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(pages soudage et boulons)

 

 

Dans le "Guide pratique de charpente métallique" (R. DAUSSY), il est indiqué en avant-propos :
"Ces efforts (efforts extérieurs appliqués à la structure) rencontrent notamment dans leur parcours les attaches des éléments entre eux qui doivent permettre leur passage direct ou leur distribution ; on touche bien là l'importance d'un dessin correct des attaches, dont certaines doivent même faire l'objet d'un calcul de détail trop souvent négligé par le projeteur : un ouvrage dont les éléments ont été correctement dimensionnés peut s'effondrer pour une seule attache défectueuse."

 

 

Les attaches (ou assemblages) sont les dispositifs constructifs permettant de réunir 2 ou plusieurs pièces, et doivent être correctement dimensionnées en fonction des torseurs qui transitent par elles. Elles peuvent être réalisées par : (cliquer sur chaque type d'assemblage pour vous diriger vers une page dédiée)

  1. le soudage : la résistance de l'assemblage dépend alors du nombre de cordons, de leur apothème, de leur longueur
  2. le rivetage (2 500 000 rivets pour la tour Eiffel....) : assemblage permanent mais peu coûteux, auquel on préfère aujourd'hui plutôt les boulons ou soudures
  3. le boulonnage par boulons HR à serrage contrôlé : le cisaillement est repris dans ce cas non pas par la section du boulon, mais par frottement des faces en contact des pièces assemblées. La capacité de reprise du cisaillement dépend alors du coefficient de frottement (0,3 pour un contact acier/acier) et de la précontrainte de traction exercée dans le boulon lors du serrage (par clé dynamométrique)
  4. le boulonnage par boulons tournés dans trous ajustés : il est nécessaire de calculer les contraintes de traction et de cisaillement encaissées par les boulons (en fonction de leur section résistante), puis d'en déduire leur acceptabilité en fonction du code de calcul utilisé.

Dans tous les cas, afin de vérifier les assemblages, il est nécessaire d'utiliser les efforts internes. Pour rappel, les réactions permettent de déterminer les torseurs aux ancrages (blocages extérieurs de la structure). Dans le cas des assemblages, il est nécessaire d'accéder aux torseurs internes transitant de barre en barre.
Dans Freelem, et comme dans les autres logiciels poutre, ces efforts internes sont donnés dans le repère local de l'élément post-traité. On rappelle que les conventions de repère local sont les suivantes : u = axe barre, et v est l'effort faisant travailler l'élément dans sa faible inertie. Il est possible d'afficher le repère local dans l'interface graphique directX en appuyant sur la touche L :

Le torseur interne une fois récupéré et correctement orienté permet alors de calculer les assemblages, en le répartissant selon les règles de l'art sur les boulons ou cordons de soudure.

 

 

 

Petit mémo pour manipuler les efforts internes :


1er cas

On veut calculer l'assemblage entre les barres 1 et 2. Il est donc nécessaire de connaître les efforts et moments transitants par le noeud 2. Pour cela, on peut indifféremment post-traiter les barres 1 et 2 au noeud 2, il y a conservation du torseur. Le repère local est le même entre les barres 1 et 2.

 

2ème cas

L'objectif est toujours le même. Mais cette fois, en raison de l'effort extérieur appliqué au noeud 2, il n'y pas continuité des efforts internes entre la barre 2 / noeud 2 et la barre 1 / noeud 2. Le différentiel entre les efforts internes est égal à l'effort extérieur appliqué.
Il est nécessaire de post-traiter la barre 1 noeud 2 afin de récupérer le torseur interne complet.

 

3ème cas

Il y a toujours du conservation du torseur au noeud 2 entre les barres 1 et 2, mais le repère local des barres est différent. Dans la barre 2, on voit que la verticale Z (direction suivant laquelle on charge) correspond à l'axe w de la barre 2 et à l'axe u de la barre 1.