NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé par platine d'extrémité

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1 NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé ar latine d'extrémité Ce NCCI ournit les règles relatives à la détermination de la résistance au cisaillement d'un «assemblage articulé» ar latine d'extrémité our les liaisons outre-outre et outreoteau. Ce NCCI couvre les règles relatives à la latine d'extrémité, la outre auyée et la outre ou le oteau d'aui. Les règles euvent être utilisées our évaluer la résistance totale au cisaillement de l'assemblage, our tous les modes de ruine ossibles, conormément aux règles de l'en basées sur la détermination de la résistance des comosants individuels de l'assemblage. Les règles s'aliquent aux assemblages boulonnés utilisant des boulons non récontraints (c'est-à-dire de Catégorie : ssemblage ar boulons travaillant à la ression diamétrale). Les règles données dans ce NCCI euvent être aliquées à des assemblages ar latine d'extrémité artielle ou comlète. Contenu. Concetion des assemblages 2 2. Paramètres 3 3. Résistance au cisaillement des boulons 4 4. Résistance à la ression diamétrale de la latine d extrémité 4 5. Résistance à la ression diamétrale de l élément d aui 5 6. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section brute) 6 7. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section nette) 6 8. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (cisaillement de bloc) 6 9. Résistance à la lexion (dans le lan) de la latine d extrémité 7 0. Résistance au cisaillement de l âme de la outre 7. Calcul de la soudure 8 2. Exigences en termes de ductilité 8 3. Limites d alication 9 4. Documents de réérence 9 Page

2 . Concetion des assemblages Les assemblages ar latine d extrémité euvent être considérés comme des «assemblages articulés» selon le aragrahe 5..2 () et (2) de l EN993-- ainsi que le aragrahe 5.. (), (2) et (3) de l EN Pour lus d inormations sur les assemblages articulés, voir SN020. Il n y a donc as besoin de rendre en comte les eets du comortement de l assemblage dans l analyse de l ossature Plan de cisaillement suosé (ace externe du oteau) Plan de cisaillement suosé (ace de l âme) Plan de cisaillement suosé (ace de l âme) Légende :. Platine d'extrémité 2. Poutre auyée 3. Poteau 4. Poutre d aui Figure. ssemblage ar latine d'extrémité soumis à un eort tranchant vertical Plusieurs modes de ruine sont ossibles. Le mode de ruine dont la résistance est la lus aible détermine le mode de ruine et la résistance au cisaillement de l assemblage. Pour consulter les règles relatives à chaque mode de ruine, se réérer au Tableau. ci-dessous. Tableau. Mode de ruine Résistance au cisaillement de l assemblage ar latine d extrémité Numéro de la section Résistance au cisaillement des boulons V Rd, 3 Résistance en ression diamétrale de la latine d extrémité V Rd,2 4 Résistance en ression diamétrale de l élément d aui V Rd,3 5 Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section brute) V Rd,4 6 Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section nette) V Rd,5 7 Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (cisaillement de bloc) V Rd,6 8 Résistance à la lexion de la atine d extrémité V Rd,7 9 Résistance au cisaillement de l âme de la outre V Rd,8 0 Page 2

3 2. Paramètres t a e 3 e2,c a Légende :. Platine d'extrémité 2. Poutre auyée 2 h e m e2 n 2 = 2 a Gorge de la soudure v,net ire de cisaillement nette de la latine d extrémité d o Diamètre du trou de boulon d w Diamètre de la rondelle ou surangle de la tête du boulon ou de l écrou e Pince longitudinale (latine d extrémité) e 2 Pince transversale (latine d extrémité) e 2,c Pince transversale (aile du oteau) u,b Résistance à la traction du boulon u,b Résistance à la traction de la outre auyée u,b2 Résistance à la traction de la outre d aui y,c Limite d élasticité du oteau u,c Résistance à la traction du oteau u, Résistance à la traction de la latine d extrémité y,b Limite d élasticité de la outre auyée y,b2 Limite d élasticité de la outre d aui y, Limite d élasticité de la latine d extrémité h Hauteur de la latine d extrémité m Distance entre la ile de boulons et le ied de la soudure reliant la latine d extrémité à l âme de la outre (désigné ar m sur la Figure 6.2 de l EN993--8) n Nombre total de boulons (c est-à-dire n n 2 ) n Nombre de rangées horizontales de boulons n 2 Nombre de iles verticales de boulons. Dans ce NCCI, n 2 = 2 Entraxe longitudinal 3 Ecartement entre iles de boulons t.c Eaisseur de l aile du oteau t Eaisseur de la latine d extrémité t w,b Eaisseur de l âme de la outre auyée t w,b2 Eaisseur de l âme de la outre d aui Eaisseur de l âme du oteau t w,c Page 3

4 3. Résistance au cisaillement des boulons V Rd, = 0, 8 n F v, Rd La résistance au cisaillement d un boulon, F v,rd, est donnée au Tableau 3.4 de l EN comme : α v F v,rd = γ Où eut être ris comme étant égal à l aire de la section résistante en traction du boulon s. Remarque : Le coeicient de réduction 0,8 tient comte des eorts de traction qui s exercent dans les boulons. Pour lus d exlications, voir Ré. (), sections et Résistance à la ression diamétrale de la latine d extrémité En se laçant du côté de la sécurité (à artir du aragrahe 3.7 () de l EN993--8) V = Rd,2 nf b,rd Mais si F v,rd F b,rd alors : V Rd,2 = F b,rd La résistance à la ression diamétrale d un boulon, F b,rd, est donnée dans le Tableau 3.4 de l EN comme étant égale à : kα b F b,rd = γ u, d t Où α k b e ; ; ;,0 3d0 3d0 4 u, e 2,8 2,7; 2, 5 d0 Page 4

5 5. Résistance à la ression diamétrale de l élément d aui V Rd,3 = nf b, Rd La résistance à la ression diamétrale d un boulon, F b,rd, est donnée dans le Tableau 3.4 de l EN comme : kα b ud t F b,rd = γ Quand l élément d aui est une aile de oteau : t = t,c u = u,c α k b ; ;,0 3d0 4 u,c e2,c 2,8,7; 2, 5 d0 Quand l élément d aui est une âme de oteau : t = t w,c u = u,c α k b ; ;,0 3d0 4 u,c,4 3,7; 2, 5 d0 Quand l élément d aui est une âme de outre : t = t w,b2 u = u,b2 α k b ; ;,0 3d0 4 u,b2,4 3,7; 2, 5 d0 Page 5

6 6. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section brute) 2h t V Rd,4 =,27 y, Remarque : Le coeicient,27 rend en comte la réduction de la résistance au cisaillement due à la résence d un moment léchissant dans le lan (voir Ré. (), section 6.2.2). Pour lus d exlications, voir Ré. (3). 7. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (section nette) V = 2 Rd,5 v,net u, où : ( h n ) v, net = t d0 8. Résistance au cisaillement de la latine d extrémité (cisaillement de bloc) V Rd,6 = 2V e,rd Selon le aragrahe de l EN : En général : u, nt V e,rd = Ve,,Rd = + γ y, nv Mais si h <,36 3 et n >, alors : 0,5 u,nt V e,rd = Ve,2,Rd = + γ y, nv où : nt est l aire nette soumise à la traction, donnée ar nt = t e 2 d 0 2 ( 0 d ) nv est l aire nette soumise au cisaillement, donnée ar = t h e ( n, ) nv 5 0 Page 6

7 9. Résistance à la lexion (dans le lan) de la latine d extrémité En général h,36 (c est-à-dire 3 h /,36). Par conséquent : 3 V Rd,7 = Touteois, quand l écartement entre les iles de boulons est imortant, c est-à-dire 3 > h /,36, les eets du moment léchissant dans le lan dans la section centrale de la latine d extrémité deviennent rédominants et réduisent la résistance au cisaillement de cette dernière (c est-à-dire V Rd,7 < V Rd,4 ). La résistance au cisaillement réduite est alors : V Rd,7 2W = el 3 t 2 w,b γ y, où : t W = el h Résistance au cisaillement de l âme de la outre Selon le aragrahe (2) de l EN993-- : V = Rd,8 v y,b Pour l aire de cisaillement v, le aragrahe (3) ne couvre as séciiquement le cas d une latine rectangulaire. Touteois, d arès le cas (c) de la clause (3), il serait raisonnable de multilier l aire de l âme de la outre assemblée à la latine d extrémité ar un coeicient de 0,9. Par conséquent : v = 0,9 h t w,b V = 0,9 Rd,8 h t w,b y,b Page 7

8 . Calcul de la soudure Fournir des soudures d angle doles reconstituant totalement la résistance. Les soudures sont considérées comme des soudures d angle latérales. La taille de la gorge de la soudure «a» resecte les conditions suivantes : a 0,38 t w,b a 0,39 t w,b a 0,45 t w,b our une outre auyée de nuance d acier S235 our une outre auyée de nuance d acier S275 our une outre auyée de nuance d acier S355 t w,b a s t Légende : a : gorge de la soudure s : largeur du ied de cordon Figure. Dimensions de la soudure d'angle. 2. Exigences en termes de ductilité in d assurer une ductilité adéquate, les exigences suivantes doivent être satisaites. Si l élément d aui est une outre ou une âme de oteau : d t 2,8 y, Si l élément d aui est une aile de oteau : d t ou 2,8 y, d t,c 2,8 y,c où d est le diamètre du boulon. Page 8

9 3. Limites d alication Ce NCCI s alique aux assemblages comortant deux iles verticales de boulons (c est-àdire n 2 = 2) utilisant des boulons non récontraints de Catégorie : ssemblage ar boulons travaillant à la ression diamétrale conormément au aragrahe 3.4. de l EN Documents de réérence Les règles du résent NCCI sont basées sur : () Euroean recommendations or the design o simle joints in steel structures Document réaré sous la suervision de l ECCS TC0 ar : J.P. Jasart, S. Renkin et M.L. Guillaume Première ébauche setembre 2003 (2) Joints in Steel Construction Simle Connections (P22). The Steel Construction Institute and The British Constructional ssociation Ltd., (3) Develoment o a Euroean rocess or the design o simle structural joint in steel rames Elaboration d un manuel our la concetion et le calcul des assemblages articulés en construction métallique (en rançais), ar RENKIN Sandra, Travail de Fin d Etudes, Université de Liège, juin 2003 Page 9

10 Enregistrement de la qualité TITRE DE L RESSOURCE NCCI : Résistance au cisaillement d'un assemblage articulé ar latine d'extrémité Réérence(s) DOCUMENT ORIGINL Nom Société Date Créé ar Edurne Nunez SCI Mars 2005 Contenu technique vériié ar bdul Malik SCI Juillet 2005 Contenu rédactionnel vériié ar D C Iles SCI 6/9/05 Contenu technique arouvé ar les artenaires STEEL :. Royaume-Uni G W Owens SCI 6/9/05 2. France Bureau CTICM 6/9/05 3. Suède Olsson SBI 5/9/05 4. llemagne C Müller RWTH 4/9/05 5. Esagne J Chica Labein 6/9/05 Ressource arouvée ar le Coordonnateur technique G W Owens SCI 26/4/06 DOCUMENT TRDUIT Traduction réalisée et vériiée ar : eteams International Ltd. 09/03/06 Ressource traduite arouvée ar : CTICM 8/03/06 Page 0