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RÉSUMÉ
Les assemblages des éléments fléchis sont des éléments essentiels des structures métalliques. Qu'ils soient considérés encastrés (assemblages par platine d'about) ou articulés (assemblages par cornières d'âme), leur dimensionnement (dispositions constructives, résistance) est assez délicat. Cet article concerne uniquement les assemblages entre barres. Il expose la méthode des composants et celle des tronçons en T équivalents, deux nouveaux concepts introduits dans l'Eurocode 3 et destinés à évaluer la résistance et la rigidité des assemblages.
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Maël COUCHAUX : Docteur Ingénieur en Génie Civil de l’INSA de Rennes - Chef de projet de recherche au CTICM
INTRODUCTION
Dans la pratique, les assemblages fléchis de construction métallique sont conçus de deux manières différentes.
La première consiste à garantir la continuité entre deux poutres ou entre une poutre et un poteau. Ces assemblages sont constitués, soit de platines boulonnées perpendiculaires aux poutres, soit de couvre-joints boulonnés sur les semelles et l’âme des poutres. Ils transfèrent alors un moment significatif.
La deuxième conception consiste à ne pas assurer cette continuité au niveau des attaches, en laissant ainsi une certaine capacité à la poutre à entrer en rotation sur appuis. Ces assemblages, assez simples à fabriquer et à mettre en œuvre, sont souvent effectués à l’aide de doubles cornières boulonnées sur l’élément porteur et sur la poutre portée.
En France, l’adoption des Eurocodes a conduit à modifier le mode de calcul de ce type d’assemblages avec notamment l’obligation d’utiliser la méthode des composants. Si cette méthode offre le moyen de calculer la résistance des attaches de poutres (moment fléchissant, effort tranchant), elle introduit également le concept de semi-rigidité qui permet de caractériser la déformabilité des assemblages et leur influence sur le comportement global de la structure. En conséquence, il est nécessaire de justifier l’hypothèse de modélisation des assemblages qui, dans la pratique, sont généralement considérés articulés ou encastrés.
Dans cet article, la méthode des composants est présentée de façon générale avant d’être appliquée aux assemblages de poutres par platines d’about boulonnées. Le cas des assemblages de poutres articulées est traité ensuite. Pour chacune de ces deux familles d’assemblage, les différentes dispositions constructives utilisées dans la pratique sont précisées et la méthodologie des calculs est illustrée au travers d’exemples simples.
Les assemblages en pieds de poteaux, autre catégorie d’attaches particulièrement importante, font l’objet d’un article séparé (voir [C 2 557]).
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- Version archivée 1 de août 2003 par Koffi Aho VERCELLINO
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Assemblages encastrés de poutres par platine d’about
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1. Méthode des composants
1.1 Modélisation d’un assemblage dans l’EN 1993-1-8
Pour modéliser le comportement des assemblages fléchis, la partie 1-8 de l’Eurocode 3 (EN 1993-1-8) s’appuie sur un nouveau concept : la méthode des composants. Celle-ci consiste à décomposer l’assemblage en composants élémentaires (boulons, platines, âme du poteau…) puis à combiner leurs influences dans la modélisation globale (voir figure 1).
Pour chaque composant, on identifie :
-
une résistance afin notamment de déterminer le moment résistant de l’attache M j,Rd ;
-
une rigidité élastique afin de calculer la rigidité flexionnelle de l’assemblage.
Les composants sont modélisés par l’intermédiaire de ressorts axiaux (rangées de boulons tendues, compression de l’âme du poteau…) ou de panneaux (âme du poteau cisaillé).
À titre d’exemple, la modélisation d’un assemblage d’une poutre sur un poteau par platine boulonnée est représentée à la figure 2.
Les assemblages poutre/poteau par platine d’about sont généralement dimensionnés pour transmettre un moment fléchissant. On doit alors vérifier aux États limites ultimes (ELU) :
avec :
- Mj,Ed :
- moment fléchissant appliqué à...
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Méthode des composants
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RYAN (I.) - Calcul d’assemblages poutre-poteau selon l’Annexe J de l’Eurocode 3. - Revue Construction métallique, N° 1 (2004).
-
(2) - RYAN (I.) - Calcul d’un assemblage de faîtage selon l’EN 1993-1-8. - Revue Construction métallique, N° 3 (2006).
-
(3) - CTICM - Volume 1 – Assemblages de continuité de poutres réalisés par platines d’about – Guide de choix et dimensionnement. - Collection : « les guides Ascap » (2007).
-
(4) - CTICM - Volume 2 – Encastrements de poutres sur poteaux réalisés par platines d'about – Guide de choix et dimensionnement. - Collection : « les guides Ascap » (2007).
-
(5) - MANGIN (P.), RYAN (I.) - Calcul de la résistance d’un assemblage de continuité par couvre-joints boulonnés selon l’EN 1993-1-8. - Revue Construction Métallique, N° 3 (2008).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1 AFNOR - Octobre 2005
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1 :2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1/NA AFNOR - 31 Août 2013
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-5 : Plaques planes. - NF EN 1993-1-5 AFNOR - Mars 2007
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-5 : Plaques planes. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-5 :2007. - NF EN 1993-1-5/NA AFNOR - Octobre 2007
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-8 : Calcul des assemblages. - NF EN 1993-1-8 AFNOR - Décembre 2005
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-8 : Calcul des assemblages. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-8 :2005. - NF EN 1993-1-8/NA AFNOR - Juillet 2007
1 Organismes – Fédérations – Associations
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AFNOR, Association française de normalisation
-
APK, Association pour la promotion de l'enseignement de la construction acier
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ConstruirAcier, Association pour le développement de la construction en acier dans le secteur du BTP
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CTICM, Centre technique industriel de la construction métallique
PlatineX, CorniX https://www.cticm.com/content/utilitaires-eurocodes
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