8/10/2019 Cours d'assemblage boulons

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ASSEMGESBLA BOULONNES

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1.Gnralits

Les moyens dassemblage les plus couramment utiliss sont :

les rivets;

Les boulons haute rsistance (HR) prcontraints ou non;

Les boulons ordinaires bruts ou tourns ;

Les cordons de soudure

On mentionnera par ailleurs pour mmoire :

Le collage dont lusage est rsum des applications spcifiques

Le goujonnage

Le clouage est rserv aux pices lgres

Les vis autotaraudeuses.

2. Moyens dassemblage

2.1. Rivets

Les rivets constituent le premier moyen dassemblage

Actuellement on prfre les boulons et la soudure

Les rivet brutes (avant la mise en place) sont des pices mtalliques

constitues dun fut cylindrique, ou tige muni dune tte ronde ou fraise

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lacier constituant les rivets a fy comprise entre 200 et 300 MPa

Pour la pose

Les rivets sont chauffs blanc

Introduits dans les trous des pices assembler (trou= rivet+2mm)

La partie dpassante du rivet est refoule aussitt laide dun marteaupneumatique ou dune presse portative de manire combler le trou et

former la deuxime tte du rivet

Le diamtre du rivet sidentifie au diamtre du trou

lors de son refroidissement, le rivet tendance se raccourcir axialement

Cela a pour effet de mettre le fut en traction C = T

Figure.1Rivets

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Figure.2 Pose dun rivet

Naissance des forces de frottement qui sopposent au glissement relatifdes pices assembles

Figure.3Rpartitionde leffort de serrage

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2.2. Boulons

En construction mtallique, on distingua deux types de boulons

les boulon ordinaires (B.O), bruts ou tourns

les boulons haute rsistance (H.R)

Il se diffrencient par leur nuance dacier et par leur mode de fonctionnement

B.O. ( 200 MPa < fy< 400 MPa)

H.R (700 MPa < fy0,2< 1100 MPa)

Pour les deux types de boulons :

t= b+ 2 mm si b24 mm

t = b + 3 mm si b>24 mm

Pour les assemblages boulons ajustst- b 0,3 mm, mais lusinage des

trous cote trs cher

Un boulon est constitu de (figure 3.5)Un ft ou tige cylindrique, filet son extrmit libre

Dune tte 6 pans

Dun crou lui-mme 6 pans

Interposition dune ou deux rondelles

Deux rondelles sont recommandes pour les boulons H.R.

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Les boulon ordinaires semploient couramment pour les assemblages destins

aux charpentes de btiment et de halles industrielles

Les boulon H.R. prcontraints sont mis en uvre dans les assemblages

particulirement sollicits, et en gnrale pour les ponts.

Cependant lusage des boulons H.R. ne cesse de se rpondre et va mme

jusqu supplanter les boulons ordinaires dans certains cas.

Un boulon H.R. est en principe destin tre prcontraint de manire exercer

une pression transversale dtermine sur les pices assembles

Un assemblage sollicit en cisaillement peut ainsi rsister par frottement

Un assemblage boulons ordinaires rsiste principalement par cisaillement

des boulons limage dun assemblage rivet Un assemblage boulons H.R. rsiste fondamentalement par frottement, celui-

ci tant assur par leffort de preserrage S qui doit tre soigneusement contrl

Un assemblage boulons H.R peut supporter une charge extrieur N>S

Pour dvelopper un effort de preserrage S dans un boulon H.R. de diamtre

nominale d, il faut que:Le boulon reste sensiblement lastique

Dvelopper un couple de serrage Mt proportionnel S et d tel que :

Mt= K . S . d K vaut environ 0,2

Il existe plusieurs mthodes de preserrage

Serrage par mesure du couple appliqu Mt

Serrage par mesure de langle de rotation de lcrou.

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3.1- Assemblage ou rivets sollicits au cisaillement

En charpente mtallique, les efforts de fatigue restent souvent ngligeables

Les assemblages sont ainsi dimensionns le plus souvent sous charge statique

3- Modes de transmission des efforts

Dans de tel assemblages, il est vivement recommandable de disposer au moins

de deux ou trois rivets ou boulons

La figure.6 montre le comportement dun assemblage (rivet ou boulonn)

On distingue quatre stades:

Fgure.5 Assemblage boulonn Figure.6 Diagramme effort de cisaillementglissement

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Stade I: Le frottement statique engendr par le refroidissement des rivets ou lepreserrage des boulons empche tout glissement

Stade II: Lorsque leffort appliqu lassemblage excde leffort de frottementun glissement relatif des deux tles se produit jusqu ce que les ft

des rivets (boulons) viennent en contact avec les parois de leurlogement

Stade III: Les rivets (boulons) et les tles se dforment lastiquement de sorteque la courbe effort dformation est sensiblement linaire

Stade IV: La plastification des tles et des rivets (boulon) se dveloppe jusquce quil y ait rupture de la tle ou cisaillement complet du ft du boulon

Le serrage des pices assembles par rivets (boulons) est souvent trs

alatoire de sorte quil est prfrable de ngliger le premier stade de

comportement et de dimensionner lassemblage en se fondant sur

La rsistance au cisaillement

La pression diamtrale.

La figure.7 montre schmatiquement la position des constituants dun

assemblage boulonn ltat charg

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Leffort principal F se transmet dabord au ft du boulon le long de la surface

aa, ensuite aux couvres joints le long des surfaces bb

les pices subissent au droit de ces surfaces de contacte, de fortes pressions

appeles: " pressions diamtrales" , qui ne sont pas distribues uniformmentsur lpaisseur des pices mais sont maxima aux points a et b.

Ces mmes pressions sexercent sur le ft du rivet (boulon) qui se trouve ds

lors sollicit au cisaillement et en flexion

Le cisaillement maximal se produit dans les sections a-b

Trs gnralement, les effets de flexion dans le ft du rivet (boulon) sont cepoint faibles quils peuvent tre ngligs.

Figure.7 Dform et sollicitations dun rivet boulon

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Il existe quatre cas possibles de ruine de lassemblage

Mode I : Dchirure dans le plat de la tle par cisaillement.

Mode II : Dchirure dans le plat, rupture par traction de la tle

Mode III: Ovalisation du trou par pression diamtrale excessive de la tle

Mode IV : Ce mode de ruine peut survenir dans le ft soit par cisaillement soit par

pression diamtrale excessive.

Les deux premiers modes il faut des distance minima prcaution prendre

Les deux autres modes il faut