Cours de calcul des assemblages métalliques

Leçon 1 • États limites et modes de défaillance

Les états limites de résistance et d'aptitude au service définissent la performance acceptable des assemblages. L'identification des modes de défaillance dominants est le fondement d'une conception sûre.

Leçon 2 • Classification des assemblages en charpente métallique

Les assemblages sont classés par rigidité, type de charge et géométrie. Cette taxonomie guide la sélection de modèles de conception appropriés tout au long du cours.

Leçon 3 • Mécanismes de transfert d'effort

La pression diamétrale, le frottement et la fusion sont les principaux mécanismes de transfert d'effort. Reconnaître chaque mécanisme permet une identification précise des états limites.

Leçon 4 • Rôle des assemblages dans les structures en acier

Les assemblages transfèrent les efforts entre les éléments structuraux et définissent le comportement de la structure. Comprendre leur rôle encadre chaque décision de conception dans les chapitres suivants.

Leçon 1 • Méthodes d'analyse des groupes de boulons

Le cisaillement excentré sur des groupes de boulons nécessite les méthodes élastique ou du centre instantané. La sélection de la méthode correcte équilibre la précision avec l'efficacité de la conception.

Leçon 2 • Assemblages en traction avec boulons

L'action de clé amplifie la traction dans les boulons au-delà des charges appliquées. Tenir compte de l'action de clé est essentiel pour une conception sûre des assemblages de suspentes et de semelles.

Leçon 3 • Cisaillement et traction combinés dans les boulons

Les charges excentrées et les assemblages en moment soumettent les boulons à un cisaillement et une traction simultanés. Les équations d'interaction garantissent qu'aucun boulon n'est surchargé.

Leçon 4 • Assemblages en cisaillement avec boulons

La capacité de cisaillement d'un boulon dépend de l'emplacement du plan de cisaillement et des conditions de pression diamétrale. Le calcul des résistances nominale et de calcul ancre le processus de conception par états limites.

Leçon 1 • Résistance et dimensionnement des soudures d'angle

La capacité d'une soudure d'angle dépend de la gorge efficace, de la longueur et de la résistance de l'électrode. Les limites de taille minimale et maximale empêchent la fissuration et l'arrachement lamellaire.

Leçon 2 • Qualité des soudures et normes d'inspection

Les défauts de soudure réduisent la capacité et initient des fissures de fatigue. Spécifier les méthodes d'inspection et les critères d'acceptation garantit que les soudures fabriquées répondent aux hypothèses de conception.

Leçon 3 • Types de soudures et géométrie des joints

Les soudures d'angle, à pleine pénétration, en bouchon et en fente ont des rôles structuraux distincts. Faire correspondre le type de soudure à la géométrie du joint optimise la résistance et l'économie de fabrication.

Leçon 4 • Analyse des groupes de soudures sous charges excentrées

Les charges de cisaillement et de moment excentrées créent une contrainte non uniforme dans les groupes de soudures. Les méthodes élastique et du centre instantané quantifient avec précision la demande de soudure maximale.

Leçon 1 • Assemblages par cornières d'extrémité et double cornières

Les cornières d'extrémité fournissent des assemblages d'extrémité flexibles avec une capacité de rotation élevée. La flexibilité de l'aile et la disposition des boulons contrôlent la distribution du cisaillement et du moment secondaire.

Leçon 2 • Conditions d'extrémité de poutre chaperonnée

Le chaperonnage retire les semelles de la poutre pour dégager les éléments porteurs, réduisant ainsi la résistance locale. Les vérifications du cisaillement de bloc, de la plastification en flexion et du flambement sont toutes requises aux extrémités chaperonnées.

Leçon 3 • Assemblages par plaque simple d'ossature

Les assemblages par plaque simple simplifient le montage mais nécessitent des vérifications minutieuses d'excentricité. Les limites d'épaisseur de la plaque et le dimensionnement de la soudure empêchent une plastification ou une rupture prématurée.

Leçon 4 • Assemblages sur siège de poutre

Les assemblages sur siège supportent les réactions des poutres par l'intermédiaire d'une cornière ou d'une plaque d'appui. Les sièges raidies et non raidies conviennent à différentes grandeurs de charge et géométries.

Leçon 1 • Assemblages en moment par plaque d'about

Les assemblages par plaque d'about utilisent une plaque soudée à l'extrémité de la poutre et boulonnée au poteau. Les configurations de plaque d'about affleurante et étendue conviennent à différentes grandeurs de moment.

Leçon 2 • Assemblages de semelle directement soudés

La soudure directe des semelles de poutre aux semelles de poteau réalise un transfert de moment complet sans plaques. Les trous d'accès à la soudure et les barres support nécessitent un détail minutieux pour la qualité et la fatigue.

Leçon 3 • Comportement des assemblages en moment

Les assemblages en moment doivent transférer à la fois le cisaillement et le moment tout en maintenant une compatibilité de rotation. La classification des assemblages par rigidité détermine leur effet sur l'analyse de la structure.

Leçon 4 • Raidissement de l'âme et de la semelle du poteau

Les efforts de semelle concentrés provenant des assemblages en moment peuvent flamber ou plastifier la zone de panneau du poteau. Les plaques de continuité et les plaques de doublage rétablissent la capacité du poteau là où c'est nécessaire.

Leçon 1 • Conception de la platine d'appui sous moment

Le moment à la base du poteau crée une pression d'appui non uniforme et une traction dans les tiges d'ancrage. Une analyse itérative de la distribution de pression détermine l'épaisseur de la platine et les demandes sur les tiges.

Leçon 2 • Conception de la platine d'appui sous charge axiale

La compression concentrique répartit la charge du poteau sur la surface d'appui en béton. Les dimensions et l'épaisseur de la platine sont régies par la pression d'appui et la flexion en porte-à-faux.

Leçon 3 • Conception des tiges d'ancrage pour la traction

Les charges de soulèvement et de moment mettent les tiges d'ancrage en traction, nécessitant des vérifications d'ancrage et de ductilité. La résistance à l'arrachement du béton et à l'extraction doit être vérifiée parallèlement à la capacité en traction de la tige.

Leçon 4 • Détail et constructibilité des platines d'appui

Les gabarits de tiges d'ancrage, les écrous de nivellement et les réservations de coulis affectent la précision du montage. Un détail correct évite les problèmes sur le chantier et garantit le transfert d'effort tel que conçu.

Leçon 1 • Assemblages contreventement-gousset

Les contreventements se connectent aux goussets par boulons ou soudures, transférant de grands efforts axiaux. Les zones de dégagement et les lignes de charnière permettent la rotation du contreventement sans induire de rupture de la plaque.

Leçon 2 • Assemblages gousset-structure

Les goussets se fixent aux poutres et aux poteaux par des soudures ou des boulons le long de leurs bords. Les efforts d'interface incluent le cisaillement, l'effort normal et le moment qui doivent être distribués uniformément.

Leçon 3 • Conception et dimensionnement du gousset

Les goussets distribuent les efforts des contreventements et des diagonales aux membrures et aux poteaux. La géométrie, l'épaisseur et les conditions de bord de la plaque régissent la résistance à la plastification et au flambement.

Leçon 4 • Analyse des efforts aux nœuds

Les assemblages de fermes doivent équilibrer les efforts axiaux provenant de multiples éléments convergents. Une résolution précise des efforts empêche une excentricité non intentionnelle et une flexion secondaire.

Leçon 1 • Révision de la conception des assemblages et contrôle qualité

Une révision systématique détecte les erreurs avant la fabrication et le montage. Les listes de contrôle, la révision par les pairs et les évaluations de constructibilité sont des outils professionnels essentiels.

Leçon 2 • Analyse par éléments finis des assemblages

L'analyse par éléments finis révèle les concentrations de contraintes et la redistribution des charges au-delà des modèles simplifiés. Valider les modèles éléments finis par rapport aux données d'essai garantit des prévisions fiables pour les détails complexes.

Leçon 3 • Conception à la fatigue des assemblages

Le chargement cyclique dégrade la capacité de l'assemblage par l'initiation et la propagation de fissures. Les catégories de fatigue et les limites de plage de contrainte régissent la sélection des détails dans les structures dynamiques.

Leçon 4 • Modélisation des assemblages semi-rigides

Les assemblages semi-rigides redistribuent les moments entre les poutres et les poteaux, affectant le déplacement latéral de la structure. Les courbes moment-rotation quantifient la rigidité pour une utilisation dans une analyse avancée de la structure.