sx034

Réf. document SX034-FR-EU Page 1 de 9 Titre

Exemple : Assemblage boulonné d'une cornière de contreventement en traction sur un gousset

Réf. Eurocode EN 1993-1-8 Rédigé par Edurne Nuñez Date Avril 2006

NOTE DE CALCUL

Vérifié par José A. Chica Date Avril 2006

Exemple : Assemblage boulonné d'une cornière de contreventement en traction sur un gousset Cet exemple d'application présente la méthode de vérification d'un assemblage boulonné d'une cornière de contreventement en traction sur un gousset soudé à l'âme d'un poteau. Il s'agit d'un assemblage de catégorie A (travaillant à la pression diamétrale) par boulons non précontraints.

Il s’agit d’assemblages typiques de croix de contreventement mises en place dans les plans verticaux du bâtiment et en toiture, pour reprendre les effets des actions horizontales du vent dans la direction longitudinale d’un bâtiment à niveau unique, comme cela est présenté dans le document SS048.

SS048

Dans le but d’éviter un excentrement des efforts transmis à la fondation, l’axe de la cornière est positionné dans le plan vertical de l’axe du poteau au niveau de la platine et le gousset est positionné aussi près que possible du plan de l’axe principal du poteau.

Tableau 1.1 Modes de ruine de l’assemblage de la barre de contreventement

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

Boulons en pression diamétrale sur l’aile de la cornière

Rd,2N

Cornière en traction Rd,3N

a Calcul du cordon de soudure

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http://www.access-steel.com/discovery/linklookup.aspx?id=SS048




NOTE DE CALCUL


Assemblage d’une barre de contreventement – Détails

La Figure 1.1 présente la grande aile de la cornière de 120Η80 qui est attachée au gousset.

Figure 1.1 Détail de l’assemblage boulonné : vue en plan et en coupe La pratique courante consiste à minimiser l’excentrement entre la barre de contreventement et l’axe du poteau. Le gousset est soudé à l’âme du poteau et à la platine d’embase par deux cordons de soudure (voir Figure 1.1). Bien qu’il y ait un excentrement afin d’éviter la tige d’ancrage dans l’axe du poteau, cette disposition est bien meilleure que de placer le plan de contreventement dans le plan de la semelle.

Principales données de l’assemblage

Configuration Cornière sur gousset soudé à l’âme du poteau

Poteau HEB 300, S275

Barre de contreventement Cornière 120 × 80 × 12, S275

Type d’assemblage Assemblage d’une barre de contreventement par cornière sur gousset avec boulons non précontraints Catégorie A : pression diamétrale

Plat de gousset 250 × 300 × 15, S275

Boulons M20, Classe 8.8

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


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NOTE DE CALCUL


Poteau HEB 300, S275

Hauteur hc = 300 mm

Largeur des semelles bc = 300 mm

Epaisseur de l’âme tw,c = 11 mm

Epaisseur des semelles tf,c = 19 mm

Rayon du congé r = 27 mm

Aire de la section Ac = 149,1 cm2

Moment d’inertie Iy = 25170 cm4

Partie droite de l’âme dc = 208 mm

Limite d’élasticité fy,c = 275 N/mm2

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

Cornière 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 congé r1 = 11 mm

Rayon de l’arrondi r2 = 5,5 mm

Aire de la section Aac = 22,7 cm2

Moment d’inertie Iy = 322,8 cm4

Limite d’élasticité fy,ac = 275 N/mm2

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


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NOTE DE CALCUL


Plat du gousset : 250 × 300 × 15, S275

Hauteur h = 300 mm p

Largeur b = 250 mm p

Epaisseur tp = 15 mm

Limite d’élasticité f = 275 N/mm2 y,p

Résistance ultime en traction fu,p = 430 N/mm2

Direction de l’effort (1)

Nombre de rangées de boulons n = 3 1

Pince longitudinale e = 50 mm l

Distance entre rangées de boulons p = 80 mm l

Direction perpendiculaire à l’effort (2)

Nombre de files de boulons n = 1 2

Pince transversale e2 = 80 mm

Boulons M20, 8.8

= 3 21 nnn ×=Nombre total de boulons

Aire résistante du boulon A = 245 mm2 s

Diamètre nominal de la tige d = 20 mm

Diamètre des trous d = 22 mm o

Diamètre de la rondelle dw = 37 mm

Limite d’élasticité f = 640 N/mm2yb

Résistance ultime en traction fub = 800 N/mm2

Coefficients partiels de sécurité

= 1,0 γM0

= 1,25 (pour la résistance en cisaillement des boulons) γM2

Effort axial de traction appliqué par la cornière au gousset

N = 250 kN Ed


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NOTE DE CALCUL


EN1993-1-8 Tableau 3.4

1. Boulons en cisaillement .

Rdv,Rd,1 nFN =

kN 08,941025,1

2458006,0 3

M,2

ubvRdv, =×

××== −

γα AfF

kN 28208,943Rd,1 =×=N

EN1993-1-8 Tableau 3.4.

2. Boulons en pression diamétrale sur l’aile de la cornière Remarque : L’épaisseur de la cornière (12 mm) étant inférieure à celle du gousset (15 mm), et en considérant une pince longitudinale de 50 mm ou supérieure pour le gousset, seule l’aile de la cornière exige une vérification vis-à-vis de la pression diamétrale.

Rdb,Rd,2 nFN =

M2

acacu,b1Rdb, γ

α 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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NOTE DE CALCUL


Boulon d’extrémité :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= 0,1;;

3min

acu,

ub

0

1b f

fde

α

76,0223

503 0

1 =×

=de

86,1430800

acu,

ub ==ff

( ) 76,00,1;86,1;76,0minb ==α ∴

kN 9,1561025,1

122043076,05,2 3extrémitéboulon Rd,b, =×

××××= −F

Boulons intérieurs

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 0,1;;

41

3min

acu,

ub

0

1b f

fdp

α

96,041

22380

41

3 0

1 =−×

=−dp

86,1430800

acu,

ub ==ff

( ) 96,00,1;86,1;96,0minb ==α∴

kN 1,1981025,1

122043096,05,2 3intérieurboulon Rd,b, =×

××××= −F ∴

EN1993-1-8 La résistance à la pression diamétrale du boulon d’extrémité et du boulon intérieur est supérieure à la résistance au cisaillement du boulon. La valeur la plus faible de la résistance à la pression diamétrale d’un boulon est adoptée pour tous les boulons.

§3.7(1)

∴ kN 4719,1563Rd,2 =×=N


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NOTE DE CALCUL


3. Cornière en traction EN1993-1-8 §3.10.3

M2

unet3Rd,3 γ

β fAN =

mm 55225,25,2 0 =×=d

mm 1102255 0 =×=d

010 55,2 dpd <<

3β peut être déterminé par interpolation linéaire :

59,03 =β ∴

20acnet mm 200622122270 =×−=−= dtAA

kN 40710

25,1430200659,0 3

Rd,3 =×××

= −N∴

4. Calcul du cordon de soudure Le cordon de soudure est calculé de la façon suivante :

Le gousset est soudé à l’âme du poteau et à la platine d’embase par deux cordons de soudure.

La procédure pour déterminer la profondeur de la gorge des cordons de soudure est la même pour l’assemblage du gousset sur l’âme du poteau, et pour l’assemblage du gousset sur la platine.

Le calcul des cordons de soudure entre le gousset et la platine est présenté ci-dessous.

Il est possible de prévoir des cordons de soudure à pleine résistance suivant la méthode simplifiée du document SN017. Cette approche est cependant trop sévère dans ce cas.

SN017


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http://www.access-steel.com/discovery/linklookup.aspx?id=SN017




NOTE DE CALCUL


La méthode recommandée est de prévoir une valeur de la gorge du cordon de soudure et de vérifier qu’elle est conforme aux exigences de résistance :

Ici, nous pouvons proposer : mm 4=a

La résistance de calcul pour deux cordons de soudure, selon la méthode simplifiée est : EN1993-1-8

§4.5.3.3 lFN Rdw,horw,Rd, 2=

afF dvw,Rdw, =

2

M2w

udvw, N/mm 66,233

25,185,034303

=×

==γβ

ff

∴ N/mm 6,934466,233Rdw, =×=F

∴ kN 467102506,9342 3horw,Rd, =×××= −N

La composante horizontale de l’effort dans la barre de contreventement est :

kN 16140sin25040sinEdhorEd, =°×=°= NN

Le cordon de soudure horizontal est donc SATISFAISANT.

Une méthode analogue s’applique au cordon de soudure vertical (assemblage du gousset soudé à l’âme du poteau).

E x e m p l e : A s s e m b l a g e b o u l o n n é d ' u n e c o r n i è r e d e c o n t r e v e n t e m e n t e n t r a c t i o n s u r u n g o u s s e tC

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NOTE DE CALCUL


5. Résumé Le tableau suivant résume les valeurs de résistance pour les modes de ruine potentiels. La valeur déterminante pour l’assemblage, c'est-à-dire la valeur minimale, est indiquée en gras.

Tableau 5.1 Résumé des valeurs de résistance dans l’assemblage boulonné de la barre de contreventement

Mode de ruine Composante de la résistance

Boulons en cisaillement NRd,1 282 kN

Boulons en pression diamétrale sur l’aile de la cornière

NRd,2 471 kN

Cornière en traction NRd,3 407 kN

Certains modes de ruine ne sont pas considérés. Par exemple, la pression diamétrale sur le plat du gousset n’est pas vérifiée parce que son épaisseur est supérieure à celle de la cornière, et par conséquent la ruine de la cornière surviendrait avant celle du gousset.

E x e m p l e : A s s e m b l a g e b o u l o n n é d ' u n e c o r n i è r e d e c o n t r e v e n t e m e n t e n t r a c t i o n s u r u n g o u s s e tC

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

Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Exemple : Assemblage boulonné d'une cornière de contreventement

en traction sur un gousset

Référence(s)

DOCUMENT ORIGINAL

Nom Société Date

Créé par Edurne Nuñez Labein Avril 2006

Contenu technique vérifié par José A. Chica Labein Avril 2006

Contenu éditorial vérifié par

Contenu technique approuvé 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. Suède B Uppfeldt SBI 03/07/06

4. Allemagne C Müller RWTH 29/06/06

5. Espagne J Chica Labein 04/09/06

Ressource approuvée par le Coordonnateur technique

G W Owens SCI 04/09/07

DOCUMENT TRADUIT

Traduction réalisée et vérifiée par : A. Bureau CTICM 04/06/07

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

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