ASSEMBLAGES - GÉNÉRALITÉS

<= Notes sur les pratiques techniques


Ce qu’il faut garder à l’esprit: La simplicité de conception est à rechercher dans le choix des dispositifs d’assemblages, ceci afin d’avoir:

La vérification des assemblages se fait en suivant la transmission de chaque effort dans chaque pièce, la résistance d’un assemblage étant celle de son point le plus faible. On a donc intérêt à réaliser le même degré de sécurité pour tous les éléments. Le nombre et l’importance des assemblages sur chantier doivent être aussi réduits que possibles, dans la mesure où les conditions de transports et de montage le permettent.

Il ne peut exister de règlement ou manuel, si parfait soit il, qui donne au projeteur la possibilité d’exécuter un dessin sans que les règles ou indications fournies soient interprétées sur la base du jugement personnel, de l’expérience professionnelle et du bon sens technique du projeteur

Nota 1: les assemblages peuvent être considérés comme les talons d’Achille des ossatures, ne pas hésiter à être généreux lors de leur conception. En particulier proscrire les assemblages par couvre-joint simple, et toujours utiliser des assemblages par couvre-joint double.

Nota 2: les hypothèses classiques de la résistance des matériaux ne s’applique plus pour les assemblages, mais peuvent parfois constituer une approximation suffisante.

Les différents types d’assemblages:

on distingue quatre modes de fixations utilisés:

Nota:

Choix d’un type d’assemblage:

maîtrise des déformations: les assemblages par boulons sollicités en traction n’ont que des déformations assez faibles. En revanche les assemblages par boulons sollicités perpendiculairement à leur axes ont des déformations plus élevées du fait des jeux normalisés. On peut toutefois réduire ces déformations en adoptant des boulons calibrés ou bien des boulons précontraints.

sollicitations dynamiques: les actions sur les bâtiments sont généralement statiques, sauf en cas de présence de machines tournantes, engins de manutention, tamis, etc. les vibrations peuvent engendrer des desserrages d’écrous ou bien simplement nuire à l’efficacité des assemblages boulonnés. On peut dans ce cas adopter des dispositifs de freins d’écrous ou des assemblages par boulons précontraints.

De même les assemblages par boulons précontraints s’imposent dans le cas d’actions sismiques (où il faut dissiper l’énergie des secousses par les déformations plastiques de la charpente et des assemblages) et en cas de risque de ruine par fatigue.

Basses températures: il convient d’utiliser des boulons bénéficiant d’une garantie d’énergie de rupture minimale lors de l’essai de choc en flexion.


Efforts parasites dans les assemblages: on doit en tenir compte !

Un assemblage par recouvrement simple crée un moment de flexion parasite et l’assemblage se déforme :


Il se crée alors des efforts internes parasites :


La solution est de créer des assemblages symétriques


Moment supplémentaire du au fait de confondre axe neutre et axe de trusquinage dans les poutres treillis : c’est souvent le cas lorsqu’on utilise des cornières. Dans l’exemple ci dessous le moment secondaire est de M=(F2-F1)d


Moment supplémentaire par effet de levier: pour éviter celui ci il faut concevoir des semelles suffisamment rigides. Si les semelles ne sont pas assez rigides les boulons jouent le rôle de pivot, et on a un effort de compression Q aux bords extérieurs des semelles (effort de levier). Par équilibre l’effort de traction dans les boulons vaut Fb=F+Q


Types d'assemblages encastrés

Assemblage poutre/poteau direct par soudage:

On met le plus souvent en place deux raidisseurs en prolongement des semelles de la poutre. Il y a peu de problèmes spécifiques à l’exception de la résistance au cisaillement de l’âme du poteau; celle-ci doit être au moins égale aux efforts amenés par les semelles tendues et comprimées de la poutre et est déterminée par les formules classiques. On contrôle supplémentairement le voilement de l’âme du poteau entre les raidisseurs.

Si l’on ne met pas de raidisseurs d’importants phénomènes de concentration de contraintes dans l’âme du poteau et les semelles de la poutre doivent conduire à des vérifications particulières.

Assemblage poutre/poteau par platine d’about: Le travail en atelier est moyen  alors que le travail au chantier est faible. Il faut toutefois veiller aux écarts de fabrications.

l’assemblage offre sa meilleure efficacité lorsque la platine comporte, du coté de l’aile tendue, un débord raidi par un raidisseur prolongeant l’âme de la poutre, et suffisamment rigide pour recevoir une rangée complète de boulons. On distingue trois zones : tendue, comprimée, cisaillée. Ordre des calculs: 

Diagramme plasticité
Norme NF P22-460

Diagramme élastique
Méthode Delesques

La norme NF P 22-460 s’applique aux boulons précontraints. Pour les boulons non précontrainte on applique la norme avec deux aménagements:


Types d'assemblages articulés

Poutre reposant sur une autre poutre: ce type d’assemblage est possible lorsque les poutres ne sont pas dans un même plan horizontal. l’assemblage se fait simplement par boulonnage des ailes de la poutre portée sur les ailes de la poutre porteuse. Ce type d’assemblage est très économique ; si nécessaire on rajoute des raidisseurs.

Assemblages par double cornières (articulation): ce type d’assemblage représente des charges de travail en atelier et sur chantier faibles et il y a peu de problèmes liés aux écarts de fabrication.

Gousset soudé sur l’aile ou l’âme du poteau: le travail en atelier est moyen alors que le travail au montage est faible et il y a peu de problèmes liés au écarts de fabrication.

Gousset traversant en cas de poteaux tubulaire (articulation): le travail en atelier est important mais le travail au montage est simplifié et il y a peu de problèmes liés aux écarts de fabrication.


Autres types:

Goujons filetés soudés sur l’aile ou l’âme du poteau (articulation ou encastrement): la poutre avec platine d’about soudée vient se boulonner directement sur le poteau. le travail en atelier et au chantier est moyen, mais il faut veiller aux écarts de fabrications et à l’effet d’encastrement si on avait prévu cette solution comme articulée. Cette solution s’impose lorsque l’utilisation de profilés creux ou caissonnés ne permettent pas de faire passer les outils.

Attaches sur béton armé: dans les grosses structures, il est fréquent que celle-ci comporte des éléments en béton armé (mur de refend ou noyau central) et que la structure métallique doive s’y appuyer. Suivant l’importance des efforts à transmettre plusieurs solutions existent (voir ouvrages spécialisés).

Nota: En cas de différences d’épaisseurs, ou lorsque des différences de tolérances conduisent à des jeux d’assemblages trop importantes au montage, on peut être amené à intercaler des fourrures.