STRUCTURES MTALLIQUES

TABLE DES MATIRES1 ENTREPRISES DE STRUCTURES MTALLIQUES .............5 NORMES EUROPENNES DE QUALIT .......................................6 RGLEMENTATION .............................8RGLEMENTATION EN CONSTRUCTION MTALLIQUE......................................................8 RGLEMENTATION EN CHAUDRONNERIE TUYAUTERIE ....................................................11 HYGINE ET SCURIT ..................................12 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 POUTRELLES...................................................46 LAMINS MARCHANDS USUELS...................76 TRUSQUINAGE ..............................................101 PRODUITS PLATS..........................................108 PROFILS CREUX............................................112 TUBES ACIER POUR CANALISATIONS ET ACCESSOIRES .........................................119 PROFILS FORMS FROID .......................122 PRODUITS EN ACIER INOXYDABLE.............123 PROFILS ALUMINIUM OU ALLIAGES DALUMINIUM .......................130

2

33.1 3.2 3.3

7.8 7.9 7.10 7.11

44.1 4.2 4.3 4.4 4.5

MATRIAUX DE CONSTRUCTION .....14MTAUX FERREUX ..........................................14 MTAUX ET ALLIAGES NON FERREUX..........25 MATIRES PLASTIQUES .................................29 MATRIAUX COMPOSITES .............................29 BTON..............................................................31

88.1 8.2

DOSSIERS CONTRACTUELS...........132EN CHAUDRONNERIE-TUYAUTERIE ............132 EN CONSTRUCTION MTALLIQUE ..............137

99.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6

DOSSIER DES MTHODES .............139PROCESSUS DE RECHERCHE ET DE CONCEPTION .....................................139 DOCUMENTS TECHNIQUES.........................140 GAMME DUSINAGE......................................141 DESSIN DE DFINITION ................................142 CONTRAT DE PHASE ....................................145 SYMBOLISATION DES PRISES DE PICES .....................................................146

55.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

ESSAIS MCANIQUES DES MTAUX ....................................33ESSAI DE TRACTION.......................................33 ESSAI DE DURET BRINELL...........................34 ESSAI DE DURET ROCKWELL......................35 ESSAI DE DURET VICKERS ..........................35 ESSAI DE RSILIENCE CHARPY ....................36 CONVERSION DURET-RSISTANCE LA TRACTION ...............................................37

1010.1 10.2 10.3

SYSTMES DE REPRSENTATION..147EN CONSTRUCTION MTALLIQUE ..............147 EN CHAUDRONNERIE...................................161 EN TUYAUTERIE ............................................165

66.1 6.2 6.3 6.4 6.5

ACIER PROPRITS MCANIQUES TRAITEMENTS DE SURFACE ............38STRUCTURE DE LACIER ................................38 TREMPE ...........................................................39 PROPRITS MCANIQUES DE LACIER.......40 TRAITEMENTS DE SURFACE..........................41 NETTOYAGE INDUSTRIEL DES MTAUX .......42

1111.1 11.2 11.3 11.4

OUVRAGES EN CONSTRUCTION MTALLIQUE ..................................168VOCABULAIRE DES BTIMENTS MTALLIQUES ...............................................168 ACTIONS SUR LES BTIMENTS...................172 STABILIT DES OUVRAGES..........................184 ASSEMBLAGES DANS LES BTIMENTS ET PLANCHERS MTALLIQUES ...................194 3

7

PRODUITS SIDRURGIQUES FORMES DIMENSIONS ET CARACTRISTIQUES...................43VOCABULAIRE.................................................43 NOTATIONS......................................................45

7.1 7.2

TABLE DES MATIRES

11.5

MOYENS DACCS PERMANENTS AUX LMENTS DINSTALLATIONS INDUSTRIELLES ............................................202 GARDE-CORPS ET RAMPES DESCALIER..............................214 COUVERTURES .............................................215 BARDAGES ....................................................220 PLANCHERS ..................................................225

14.8 14.9

EFFETS DU REFROIDISSEMENT ..................285 DFAUTS DES JOINTS SOUDS ..................286

11.6 11.7 11.8 11.9

14.10 NERGIE DE LARC LECTRIQUE ................287 14.11 PRPARATION DES BORDS..........................289 14.12 SUSCEPTIBILIT LA FISSURATION...........290 14.13 LECTRODES ENROBES ............................293 14.14 BRASAGE.......................................................297 14.15 CONTRLES EN SOUDAGE .........................298 14.16 LE SOUDAGE DES ACIERS INOXYDABLES.........................306 14.17 REPRSENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES............................................310

1212.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9

OUVRAGES EN CHAUDRONNERIE ET TUYAUTERIE RSERVOIRS ..........232CAPACIT DES RSERVOIRS .......................232 SUPPORTS ....................................................234 JUPES ............................................................239 TOURILLONS DE LEVAGE.............................242 FONDS ...........................................................243 OUVERTURES................................................246 JOINTS ...........................................................247 BRIDES...........................................................249 CHANGEURS THERMIQUES.......................257

1515.1 15.2 15.3 15.4 15.5

ORGANES DASSEMBLAGE ET ACCESSOIRES...........................320BOULONS NON PRCONTRAINTS ..............320 BOULONS PRCONTRAINTS .......................329 LES POUTRES MIXTES CLASSIQUES..........337 LES TYPES DE POTEAUX MIXTES ...............340 GOUJONS DANCRAGE CONNECTEURS.............................................344 CHEVILLES.....................................................346 LMENTS STANDARD .................................349

1313.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9

MISE EN FORME DES LMENTS..............................258CISAILLAGE ...................................................258 TRONONNAGE MEULAGE.......................259 OXYCOUPAGE ...............................................260 DCOUPAGE PLASMA ..................................261 DCOUPAGE LASER .....................................262 PLIAGE DES TLES ......................................264 ROULAGE DES TLES ..................................269 EMBOUTISSAGE ..........................................271 REPOUSSAGE AU TOUR FLUOTOURNAGE FILAGE ..........................273

15.6 15.7

1616.1 16.2 16.3 16.4 16.5

LMENTS DE CALCUL EN MCANIQUE..............................351STATIQUE DANS LE PLAN ............................351 MOMENT STATIQUE CENTRE DE GRAVIT....................................354 CENTRE DE GRAVIT....................................355 MOMENT QUADRATIQUE .............................358 RSISTANCE DES MATRIAUX.....................360

13.10 CINTRAGE DES TUBES.................................274

1717.1 17.2 17.3 17.4

1414.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 4

ASSEMBLAGES THERMIQUES........276DIFFRENTS PROCDS DE SOUDAGE .....276 MODE OPRATOIRE DE SOUDAGE : (M.O.S.) ................................278 SOUDAGE OXYACTYLNIQUE ...................279 SOUDAGE PAR RSISTANCE PAR POINTS...................................................280 SOUDAGE LARC LECTRIQUE : SOUDABILIT ................................................282 DILATATION ET RETRAIT ...............................283 DFORMATIONS EN SOUDAGE ...................284

LMENTS DE CALCUL EN CONSTRUCTION MTALLIQUE ...... 371BOULONS NON PRCONTRAINTS ..............371 SOUDURES....................................................376 LMENTS TENDUS .....................................378 LMENTS FLCHIS .....................................379

1818.1 18.2

LOGICIELS ......................................381EN CONSTRUCTION MTALLIQUE ..............381 EN CHAUDRONNERIE TUYAUTERIE ............383

INDEX ......................................................384

1

ENTREPRISES DE STRUCTURES MTALLIQUES

Le vocable Structures mtalliques regroupe trois champs professionnels : la chaudronnerie, tuyauterie et tlerie industrielle ; la construction mtallique ; la construction navale (rattache dans cet ouvrage la chaudronnerie tuyauterie).Dans la nomenclature interprofessionnelle des mtiers, la chaudronnerie est rattache la construction mcanique alors que la construction mtallique est recense dans les mtiers du btiment. Leur reprsentation en France est assure par : Pour la chaudronnerie : le Syndicat National de la Chaudronnerie Tuyauterie (S.N.C.T.) 39-41, rue Louis-Blanc 92400 Courbevoie La chaudronnerie occupe au sein de la construction mcanique une place de tout premier plan. Elle devance, par son chiffre daffaires et ses effectifs, la plupart des autres sous-branches de la mcanique et elle est prsente sur de nombreux domaines de pointe de la mcanique : nuclaire, exploitation ptrolire offshore, conomie dnergie, protection de lenvironnement, arospatiale, matriel ferroviaire La profession comprend prs de 80 % dentreprises dont leffectif est infrieur cinquante salaris. Ce sont des P.M.E, P.M.I. On y distingue trois profils types : les ensembliers les spcialistes produits les spcialistes mtiers La construction mtallique est un corps dtat du B.T.P. Ses activits stendent de ltude au montage sur chantier en passant par le calcul, le dessin et la fabrication. Elle construit des ouvrages aussi varis que des immeubles, des btiments industriels ou agricoles, des ponts, des passerelles, des pylnes, des silos, des engins de levage et des plates-formes de forage. Prs de 20 000 personnes travaillent dans 400 entreprises de profils trs varis : bureaux dtude spcialiss, ateliers de fabrication, entreprises de montage, de levagePice forge de cuve de racteur nuclaire

DFINITIONS

Pour la construction mtallique : le Syndicat de la Construction Mtallique de France (S.C.M.F.) 20, rue Jean-Jaurs 92800 Puteaux

LA CHAUDRONNERIE TUYAUTERIE

LA CONSTRUCTION MTALLIQUE

Construction dun atelier industriel

5

Vocabulaire PlatLAMINS MARCHANDS USUELS (suite)

Rond (lamin chaud)

Carrs ( artes vives)

Carrs ( bords arrondis)

TLES

; ;;; ;; ;; ; ;;;; ;; ; ;;; ;;;;; ;;;;Tube rond Tube carr Poutrelles alvolaires ouvertures octogonales Poutrelles alvolaires ouvertures circulaires Poutrelles IFB Type A Type B

Tles lamines chaud en feuilles ou en bobines, bandes refendues chaud, tles fortes et plaques (proviennent dun train de laminoir rversible). Tles lamines froid en feuilles ou en bobines. Tube rectangulaire

TUBES

DRIVS DE POUTRELLES

;;;;;; ;;;;;; ;;

Poutrelles alvolaires ouvertures sinusodales

Poutrelles alvolaires ouvertures hexagonales

POUTRES TALON

DAPRS ARCELOR MITTAL

Voir les dimensions et lensemble des caractristiques pages 72 75

Conforme la norme 10163-3-2004

44

;;;;;; ;;;;;;Poutrelles SFB

;;;;; ;;;;; ;;;

12

OUVRAGES EN CHAUDRONNERIE ET TUYAUTERIE RSERVOIRSLa norme dfinit des capacits nominales. Les dimensions L et D ont cependant t choisies de telle manire que la capacit relle dun rservoir soit toujours suprieure sa capacit nominale, quelle que soit la forme du fond et quelle que soit lpaisseur.

12.1 CAPACIT DES RSERVOIRS

CAPACIT NOMINALE

APPAREILS CHAUDRONNS HORIZONTAUX (selon la norme NF E 86-021)Longueur extrieure L en mm 1 000 1100 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2500 2800 3200 3600 4000 4500 5000 5600 6400 7200 8000 9000 10000 11000 12500 14000 16000 18000 80 40 50 63 80 100 80 100 16 20 25 32 40 50 63 80 100 100 6,3 10 12,5 16 2,5 4 6,3 10 12,5 16 20 25 32 40 20 1 1,6 2,5 4 6,3 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63 25 32 40 50 63 80 100 10 12,5 16 1 1,6 2,5 1,6 2,5 4 6,3 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63 4 6,3 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63 80 20 25 32 40 50 0,63 1 0,4 0,63 1 1,6 1,6 2,5 4 0,63 0,4 0,63 1 1 1,6 2,5

Capacits nominales en m3Diamtres extrieurs D en mm 700 800 900 1000 1100 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3600 4000

Note : viter autant que possible les capacits en caractres maigres. Les capacits encadres sont celles dont lusage est recommand.

D L

233

15.5 GOUJONS DANCRAGE CONNECTEURSGNRALITS

daprs Nelson

Ces lments de fixation, appels couramment goujons connecteurs sont destins assurer aprs soudure, une liaison mcanique entre le support (poutrelles acier) et un autre matriau (par exemple lacier avec le bton.)

QUALIFICATION DU MODE OPRATOIRE

II est important, lors du soudage du goujon connecteur par arc lectrique, de procder une preuve de qualification et de mode opratoire procd par lApave ou lInstitut de soudure et Nelson. Les fabricants (dont Nelson) possdent une gamme importante de types de goujons souder tant en formes quen dimensions. Ils sont fonction du problme pos et du cahier des charges.Avant soudure Aprs soudure k d2 Relev des dimensions

Bague rfractaire EXEMPLE DE GOUJON/ CONNECTEUR ET DUNE BAGUE RFRACTAIRE AVANT SOUDURE Bague rfractaire i2

Les bagues rfractaires sont fournies uniquement avec les goujons correspondants.

d1

d3

Matire : S235. Conforme aux normes DIN EN 10025 garantissant la soudabilit et les caractristiques mcaniques de limite lastiques Re = 350 N/mm2, de charge de rupture Rm = 459 N/mm2 et dun allongement A s = 15 % au moins. TECHNIQUE DE MISE EN UVRE

Base sur la soudure larc lectrique, lexcution de la soudure de goujons (douilles et tiges filetes) sur les poutrelles en acier est trs rapide et de lordre de quelques dixime de secondes. Goujons dancrage connecteurs pour constructions mixtes acier/bton1. Positionnement Goujon + bague rfractaire sur la poutrelle 2. Excution de larc lectrique 3. Fusion + forgeage 4. Sortie de la bague rfractaire Soudure homogne

Poutrelles

BOURRELET DE SOUDAGE

Pour chaque soudure un bourrelet de soudage se dveloppe lembase du goujon, dont les cotes extrieures sont le reflet des dimensions de la bague rfractaire. En rgle gnrale, le diamtre du bourrelet est plus important que le diamtre nominal du goujon. Une certaine prudence est donc observer ltude de la contre-pice.

344

Section de la poutrelle

DIFFRENTES PHASES DE LA SOUDURE

Goujon

Goujon

Goujon

Goujon

h