Calcul Assemblage Articulé Poutre-Poteau

Réf. document SX012a-FR-EU Feuille 1 de 10
Titre
Exemple: Assemblage articulé poutre-semelle de poteau par
platine d'extrémité
Réf. Eurocode EN 1993-1-8, EN1993-1-1
Réalisé par Edurne Nunez Date Mars 2005
FEUILLE DE CALCUL
Vérifié par Abdul Malik Date Août 2005
Exemple: Assemblage articulé poutre-semelle de
poteau par platine d'extrémité
Cet exemple présente une méthode de calcul des résistances au cisaillement et
aux efforts de solidarisation d’un « assemblage articulé » pour un
assemblage poutre-semelle de poteau par platine d'extrémité. L’assemblage
boulonné utilise des boulons non précontraints (c'est-à-dire de catégorie A :
assemblage par boulons travaillant à la pression diamétrale).
REMARQUE : Par souci d’exhaustivité, toutes les vérifications de calcul
énumérées ci-dessous devraient être effectuées. En pratique, cependant, pour
les assemblages « normaux », les vérifications affectées d’un * sont
habituellement celles qui sont critiques. Dans cet exemple, seules ces dernières
sont expliquées en détail. Pour les autres, se référer aux NCCI relatifs à la
résistance au cisaillement [SN014] et à la résistance aux efforts de
solidarisation [SN015].
Avant d’évaluer les résistances, des vérifications sont effectuées pour s’assurer
que la ductilité est suffisante (voir Section 1) et pour éviter une ruine précoce
de la soudure (voir Section 2).
Résistance au cisaillement de l’assemblage
Tableau 1 : Résistance au cisaillement d’un assemblage par platine d'extrémité
Mode de ruine
Rupture des boulons par cisaillement* VRd,1
Rupture de la platine d'extrémité par pression
diamétrale* VRd,2
Rupture de l’élément d’appui par pression diamétrale VRd,3
Rupture de la platine d'extrémité par cisaillement
(section brute) VRd,4
Rupture de la platine d'extrémité par cisaillement
(section nette) VRd,5
Rupture de la platine d'extrémité par cisaillement
(cisaillement de bloc) VRd,6
Rupture de la platine d'extrémité par flexion VRd,7
Rupture de l’âme de la poutre par cisaillement* VRd,8
* Modes évalués dans l’exemple (voir Remarque ci-dessus)
La résistance au cisaillement de l’assemblage correspond à la plus petite des
valeurs figurant ci-dessus.
Exemple: Assemblage articulé poutre-semelle de poteau par platine d'extrémité
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Exemple: Assemblage articulé poutre-semelle de poteau par
platine d'extrémité
FEUILLE DE CALCUL
Réf. Eurocode EN 1993-1-8, EN1993-1-1
Réalisé par Edurne Nunez Date Mars 2005
Vérifié par Abdul Malik Date Août 2005
Résistance aux efforts de solidarisation de l’assemblage
Tableau 2 : Résistance aux efforts de solidarisation d’un assemblage par platine
d'extrémité
Mode de ruine
Rupture des boulons par traction NRd,u,1
Rupture de la platine d'extrémité par flexion* NRd,u,2
Rupture de l’élément d’appui par flexion NRd,u,3
Rupture de l’âme de la poutre par traction NRd,u,4
La résistance aux efforts de solidarisation de l’assemblage correspond à la plus
petite des valeurs figurant ci-dessus.
Assemblage par platine d'extrémité - Détails
100
70
70
45
45
230
M20, 8.8
= 4 mm
a
10
HEA 200
S235
IPE 300
S235
1
1
p
3
2
p
a
p
p
h
p e
me
2,c
e
1
v
g
e
1
50
50
n1 = nombre de rangées horizontales de boulons n1 = 3
n2 = nombre de lignes verticales de boulons n2 = 2
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Réalisé par Edurne Nunez Date Mars 2005
FEUILLE DE CALCUL
Vérifié par Abdul Malik Date Août 2005
Données principales de l’assemblage
Configuration Poutre - semelle de poteau
Poteau HEA 200 S235
Poutre IPE 300 S235
Type d’assemblage Assemblage par platine d'extrémité au moyen de
boulons non précontraints
Catégorie A : Travaillant à la pression diamétrale
Platine d'extrémité 230 × 200 × 10, S235
Boulons M20 - classe 8.8
Soudures d'angle Gorge a = 4 mm
Poteau HEA 200, S235
Hauteur h = 190 mm
Largeur b = 200 mm
Epaisseur de l’âme tw,c = 6,5 mm
Epaisseur de la semelle tf,c = 10 mm
Rayon du congé r = 18 mm
Aire A = 53,83 cm2
Moment d’inertie Iy = 3692 cm4
Hauteur libre de l’âme dc = 134 mm
Limite d’élasticité fy,c = 235 N/mm2
Résistance ultime en traction fu,c = 360 N/mm2
Poutre appuyée IPE 300, S235
Hauteur h = 300 mm
Largeur b = 150 mm
Epaisseur de l’âme tw,b1 = 7,1 mm
Epaisseur de la semelle tf,b1 = 10,7 mm
Rayon du congé r = 15 mm
Aire A = 53,81 cm2
Moment d’inertie Iy = 8356 cm4
Limite d’élasticité fy,b1 = 235 N/mm2
Résistance ultime en traction fu,b1 = 360 N/mm2
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Vérifié par Abdul Malik Date Août 2005
Platine d'extrémité 230 × 200 × 10, S235
Espace vertical gv = 35 mm
Hauteur hp = 230 mm
Largeur bp = 200 mm
Epaisseur tp = 10 mm
Limite d’élasticité fy,p = 235 N/mm2
Résistance ultime en traction fu,p = 360 N/mm2
Dans la direction de la transmission des efforts (1)
Nombre de rangées horizontales de boulons n1 = 3
Pince longitudinale entre la 1ère rangée de boulons et le bord adjacent de la
platine el = 45 mm
Entraxe longitudinal des rangées de boulons pl = 70 mm
Perpendiculairement à la direction de la transmission des efforts (2)
Nombre de lignes verticales de boulons n2 = 2
Pince transversale entre la 1ère ligne de boulons et le bord adjacent de la platine
e2 = 50 mm
Distance séparant le bord du poteau de la ligne de boulons
e2,c = 50 mm
Entraxe transversal des lignes de boulons p3 = 100 mm
Boulons M20 – 8.8
Nombre total de boulons ( ) n = 6
21 nnn ×=
Aire résistante du boulon As = 245 mm2
Diamètre nominal du boulon d = 20 mm
Diamètre des trous do = 22 mm
Diamètre de la rondelle dw = 37 mm
Limite d’élasticité fyb = 640 N/mm2
Résistance ultime en traction fub = 800 N/mm2
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Vérifié par Abdul Malik Date Août 2005
Soudures
Gorge de la soudure a = 4 mm
Coefficients partiels de sécurité
γM0 = 1,0
γM2 = 1,25 (pour la résistance au cisaillement à l’ELU)
γM,u = 1,1 (pour la résistance aux efforts de solidarisation à l’ELU)
Effort de calcul en cisaillement (à l’ELU)
VEd = 200 kN
Exigences en termes de ductilité
L'élément d’appui est une semelle de poteau; en conséquence, l’assemblage
doit satisfaire les conditions suivantes :
py,
ub
p8,2 f
fd
t≤
ou
cy,
ub
cf, 8,2 f
fd
t≤
SN014
mm 18,13
235
800
8,2
20
8,2 py,
ub ==
f
f
d
mm 10
p=t
Etant donné que tp < 13,18 mm, la ductilité est assurée.
Calcul de la soudure
La poutre appuyée étant en acier de nuance S235, elle doit satisfaire la
condition suivante :
b1w,
38,0 ta ≥
mm 2,77,10,38 =×
mm 4=a
Etant donné que mm, la condition est satisfaite.
7,2>a
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