Assemblages Assemblages poteaux-poutres et Assemblages ...

S I È G E S O C I A L8 4 , AV E N U E J E A N J A U R È S | C H A M P S - S U R - M A R N E | 7 74 4 7 M A R N E - L A -VA L L É E C E D E X 2

T É L . ( 3 3 ) 0 1 6 4 6 8 8 2 8 2 | F A X ( 3 3 ) 0 1 6 0 0 5 7 0 3 7 | w w w. c s t b . f r

D’après la norme EN 1993-1-1 (Eurocode 3, partie 1-1)

Avec la collection « Guides eurocodes », le CSTB offre aux professionnels du bâtiment des outils pratiques relatifs aux méthodes de conception et de calcul fi gurant dans les normes Eurocodes.

L’objectif de cette collection, dirigée par le cstb, est de présenter de manière synthétique de nombreux points de conception-calcul pouvant présenter des diffi cultés d’application pratique, du fait de leur nouveauté ou de leur relative complexité.

Pour tous les guides de la collection, avec ou sans recours aux calculs automatisés, les auteurs présentent de manière pédagogique et concise le déroulement des phases de calcul traitées, en citant systématiquement l’article, ou les articles, concerné(s) de l’eurocode. Cette méthode a pour but d’éclairer le projeteur sur l’objectif et les choix essentiels en phase calcul, en délestant l’approche de tout ce qui pourrait présenter des diffi cultés d’interprétation.

Le parti pris est de permettre, outre le recours éventuel à des logiciels ou des feuilles de calculs Excel, la possibilité d’un calcul manuel utilisant des tableaux ou abaques. Dans certains cas, libre choix est ainsi laissé au calculateur de recourir à la méthode qu’il juge la plus adaptée au cas particulier à traiter et aux moyens dont il dispose.

Ce guide, élaboré par les ingénieurs praticiens du Cabinet Jaillet-Rouby, s’inscrit dans ce programme général. Il est destiné à permettre le calcul des assemblages métalliques, qu’ils soient par platines d’about, par double cornières ou par éclissage d’âme et de semelles.

Les outils et méthodes de calcul proposés permettent de respecter les principes de dimensionne-ment fi gurant dans les normes NF EN 1993-1-1 (Eurocode 3, partie 1-1) et NF EN 1993-1-8 (Eurocode 3, partie 1-8).

Assemblages poteaux-poutres et poutres-poutres en acier Calcul des assemblages par platines d’about, par double cornières d’âme ou par éclisses de semelles et d’âme.

GUID

E EU

ROCO

DE

G08

-20

ISBN

978

-2-8

6891

-491

-0

Assemblages poteaux-poutres et poutres-poutres en acier

> Calcul des assemblages par platines d’about, par double cornières d’âme ou par éclisses de semelles et d’âme.

D’après l’Eurocode 3

Asse

mbl

ages

pot

eaux

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G08-20 Couv.indd 1 19/09/12 09:51

Matériel protégé par le droit d'auteur

SOMMAIRE

SOMMAIRE

1. OBJET .................................................................................................................... 3

2. DOMAINE D’APPLICATION ................................................................................ 5

3. GUIDE D’APPLICATION POUR LE CALCUL DES ASSEMBLAGES PAR PLATINE BOULONNÉE ............................................................................... 7

3.1 Généralités ............................................................................................................. 73.2 Domaine d’application ......................................................................................... 73.3 Attaches poutre-poutre – Résistance .................................................................. 93.4 Attaches poteau-poutre – Résistance ............................................................... 303.5 Analyse globale ................................................................................................... 453.6 Attaches poutre-poutre – Rigidité ..................................................................... 493.7 Attaches poteau-poutre – Rigidité .................................................................... 533.8 Tables ................................................................................................................... 573.9 Notations ............................................................................................................. 683.10 Exemple de calcul n° 1 : assemblage poutre-poutre non raidie ..................... 693.11 Exemple de calcul n° 2 : assemblage poutre-poutre raidie ............................ 923.12 Exemple de calcul n° 3 : assemblage poutre-poteau non raidi .................... 1093.13 Exemple de calcul n° 4 : assemblage poteau-poutre raidie ......................... 139

4. GUIDE D’APPLICATION POUR LE CALCUL DES ASSEMBLAGES ARTICULÉS PAR CORNIÈRES D’ÂME ............................................................ 165

4.1 Généralités ......................................................................................................... 1654.2 Domaine d’application ..................................................................................... 1654.3 Fonctionnement de l’assemblage ................................................................... 1664.4 Cas étudiés ........................................................................................................ 1684.5 Cas d’un élément porteur ayant une rigidité de rotation nulle..................... 1694.6 Cas d’un élément porteur infi niment raide en rotation ................................. 1954.7 Exemples ............................................................................................................ 2224.8 Tables de capacité d’attaches types ................................................................ 264

5. GUIDE D’APPLICATION POUR LE CALCUL DES ASSEMBLAGES DE CONTINUITÉ PAR ÉCLISSAGE D’ÂME ET DE SEMELLES ................... 339

5.1 Objet .................................................................................................................. 3395.2 Domaine d’application ..................................................................................... 3395.3 Généralités ......................................................................................................... 3405.4 Assemblage de catégorie C : résistant au glissement à l’ELU ...................... 3485.5 Assemblage de catégorie A : résistant en pression diamétrale .................... 3695.6 Assemblage de catégorie B : résistant au glissement à l’ELS ....................... 3795.7 Tables ................................................................................................................. 3815.8 Exemples d’application .................................................................................... 426

6. RÉFÉRENCES .................................................................................................... 461

1


ASSEMBLAGES POTEAUX-POUTRES

ET POUTRES-POUTRES EN ACIER92

3.10.5.3 Rigidité en rotation initiale Sj,ini

(cf. clause 6.3.1 (4) de la norme NF EN 1993-1-8)

.KZES éq2éqinij, = ××

Sj,ini = 210 000 x (453,85 )2 x 16,175 = 699 662 kN.m/rad.

3.10.5.4 Classifi cation (cf. clause 5.2.2.5 (1) de la norme NF EN 1993-1-8)

Ib = 48 200 cm4 (IPE 500).

E Ib/Sj,ini = 106 x 210 000 x 48 200 x 10-8 / (699 662 x 103) = 144,66 mm.

Zone 3 : assemblage nominalement articulé : Sj,ini ≤ 0,5 E Ib/Lb.Pour être articulé, il faudrait : Lb ≤ 72,33 mm.

Zone 1 : assemblage rigide Sj,ini > kb E Ib/Lb avec :kb = 8 pour les ossatures contreventées : Lb ≥ 1,16 m ;kb = 25 sinon Lb ≥ 3,62 m.

Pour Lb ≥ 3,32 m (réaliste avec une section en IPE 500), l’assemblage est considéré rigide.

3.11 Exemple de calcul n° 2 : assemblage poutre-poutre raidie

3.11.1 Données

Géométrie ■

Figure 3.43 : Schéma de l’assemblage poutre-poutre à vérifi er.




Efforts côté poutre porteuse ■

VEd

V1p

V2p

phlp

.p

LV

h1p = 1 +

.pL

Vh

2p =

Dans tous les cas : V1p > V2p

−

p

2

VEd ≈2

V1s

2

VEd p

Figure 4.22 : Efforts côté poutre porteuse.

4.5.2.3 Résistance des boulons

Poutre portée ■

12 RdV,

1s

FV

.1 / 2h

RdV,Rds,,vbolt+=

pL

FV≤

Poutre porteuse ■

1RdV,

1p

F

V.1 / 2

h

pRdV,Rdp,,vbolt

+=p

LFV≤

4.5.2.4 Vérifi cation de la poutre porteuse

Pression diamétrale composante verticale seule :

1d= ; = 1,0;;Minpu,

ubdb f

f ; α α α −

= 7141;52min0

h1 ,

dp

,,k ; − −

M2

p,wpu,b1Rdp,b,

d tfKF = .

α

γ −

On vérifi e que : .1Rdp,b,

1p

F

V≤

On peut aussi en déduire l’épaisseur minimale de l’âme de la poutre en fonction de sa nuance :

.pL

dfkV

t +h

P

pu,b1

M2Edp,w 1

2

γ

α≥




4.8 Tables de capacité d’attaches types

4.8.1 Assemblages à plusieurs lignes de boulons

4.8.1.1 Tables de capacité

Les tables de capacité des assemblages fournissent la valeur minimale VRd de tous les modes de rupture ou d’instabilité étudiés couvrant une utilisation sur support souple ou raide :VRd = Min [VRd,art ; VRd,rig].

Elles sont établies par attaches types en doubles cornières de la manière suivante :

les attaches types ont une hauteur variant de 80 à 440 mm adaptée aux −hauteurs droites des profi ls selon le tableau suivant :

Lc

80 IPE 140 HEA 160 HEB 160

95 IPE 160 HEA 180 HEB 180

110 IPE 180 HEA 200 HEB 200

130 IPE 200 IPE 220 HEA 220 HEA 240 HEB 220

150 IPE 240 HEA 260 HEB 240 HEB 260

180 IPE 270 HEA 280 HEA 300 HEA 320 HEB 280 HEB 300

220 IPE 300 IPE 330 HEA 340 HEA 360 HEB 320 HEB 340

260 IPE 360 HEA 400 HEB 360 HEB 400

310 IPE 400 HEA 450 HEB 450

360 IPE 450 IPE 500 HEA 500 HEB 500

440 IPE 550 IPE 600 HEA 550 HEA 600 HEB 550 HEB 600

Tableau 4.17 : Tableau d’utilisation des cornières.

les boulons utilisés et les conditions de leur utilisation avec les cornières −sont défi nis comme suit :

d boulon (mm) 12 16 20 24

Pince ec (mm) 18 24 30 36

Ø trou do (mm) 13 18 22 26

Tableau 4.18 : Pinces et diamètres des trous en fonction des diamètres de boulons (6.8 et 8.8).


427427

5. GUIDE D'APPLICATION POUR LE CALCUL

DES ASSEMBLAGES DE CONTINUITÉ

PAR ÉCLISSAGE D'ÂME ET DE SEMELLES

Boulons de semelles ■

d27 HR 10.9.

d = 27 mm. d0f = 30 mm. fub = 1 000 MPa. Asf = 459 mm². rf = 4.

Boulons d’âme ■

d24 HR 10.9.

d = 27 mm. d0w = 30 mm. fub = 1 000 MPa. Asw = 459 mm². rwv = 2. rwh = 3.

Figure 5.36 : Coupe sur l’éclissage.

Éclisses extérieures ( ■ ee)

e1,ee = 45 mm. p1,ee = 90 mm. tee = 14 mm. fy,ee = 275 MPa. fu,ee = 430 MPa. e2,ee = 58 mm.

p2,ee = 184 mm. Figure 5.37: Pinces sur l’éclisse extérieure.

= bfpbee

twe

tee

bei

tei

hwehwe


449449

5. GUIDE D'APPLICATION POUR LE CALCUL

DES ASSEMBLAGES DE CONTINUITÉ

PAR ÉCLISSAGE D'ÂME ET DE SEMELLES

5.8.4 Vérifi cations en catégorie A : analyse plastique

5.8.4.1 Section 1 : vérifi cation en section nette

Condition pour que l’assemblage transmette la pleine capacité de la

section : KA

Anet ≥ ;

avec : py,

pu,

1,389 f

fK ≥ pour un profi l en S275 : K = 1,073.

On remplace alors Anet par KAnet dans les parties tendues.

Le profi l HEB 400 est de classe 1 en fl exion pure, il est donc possible de mener une analyse plastique.

Effort tranchant ■

.3 M0

py,vRdpl,Ed

fAVV =≤

γ

kN.278kN111,413

2750007

3Ed

M0

py,vRdpl, ==== V

fAV

γ≥

×

Critère = 0,25.

kN.278kN75552

411112 EdRdpl, =>== V,

,V

Pas d’interaction entre effort tranchant et moment fl échissant.

Moment fl échissant ■

.M0

py,Minnet,pl,netRd,pl,Ed1Ed

fWMVM =+Δ ≤

γ

MEd + VEd 1 = 570 278 0,32 = 659 kN.

Calcul de Wpl,net : la position de l’axe neutre plastique est modifi ée par rapport au calcul en catégorie C :

wpfpminpfpofpwpfpminfpp )()2()( ttvhtdbttvtb −−+−=−+ − ;

2 − doftfp 2vmintwp hptwp ;

wp

fpofpmin 2 t

tdhv −= ; −

mm146,6713,5

24302

400min =−=v ;

× −

v − max hp vmin 400 146,67 253,33 mm.


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