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Exemple : Assemblage boulonn d'une cornire de contreventement en traction sur un gousset

Rf. Eurocode EN 1993-1-8 Rdig par Edurne Nuez Date Avril 2006

NOTE DE CALCUL

Vrifi par Jos A. Chica Date Avril 2006

Exemple : Assemblage boulonn d'une cornire de contreventement en traction sur un gousset Cet exemple d'application prsente la mthode de vrification d'un assemblage boulonn d'une cornire de contreventement en traction sur un gousset soud l'me d'un poteau. Il s'agit d'un assemblage de catgorie A (travaillant la pression diamtrale) par boulons non prcontraints.

Il sagit dassemblages typiques de croix de contreventement mises en place dans les plans verticaux du btiment et en toiture, pour reprendre les effets des actions horizontales du vent dans la direction longitudinale dun btiment niveau unique, comme cela est prsent dans le document SS048.

SS048

Dans le but dviter un excentrement des efforts transmis la fondation, laxe de la cornire est positionn dans le plan vertical de laxe du poteau au niveau de la platine et le gousset est positionn aussi prs que possible du plan de laxe principal du poteau.

Tableau 1.1 Modes de ruine de lassemblage de la barre de contreventement

Mode de ruine Composante de la rsistance Boulons en cisaillement Rd,1N

Boulons en pression diamtrale sur laile de la cornire

Rd,2N

Cornire en traction Rd,3N

a Calcul du cordon de soudure

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Assemblage dune barre de contreventement Dtails

La Figure 1.1 prsente la grande aile de la cornire de 12080 qui est attache au gousset.

Figure 1.1 Dtail de lassemblage boulonn : vue en plan et en coupe La pratique courante consiste minimiser lexcentrement entre la barre de contreventement et laxe du poteau. Le gousset est soud lme du poteau et la platine dembase par deux cordons de soudure (voir Figure 1.1). Bien quil y ait un excentrement afin dviter la tige dancrage dans laxe du poteau, cette disposition est bien meilleure que de placer le plan de contreventement dans le plan de la semelle.

Principales donnes de lassemblage

Configuration Cornire sur gousset soud lme du poteau

Poteau HEB 300, S275

Barre de contreventement Cornire 120 80 12, S275

Type dassemblage Assemblage dune barre de contreventement par cornire sur gousset avec boulons non prcontraints Catgorie A : pression diamtrale

Plat de gousset 250 300 15, S275 Boulons M20, Classe 8.8

Soudures Gousset sur lme du poteau : cordon de soudure a = 4 mm (voir paragraphe 4).

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Poteau HEB 300, S275

Hauteur hc = 300 mm

Largeur des semelles bc = 300 mm

Epaisseur de lme tw,c = 11 mm

Epaisseur des semelles tf,c = 19 mm

Rayon du cong r = 27 mm

Aire de la section Ac = 149,1 cm2

Moment dinertie Iy = 25170 cm4

Partie droite de lme dc = 208 mm

Limite dlasticit fy,c = 275 N/mm2

Rsistance ultime en traction fu,c = 430 N/mm2

Cornire 120 80 12, S275

Largeur de la grande aile hac = 120 mm

Largeur de la petite aile bac = 80 mm

Epaisseur tac = 12 mm

Rayon du cong r1 = 11 mm

Rayon de larrondi r2 = 5,5 mm

Aire de la section Aac = 22,7 cm2

Moment dinertie Iy = 322,8 cm4

Limite dlasticit fy,ac = 275 N/mm2

Rsistance ultime en traction fu,ac = 430 N/mm2

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Plat du gousset : 250 300 15, S275 Hauteur h = 300 mm pLargeur b = 250 mm pEpaisseur tp = 15 mm Limite dlasticit f = 275 N/mm2 y,pRsistance ultime en traction fu,p = 430 N/mm2

Direction de leffort (1)

Nombre de ranges de boulons n = 3 1Pince longitudinale e = 50 mm lDistance entre ranges de boulons p = 80 mm l

Direction perpendiculaire leffort (2)

Nombre de files de boulons n = 1 2Pince transversale e2 = 80 mm

Boulons M20, 8.8

= 3 21 nnn =Nombre total de boulons Aire rsistante du boulon A = 245 mm2 sDiamtre nominal de la tige d = 20 mm Diamtre des trous d = 22 mm oDiamtre de la rondelle dw = 37 mm Limite dlasticit f = 640 N/mm2ybRsistance ultime en traction fub = 800 N/mm2

Coefficients partiels de scurit

= 1,0 M0 = 1,25 (pour la rsistance en cisaillement des boulons) M2

Effort axial de traction appliqu par la cornire au gousset N = 250 kN Ed

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EN1993-1-8 Tableau 3.4

1. Boulons en cisaillement .

Rdv,Rd,1 nFN =

kN 08,941025,1

2458006,0 3M,2

ubvRdv, ===

AfF

kN 28208,943Rd,1 ==N

EN1993-1-8 Tableau 3.4.

2. Boulons en pression diamtrale sur laile de la cornire Remarque : Lpaisseur de la cornire (12 mm) tant infrieure celle du gousset (15 mm), et en considrant une pince longitudinale de 50 mm ou suprieure pour le gousset, seule laile de la cornire exige une vrification vis--vis de la pression diamtrale.

Rdb,Rd,2 nFN =

M2

acacu,b1Rdb,

tdfkF =

= 5,2;7,18,2min

0

21 d

ek Pour tous les boulons :

48,87,122808,27,18,2

0

2 ==de

( ) 5,25,2;48,8min1 ==k

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Boulon dextrmit :

= 0,1;;

3min

acu,

ub

0

1b f

fde

76,0223

503 0

1 ==de

86,1430800

acu,

ub ==ff

( ) 76,00,1;86,1;76,0minb == kN 9,15610

25,1122043076,05,2 3

extrmitboulon Rd,b, == F

Boulons intrieurs

= 0,1;;

41

3min

acu,

ub

0

1b f

fdp

96,041

22380

41

3 01 ==d

p

86,1430800

acu,

ub ==ff

( ) 96,00,1;86,1;96,0minb == kN 1,19810

25,1122043096,05,2 3

intrieurboulon Rd,b, == F

EN1993-1-8 La rsistance la pression diamtrale du boulon dextrmit et du boulon intrieur est suprieure la rsistance au cisaillement du boulon. La valeur la plus faible de la rsistance la pression diamtrale dun boulon est adopte pour tous les boulons.

3.7(1)

kN 4719,1563Rd,2 ==N

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3. Cornire en traction EN1993-1-8 3.10.3

M2

unet3Rd,3

fAN =

mm 55225,25,2 0 ==d mm 1102255 0 ==d

010 55,2 dpd

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La mthode recommande est de prvoir une valeur de la gorge du cordon de soudure et de vrifier quelle est conforme aux exigences de rsistance :

Ici, nous pouvons proposer : mm 4=a

La rsistance de calcul pour deux cordons de soudure, selon la mthode simplifie est : EN1993-1-8

4.5.3.3 lFN Rdw,horw,Rd, 2=

afF dvw,Rdw, =

2

M2w

udvw, N/mm 66,23325,185,0

34303 === ff

N/mm 6,934466,233Rdw, ==F

kN 467102506,9342 3horw,Rd, == NLa composante horizontale de leffort dans la barre de contreventement est :

kN 16140sin25040sinEdhorEd, === NN

Le cordon de soudure horizontal est donc SATISFAISANT.

Une mthode analogue sapplique au cordon de soudure vertical (assemblage du gousset soud lme du poteau).

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NOTE DE CALCUL

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5. Rsum Le tableau suivant rsume les valeurs de rsistance pour les modes de ruine potentiels. La valeur dterminante pour lassemblage, c'est--dire la valeur minimale, est indique en gras.

Tableau 5.1 Rsum des valeurs de rsistance dans lassemblage boulonn de la barre de contreventement

Mode de ruine Composante de la rsistance

Boulons en cisaillement NRd,1 282 kN

Boulons en pression diamtrale sur laile de la cornire

NRd,2 471 kN

Cornire en traction NRd,3 407 kN

Certains modes de ruine ne sont pas considrs. Par exemple, la pression diamtrale sur le plat du gousset nest pas vrifie parce que son paisseur est suprieure celle de la cornire, et par consquent la ruine de la cornire surviendrait avant celle du gousset.

Exemple : Assemblage boulonn d'une cornire de contreventement en traction sur un gousset SX034a-FR-EU

Enregistrement de la qualit TITRE DE LA RESSOURCE Exemple : Assemblage boulonn d'une cornire de contreventement

en traction sur un gousset

Rfrence(s)

DOCUMENT ORIGINAL

Nom Socit Date

Cr par Edurne Nuez Labein Avril 2006

Contenu technique vrifi par Jos A. Chica Labein Avril 2006

Contenu ditorial vrifi par

Contenu technique approuv par les partenaires du Projet STEEL :

1. Royaume-Uni G W Owens SCI 04/09/06

2. France A Bureau CTICM 03/07/06

3. Sude B Uppfeldt SBI 03/07/06

4. Allemagne C Mller RWTH 29/06/06

5. Espagne J Chica Labein 04/09/06

Ressource approuve par le Coordonnateur technique

G W Owens SCI 04/09/07

DOCUMENT TRADUIT

Traduction ralise et vrifie par : A. Bureau CTICM 04/06/07

Ressource traduite approuve par : A. Bureau CTICM 04/06/07

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Tableau1.1 Modes de ruine de lassemblage de la barre de contreventementFigure1.1 Dtail de lassemblage boulonn: vue en plan et en coupe1. Boulons en cisaillement2. Boulons en pression diamtrale sur laile de la cornire3. Cornire en traction4. Calcul du cordon de soudure5. RsumTableau5.1 Rsum des valeurs de rsistance dans lassemblage boulonn de la barre de contreventement