pratique… > Très difficilement réalisable avec des boulons (Des boulons ne peuvent être introduits dans un trou de même diamètre que par force) > On adopte donc plutôt une disposition de jeu réduit : d+1 pour des boulons ϕ20 (au lieu de d+2). L’obtention d’un jeu d+0.5 est déjà moins courante. Utilité Minimiser la part de déformation associée au jeux d’assemblages des assemblages par boulons normaux Ex : poutre treillis de grande portée pour minimiser la flèche de montage sous poids propre (Cette flèche est due au raccourcissement de chaque montant et à l’allongement de chaque diagonale de la valeur des jeux d’assemblages sur toute la longueur de la PT : une fois cumulées, ces déformations élémentaires, aussi négligeables qu’elles n’y paraissent, peuvent générer une flèche relativement significative en milieu de travée) 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 110 C.8 Dispositions particulières C.8.4 Couples galvaniques – couples électrolytiques Une attention particulière doit être apportée à la compatibilité des métaux constitutifs d’une ossature métallique si ces matériaux sont différents (acier, inox, aluminium,..). Il existe en effet un risque de corrosion galvanique, autrement dit de formation d’une pile électrochimique entre les 2 matériaux mis en contact dans un environnement jouant le rôle d’électrolyte : un des métaux s'oxyde et se dissout (anode), tandis que sur l'autre métal a lieu une réduction (cathode). Ce risque est fonction de l’atmosphère corrosive et de la différence de potentiel entre les 2 métaux. EN 1090-2 §10.4 C’est la raison pour laquelle la norme d’exécution EN 1090 recommande d’éviter tout contact intempestif entre matériaux différents, en particulier entre acier Inox et Aluminium (ex : charpente Aluminium + boulons inox). Exemple de couples électrolytiques rencontrés couramment : Acier galvanisé à chaud (Zinc) + Inox (Par exemple Garde-corps inox sur coursive métallique galvanisée en bord de mer) 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 111 Références Norme EN 1993-1-8 Eurocode 3 partie 1-8 Assemblages Norme EN 1993-1-8 NA Annexe Nationale à la partie 1.8 Norme EN 1090-2 Exécution des structures métalliques Formulaire de la construction métallique – Editions Le Moniteur (nouvelle édition 2009) – Pierre Maitre 25/03/2015 Assemblages sous N,V - T.Pressac 112
