Assemblage

NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé par platine d'extrémité SN014a-FR-EU

NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé par platine d'extrémité

Ce NCCI fournit les règles relatives à la détermination de la résistance au cisaillement d'un « assemblage articulé » par platine d'extrémité pour les liaisons poutre-poutre et poutre-poteau. Ce NCCI couvre les règles relatives à la platine d'extrémité, la poutre appuyée et la poutre ou le poteau d'appui. Les règles peuvent être utilisées pour évaluer la résistance totale au cisaillement de l'assemblage, pour tous les modes de ruine possibles, conformément aux règles de l'EN 1993-1-8 basées sur la détermination de la résistance des composants individuels de l'assemblage. Les règles s'appliquent aux assemblages boulonnés utilisant des boulons non précontraints (c'est-à-dire de Catégorie A : Assemblage par boulons travaillant à la pression diamétrale). Les règles données dans ce NCCI peuvent être appliquées à des assemblages par platine d'extrémité partielle ou complète.

Contenu

1. Conception des assemblages 2

2. Paramètres 3

3. Résistance au cisaillement des boulons 4

4. Résistance à la pression diamétrale de la platine d’extrémité 4

5. Résistance à la pression diamétrale de l’élément d’appui 5

6. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section brute) 6

7. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section nette) 6

8. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (cisaillement de bloc) 6

9. Résistance à la flexion (dans le plan) de la platine d’extrémité 7

10. Résistance au cisaillement de l’âme de la poutre 7

11. Calcul de la soudure 8

12. Exigences en termes de ductilité 8

13. Limites d’application 9

14. Documents de référence 9

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1. Conception des assemblages Les assemblages par platine d’extrémité peuvent être considérés comme des « assemblages articulés » selon le paragraphe 5.1.2 (1) et (2) de l’EN1993-1-1 ainsi que le paragraphe 5.1.1 (1), (2) et (3) de l’EN1993-1-8. Pour plus d’informations sur les assemblages articulés, voir SN020. Il n’y a donc pas besoin de prendre en compte les effets du comportement de l’assemblage dans l’analyse de l’ossature.

1 11

2 2

3 3

4

2

Plan de cisaillement supposé (face externe du poteau)

Plan de cisaillement supposé (face de l’âme)

Plan de cisaillement supposé (face de l’âme)

Légende : 1. Platine d'extrémité 2. Poutre appuyée 3. Poteau 4. Poutre d’appui

Figure 1.1 Assemblage par platine d'extrémité soumis à un effort tranchant vertical

Plusieurs modes de ruine sont possibles. Le mode de ruine dont la résistance est la plus faible détermine le mode de ruine et la résistance au cisaillement de l’assemblage. Pour consulter les règles relatives à chaque mode de ruine, se référer au Tableau 1.1 ci-dessous.

Tableau 1.1 Résistance au cisaillement de l’assemblage par platine d’extrémité

Mode de ruine Numéro de la section

Résistance au cisaillement des boulons VRd,1 3

Résistance en pression diamétrale de la platine d’extrémité VRd,2 4

Résistance en pression diamétrale de l’élément d’appui VRd,3 5

Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section brute) VRd,4 6

Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section nette) VRd,5 7

Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (cisaillement de bloc) VRd,6 8

Résistance à la flexion de la patine d’extrémité VRd,7 9

Résistance au cisaillement de l’âme de la poutre VRd,8 10

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2. Paramètres

1

1

1

1

p

p

3

2

2p

aa

n = 2

p

p

e

e

h

p et

m

1e

2,c

2

Légende : 1. Platine d'extrémité 2. Poutre appuyée

a Gorge de la soudure Av,net Aire de cisaillement nette de la platine d’extrémité do Diamètre du trou de boulon dw Diamètre de la rondelle ou surangle de la tête du boulon ou de l’écrou e1 Pince longitudinale (platine d’extrémité) e2 Pince transversale (platine d’extrémité) e2,c Pince transversale (aile du poteau) fu,b Résistance à la traction du boulon fu,b1 Résistance à la traction de la poutre appuyée fu,b2 Résistance à la traction de la poutre d’appui fy,c Limite d’élasticité du poteau fu,c Résistance à la traction du poteau fu,p Résistance à la traction de la platine d’extrémité fy,b1 Limite d’élasticité de la poutre appuyée fy,b2 Limite d’élasticité de la poutre d’appui fy,p Limite d’élasticité de la platine d’extrémité hp Hauteur de la platine d’extrémité mp Distance entre la file de boulons et le pied de la soudure reliant la platine d’extrémité

à l’âme de la poutre (désigné par m sur la Figure 6.2 de l’EN1993-1-8) n Nombre total de boulons (c’est-à-dire n1 × n2) n1 Nombre de rangées horizontales de boulons n2 Nombre de files verticales de boulons. Dans ce NCCI, n2 = 2 p1 Entraxe longitudinal p3 Ecartement entre files de boulons tf.c Epaisseur de l’aile du poteau tp Epaisseur de la platine d’extrémité tw,b1 Epaisseur de l’âme de la poutre appuyée tw,b2 Epaisseur de l’âme de la poutre d’appui tw,c Epaisseur de l’âme du poteau

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3. Résistance au cisaillement des boulons 80 Rdv,Rd,1 Fn,V =

La résistance au cisaillement d’un boulon, Fv,Rd, est donnée au Tableau 3.4 de l’EN1993-1-8 comme :

M2

ubvRdv, γ

α AfF =

Où A peut être pris comme étant égal à l’aire de la section résistante en traction du boulon As.

Remarque : Le coefficient de réduction 0,8 tient compte des efforts de traction qui s’exercent dans les boulons. Pour plus d’explications, voir Réf. (1), sections 4.1.1.2 et 6.2.2.

4. Résistance à la pression diamétrale de la platine d’extrémité

En se plaçant du côté de la sécurité (à partir du paragraphe 3.7 (1) de l’EN1993-1-8) Rdb,Rd,2 nFV =

Mais si Fv,Rd ≥ Fb,Rd alors :

Rdb,Rd,2 ∑= FV

La résistance à la pression diamétrale d’un boulon, Fb,Rd, est donnée dans le Tableau 3.4 de l’EN1993-1-8 comme étant égale à :

M2

ppu,b1Rdb, γ

α tdfkF =

Où ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 1,0;;

41

3;

3min

pu,

ub

0

1

0

1b f

fdp

deα

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 5,2;7,18,2min

0

21 d

ek

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5. Résistance à la pression diamétrale de l’élément d’appui

Rdb,Rd,3 nFV =

La résistance à la pression diamétrale d’un boulon, Fb,Rd, est donnée dans le Tableau 3.4 de l’EN1993-1-8 comme :

M2

ub1Rdb, γ

α tdfkF =

Quand l’élément d’appui est une aile de poteau : cf,tt =

cu,u ff =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 1,0 ;;

41

3min

cu,

ub

0

1b f

fdpα

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 5,2;7,18,2min

0

c,21 d

ek

Quand l’élément d’appui est une âme de poteau : cw,tt =

cu,u ff =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 1,0 ;;

41

3min

cu,

ub

0

1b f

fdpα

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 5,2;7,14,1min

0

31 d

pk

Quand l’élément d’appui est une âme de poutre : b2w,tt =

b2u,u ff =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 1,0;;

41

3min

b2u,

ub

0

1b f

fdpα

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 5,2;7,14,1min

0

31 d

pk

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6. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section brute)

M0

py,ppRd,4 327,1

2γ

fthV =

Remarque : Le coefficient 1,27 prend en compte la réduction de la résistance au cisaillement due à la présence d’un moment fléchissant dans le plan (voir Réf. (1), section 6.2.2). Pour plus d’explications, voir Réf. (3).

7. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (section nette)

M2

pu,netv,Rd,5 3

2γ

fAV =

où :

( )01ppnetv, dnhtA −=

8. Résistance au cisaillement de la platine d’extrémité (cisaillement de bloc)

Rdeff,Rd,6 2VV =

Selon le paragraphe 3.10.2 de l’EN1993-1-8 :

En général :

M0

nvpy,

M2

ntpu,Rdeff,1,Rdeff, 3

γγAfAf

VV +==

Mais si hp < 1,36 p3 et n1 > 1, alors :

M0

nvpy,

M2

ntpu,Rdeff,2,Rdeff, 3

5,0γγAfAf

VV +==

où :

Ant est l’aire nette soumise à la traction, donnée par ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

20

2pntdetA

Anv est l’aire nette soumise au cisaillement, donnée par ( )( )011ppnv 5,0 dnehtA −−−=

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9. Résistance à la flexion (dans le plan) de la platine d’extrémité

En général (c’est-à-dire p3 ≤ hp/1,36). Par conséquent : 3p 36,1 ph ≥

∞=Rd,7V

Toutefois, quand l’écartement entre les files de boulons est important, c’est-à-dire p3 > hp/1,36, les effets du moment fléchissant dans le plan dans la section centrale de la platine d’extrémité deviennent prédominants et réduisent la résistance au cisaillement de cette dernière (c’est-à-dire VRd,7 < VRd,4). La résistance au cisaillement réduite est alors :

M0

py,

b1w,3

elRd,7

2

2γf

tpWV

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

où :

6

2pp

elht

W =

10. Résistance au cisaillement de l’âme de la poutre Selon le paragraphe 6.2.6 (2) de l’EN1993-1-1 :

M0

b1y,vRd,8 3 γ

fAV =

Pour l’aire de cisaillement Av, le paragraphe 6.2.6 (3) ne couvre pas spécifiquement le cas d’une platine rectangulaire. Toutefois, d’après le cas (c) de la clause 6.2.6 (3), il serait raisonnable de multiplier l’aire de l’âme de la poutre assemblée à la platine d’extrémité par un coefficient de 0,9. Par conséquent :

Av = 0,9 hp tw,b1

M0

b1y,b1w,pRd,8 3

9,0γ

fthV =

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11. Calcul de la soudure Fournir des soudures d’angle doubles reconstituant totalement la résistance. Les soudures sont considérées comme des soudures d’angle latérales. La taille de la gorge de la soudure « a » respecte les conditions suivantes :

a ≥ 0,38 tw,b1 pour une poutre appuyée de nuance d’acier S235



s

a

t p

t w,b1

Légende : a : gorge de la soudure s : largeur du pied de cordon

Figure 11.1 Dimensions de la soudure d'angle.

12. Exigences en termes de ductilité Afin d’assurer une ductilité adéquate, les exigences suivantes doivent être satisfaites.

• Si l’élément d’appui est une poutre ou une âme de poteau :

py,

ubp 8,2 f

fdt ≤

• Si l’élément d’appui est une aile de poteau :

py,

ubp 8,2 f

fdt ≤ ou cy,

ubcf, 8,2 f

fdt ≤

où d est le diamètre du boulon.

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13. Limites d’application Ce NCCI s’applique aux assemblages comportant deux files verticales de boulons (c’est-à-dire n2 = 2) utilisant des boulons non précontraints de Catégorie A : Assemblage par boulons travaillant à la pression diamétrale conformément au paragraphe 3.4.1 de l’EN1993-1-8.

14. Documents de référence Les règles du présent NCCI sont basées sur :

(1) “European recommendations for the design of simple joints in steel structures – Document préparé sous la supervision de l’ECCS TC10 par : J.P. Jaspart, S. Renkin et M.L. Guillaume – Première ébauche septembre 2003”

(2) Joints in Steel Construction – Simple Connections (P212). The Steel Construction Institute and The British Constructional Association Ltd., 2002.

(3) “Development of a European process for the design of simple structural joint in steel frames” Elaboration d’un manuel pour la conception et le calcul des assemblages articulés en construction métallique (en français), par RENKIN Sandra, Travail de Fin d’Etudes, Université de Liège, juin 2003

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Enregistrement de la qualité

TITRE DE LA RESSOURCE NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé par platine d'extrémité

Référence(s)

DOCUMENT ORIGINAL

Nom Société Date

Créé par Edurne Nunez SCI Mars 2005

Contenu technique vérifié par Abdul Malik SCI Juillet 2005

Contenu rédactionnel vérifié par D C Iles SCI 16/9/05

Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL :

1. Royaume-Uni G W Owens SCI 16/9/05

2. France A Bureau CTICM 16/9/05

3. Suède A Olsson SBI 15/9/05

4. Allemagne C Müller RWTH 14/9/05

5. Espagne J Chica Labein 16/9/05

Ressource approuvée par le Coordonnateur technique

G W Owens SCI 26/4/06

DOCUMENT TRADUIT

Traduction réalisée et vérifiée par : eTeams International Ltd. 09/03/06

Ressource traduite approuvée par : CTICM 18/03/06

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