modèle de calcul pour les assemblages soudés dans les treillis utilisant des profils creux

NCCI : Modle de calcul pour les assemblages souds dans les treillis utilisant des profils creux

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Ce NCCI concerne la procdure de vrification pour les assemblages souds dans les treillis utilisant des profils creux seuls ou associs avec des profils section ouverte. Les assemblages plans non renforcs sont pris en compte.

Sommaire

1. Introduction 2

2. Domaine dapplication 2

3. Guide gnral de conception et de calcul 4

4. Paramtres affectant la rsistance de lassemblage 6

5. Guide de conception et calcul de lassemblage 8

6. Soudures 10

7. Outils d'aide au calcul 10

8. Rfrences 11

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1. Introduction Dans les treillis utilisant des profils creux de construction, les barres sont gnralement soudes directement entre elles. Le choix des dimensions des barres a un effet direct sur le cot de fabrication et sur la rsistance de lassemblage. Par consquent, il est important que l'architecte et l'ingnieur concepteur reconnaissent ds le dpart les effets que leurs dcisions de conception auront sur la rsistance de lassemblage, sur la fabrication, sur l'assemblage et le montage de la structure.

2. Domaine dapplication Les rgles donnes dans ce document s'appliquent aux structures donc les assemblages sont vrifis conformment au 7 de l'EN1993-1-8. Ce NCCI explique la procdure de vrification pour les assemblages suivants :

Assemblages comprenant des membrures en profils creux circulaires Assemblages comprenant des membrures en profils creux rectangulaires ou carrs Assemblages comprenant des membrures en profils I ou H Ce NCCI traite des assemblages plans non renforcs soumis des efforts normaux principalement statiques et/ou des moments flchissants.

Des informations concernant l'influence des paramtres principaux sur la rsistance de lassemblage sont galement fournies.

2.1 Types dassemblages Les types dassemblage pris en compte sont illustrs la figure ci-dessous :

Assemblages en X Assemblages en T et en Y

Assemblages en K et N avec espacement Assemblages en K et N avec recouvrement

Figure 2.1 Types dassemblages courants

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2.2 Domaine de validit Sous rserve que les domaines gomtriques donns en section Error! Reference source not found. soient satisfaits pour chaque type dassemblage, seule la vrification des modes de ruine donns dans le tableau appropri est ncessaire. En dehors de ces domaines tous les modes de ruines, certains d'eux n'tant pas pris en compte par les formules de calcul, peuvent devenir critiques et doivent tre vrifis en consquence.

2.3 Symboles et paramtres des assemblages Ai aire de la section transversale de la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Ni,Ed valeur de calcul de l'effort normal interne dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Ni,Rd valeur de calcul de la rsistance de lassemblage, exprime en termes d'effort normal

interne dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Mip,i,Ed valeur de calcul du moment interne dans le plan dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Mip,i,Rd valeur de calcul de la rsistance de lassemblage exprime en termes de moment

interne dans le plan dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Mop,i,Ed valeur de calcul du moment interne hors plan dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); Mop,i,Rd valeur de calcul de la rsistance de l'assemblage, exprime en termes de moment

interne hors plan dans la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); di diamtre extrieur de la barre i en profil creux circulaire (i = 0, 1, 2 ou 3); e excentricit de lassemblage (critres de signe dfinis la Error! Reference source not found.) fyi limite d'lasticit de la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3); g espacement entre les barres dentretoisement, dans un assemblage en K ou en N (des

valeurs ngatives reprsentent un recouvrement q) ti paisseur de la paroi de la barre i (i = 0, 1, 2 ou 3);

i angle inclus entre la barre i dentretoisement et la membrure (i = 1, 2 ou 3); rapport du diamtre moyen ou de la largeur moyenne des barres dentretoisement,

par rapport celui/celle de la membrure :

0

1

00

;bbor

bd

dd ii (pour les assemblages en T, Y et X)

0

2121

0

21

0

21

42;

2 bhhbbor

bdd

ddd +++++ (pour les assemblages en K et N)

0

321321

0

321

0

321

63;

3 bhhhdddor

bddd

dddd +++++++++ (pour les assemblages en KT)

ov rapport de recouvrement, exprim en pourcentage (ov = (q/p) x 100%)

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a) Assemblage espacement avec

excentricit positive b) Assemblage recouvrement avec excentricit

ngative

Figure 2.2 Dfinition de l'excentricit de lassemblage

Figure 2.3 Principaux paramtres de lassemblage de membrures et dentretoises en profils creux

g

q

p

g

Figure 2.4 Espacement et recouvrement

3. Guide gnral de conception et de calcul 3.1 Analyse structurale Les treillis sont habituellement conus comme des structures articules avec des barres concourantes en un point commun au centre de chaque assemblage et les charges sont appliques en ce point ; les barres sont, par consquent, soumises uniquement la traction ou la compression. L'hypothse d'un chargement dans l'axe et dassemblages articuls offre une bonne approximation des efforts normaux dans les barres. La Error! Reference source not

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found. illustre la faon dont les barres sont disposes lassemblage, c'est--dire avec les axes des barres dentretoisement concourants avec l'axe de la membrure.

Figure 3.1 Assemblages au niveau des noeuds dans les treillis

3.2 Excentricit de lassemblage Pour une fabrication conomique, il est habituellement plus facile et donc moins coteux d'assembler et de souder en laissant un espace entre les barres dentretoisement (voir Figure 2.2(a)). Ceci peut conduire une excentricit au niveau de lassemblage qui doit tre prise en compte selon la section Error! Reference source not found.

3.3 Moments primaires et secondaires L'hypothse d'assemblages articuls et de l'application de la charge au niveau des noeuds fournit une bonne approximation des efforts normaux dans les barres. Toutefois, trois facteurs sont susceptibles dintroduire des moments flchissants dans la structure relle. Ces facteurs sont : la rigidit de lassemblage, les charges transversales (si elles sont prsentes) et l'excentricit (souvent ncessaire quand un espacement ou un recouvrement sont spcifis). L'EN1993-1-8 traite ces effets de la faon suivante :

Dans la mesure o les limites gomtriques donnes au 5.1.5(3) de l'EN1993-1-8 sont satisfaites, les moments secondaires dus la rigidit du joint n'influencent pas la rsistance de lassemblage puisque l'on considre qu'il possde une capacit de dformation suffisante.

Charges transversales : les moments flchissants principaux provoqus par des charges transversales doivent tre pris en compte pour le calcul des assemblages. Dans la plupart des cas, puisque les charges transversales ne sont pas appliques aux barres dentretoisement, elles ne sont pas sujettes aux moments flchissants. Pour les moments flchissants dus aux charges transversales sur les membrures, la contrainte de flexion en compression doit tre ajoute la compression axiale dans la membrure.

Excentricit : si les limites gomtriques donnes au 5.1.5(5) de l'EN1993-1-8 sont satisfaites, son effet sur lassemblage est automatiquement pris en compte dans les formules de calcul incluses dans ce NCCI. Il est nanmoins de bonne pratique de limiter les excentricits au minimum.

Le Error! Reference source not found. rcapitule comment les effets de ces moments doivent tre pris en compte.

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Tableau 3.1 Prise en compte des moments flchissants

Source du moment flchissant Type de composant

Rigidit de lassemblage

Charges transversales Excentricit

Membrure en compression

Oui

Membrure en traction Non

Barre dentretoisement Non Ignorer si le 5.1.5

Assemblage

(3) de l'EN1993-1-8 est satisfait Oui

Ignorer si le 5.1.5(5) de l'EN1993-1-8 est satisfait

4. Paramtres affectant la rsistance de lassemblage

Les Tableaux Error! Reference source not found. Error! Reference source not found. donnent des informations sur la faon dont les paramtres de lassemblage doivent tre modifis afin d'augmenter la rsistance de ce dernier. La rsistance de lassemblage est prise comme tant gale la rsistance normale maximale des barres dentretoisement. Ces recommandations sont valides uniquement pour les cas o la rsistance de lassemblage est infrieure la rsistance des barres.

Tableau 4.1 Assemblages avec entretoise simple (Assemblages en T, Y et X)

Valeur du paramtre Effet sur la rsistance de lassemblage Paramtre de lassemblage

Rapport de la largeur sur l'paisseur de la membrure

0000 tdortb rduit augment

Rapport de la largeur de lentretoise sur celle de la membrure

0101 bbordd augment augment (1)

Angle de lentretoise rduit augment

00

11

tftf

y

yRapport de la rsistance de lentretoise sur celle de la membrure

rduit augment

(1) condition que le flambement de la paroi latrale de la membrure (sections creuses carres ou rectangulaires) ne devienne pas critique quand > 0.85

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Tableau 4.2 Assemblages espacement en K et N

Effet sur la rsistance de lassemblage Paramtre de lassemblage Valeur du paramtre




0101 bbordd augment augment(1)

Angle de lentretoise rduit augment

00y

11y

tftfRapport de la rsistance

de lentretoise sur celle de la membrure

rduit augment

Espacement entre les entretoises

g rduit augment(2)

(1) condition que le flambement de la paroi latrale de la membrure (sections creuses carres ou rectangulaires) ne devienne pas critique quand > 0.85 (2) vrai uniquement pour les assemblages avec des membrures section creuse circulaire

Tableau 4.3 Assemblages recouvrement en K et N

Effet sur la rsistance de lassemblage Paramtre de lassemblage Valeur du paramtre



Rapport de la largeur sur l'paisseur de lentretoise recouverte

jj tb rduit augment(1)


0101 bbordd augment augment(2)

Angle de lentretoise rduit augment(3)

00y

jyj


de lentretoise recouverte sur celle de la membrure

rduit augment

jyj

iyi


des entretoises rduit augment

Recouvrement des entretoises vO rduit augment

(1) vrai uniquement pour les assemblages de sections creuses rectangulaires ou carres (2) condition que le flambement de la paroi latrale de la membrure section creuse rectangulaire ou carre ne devienne pas critique, quand > 0.85 (3) vrai uniquement pour les assemblages des membrures section creuse circulaire

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5. Guide de conception et calcul de lassemblage Les tableaux prsents dans cette section fournissent des conseils sur les tableaux et les clauses de l'Eurocode (EN 1993-1-8) utiliser, dans chaque cas, pour le calcul des assemblages comprenant des sections creuses seules ou associes des profils section ouverte. Les tableaux sont prsents en fonction de la section utilise pour les barres des membrures. Comme cela a t prcdemment indiqu dans la section Error! Reference source not found., condition que la gomtrie de lassemblage tombe dans le domaine gomtrique donn, seules la rsistance de calcul axiale et la rsistance de calcul du moment dans les tableaux correspondants ont besoin d'tre vrifies. Sinon, tous les modes de ruine prsents au 7.2.2 de l'EN1993-1-8 doivent tre considrs.

La rsistance de calcul de lassemblage est exprime en termes de rsistance de calcul maximale axiale et/ou la flexion pour les barres dentretoisement.

Pour les assemblages de barres dentretoisement sujettes uniquement des efforts normaux, (c'est--dire le cas le plus courant), les conditions suivantes doivent tre satisfaites :

RdiEdi NN ,, < Cependant, pour une combinaison de l'effort normal et de la flexion, les formules d'interaction appropries prsentes dans les tableaux, ci-dessous, doivent tre utilises. L'application type des assemblages sujets des moments flchissants dans le plan est lassemblage en T des poutres Vierendeel. Les moments flchissants hors plan ne sont pas trs courants dans les structures planes. Ces moments sont provoqus par des charges hors plan telles que les charges dues au vent.

5.1 Assemblages souds comprenant des membrures section creuse circulaire

Tableau 5.1 Tableaux et clauses de l'EN 1993-1-8 utiliser pour le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse circulaire

Barre de contreventement

Domaine gomtrique

Rsistance de calcul axiale

Rsistance de calcul la flexion

Formule d'interaction

Sections creuses circulaires

T 7.1 T 7.2 T 7.5 7.4.2

Gousset T 7.1, T 7.3 T 7.3 T 7.3 7.4.2

I ou H T 7.1, T 7.4 T 7.4 T 7.4 7.4.2

Sections creuses rgulires ou carres

T 7.1, T 7.4 T 7.4 T 7.4 7.4.2

Section creuse circulaire spciale

T 7.1 T 7.6 -------- T 7.6

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5.2 Assemblages souds comprenant des membrures section creuse rectangulaire ou carre

Tableau 5.2 Tableaux et clauses de l'EN1993-1-8 utiliser dans le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse carre

Barre dentretoisement

Domaine gomtrique



Section creuse circulaire

T 7.8, T 7.9 T 7.10 7.5.2

Section creuse carre

T 7.8, T 7.9 T 7.10 7.5.2

Tableau 5.3 Tableaux et clauses de l'EN1993-1-8 utiliser dans le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse carre ou rectangulaire


Domaine gomtrique




Section creuse circulaire

T 7.8 T 7.11, T. 7.12 --------- 7.5.2.1

Section creuse carre ou rectangulaire

T 7.8 T 7.11, T. 7.12 T 7.14 7.5.2.1

(1) Gousset T 7.8, T 7.13 T 7.13 7.5.2.1

I ou H T 7.8, T 7.13 T 7.13 T 7.13 7.5.2.1

Sections creuses rectangulaires spciales

T 7.8 T 7.15, T 7.16 ---------- T 7.16

(1) Voir le Error! Reference source not found. ci-dessous

Pour le cas particulier des membrures section creuse carre ou rectangulaire avec goussets, il est possible d'utiliser le tableau suivant pour dterminer la rsistance la flexion de tels assemblages, [2] :

Tableau 5.4 Rsistance la flexion des membrures section creuse carre ou rectangulaire avec goussets

Gousset transversal Gousset longitudinal

Moment dans le plan : iRdRdip tNM ,1,1, 5.0= Moment dans le plan : RdiRdip NhM ,1,1, 5.0=Moment hors plan : iRdRdop bNM ,1,1, 5.0= Moment hors plan : iRdRdop tNM ,1,1, 5.0= Page 9


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5.3 Assemblages souds comprenant une membrure section en I ou en H

Tableau 5.5 Tableaux et clauses de l'EN 1993-1-8 utiliser pour le calcul des assemblages souds comprenant des membrures section en I ou en H


Domaine gomtrique



Formule dinteraction

------------- Section creuse circulaire

T 7.20 T 7.21 7.6

Section creuse carre ou rectangulaire

T 7.20 T 7.21 T 7.22 7.6

6. Soudures La soudure doit normalement tre ralise sur tout le primtre de la barre dentretoisement au moyen d'une soudure bout bout, dune soudure d'angle ou dune combinaison des deux.

Des dtails de ralisation des soudures appropries sont donns dans l'ENV 1090-4.

Les soudures doivent tre calcules en tenant compte des exigences du 7.3 de l'EN 1993-1-8 et l'paisseur de la gorge doit tre calcule conformment au 4 de l'EN 1993-1-8.

La rsistance de calcul d'une soudure d'angle ne doit normalement pas tre infrieure la rsistance de calcul de la barre dentretoisement. Cette exigence sera satisfaite condition que :

M0u

M2y2

ff

ta w

Quand M0 = 1,0 et M2 = 1,25: a/t 0,96 pour la nuance dacier S275 et a/t 1,11 pour la nuance dacier S355

7. Outils d'aide au calcul Le logiciel CIDJOINT applique les mthodes de calcul et de vrification des assemblages forms de profils creux de construction soumis des charges principalement statiques. Ces mthodes ont t dveloppes grce aux recherches effectues par le Comit International pour le Dveloppement et lEtude de la Construction Tubulaire (CIDECT) et la sous-commission XV-E de l'International Institute of Welding (IIW). Ce logiciel est cohrent avec les mthodes donnes dans l'ENV1993-1-8.

De plus amples informations sont disponibles sur www.cidect.org.

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8. Rfrences 1 Hollow Sections in Structural Applications, by J. Wardenier. Comit International pour le

Dveloppement et lEtude de la Construction Tubulaire (CIDECT). Cette publication peut tre tlcharge gratuitement sur www.cidect.org

2 Design of SHS welded joints, Corus Tubes. Ce document est tlchargeable gratuitement sur www.corus.com.

3 ENV1090-4 Execution of steel structures Part 4: Supplementary rules for hollow section lattice structures.

4 ENV1993-1-1:1992 Eurocode 3. Calcul des structures en acier. Rgles gnrales et rgles pour les btiments.

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Enregistrement de la qualit TITRE DE LA RESSOURCE NCCI : Modle de calcul pour les assemblages souds dans les

treillis utilisant des profils creux

Rfrence(s)

DOCUMENT ORIGINAL

Nom Socit Date

Cr par Francisco Rey LABEIN

Contenu technique vrifi par Jose A. Chica LABEIN

Contenu rdactionnel vrifi par

Contenu technique approuv par les partenaires :

1. Royaume-Uni G W Owens SCI 07/04/06

2. France A Bureau CTICM 07/04/06

3. Sude A Olsson SBI 07/04/06

4. Allemagne C Mller RWTH 07/04/06

5. Espagne J Chica Labein 07/04/06

Ressource approuve par le Coordonnateur technique

DOCUMENT TRADUIT

Traduction ralise et vrifie par : eTeams International Ltd. 22/09/06

Ressource traduite approuve par : Alain Bureau CTICM 14/12/06

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1. Introduction2. Domaine dapplication2.1 Types dassemblagesFigure2.1 Types dassemblages courants

2.2 Domaine de validit2.3 Symboles et paramtres des assemblagesFigure2.2 Dfinition de l'excentricit de lassemblageFigure2.3 Principaux paramtres de lassemblage de membrures et dentretoises en profils creuxFigure2.4 Espacement et recouvrement

3. Guide gnral de conception et de calcul3.1 Analyse structuraleFigure3.1 Assemblages au niveau des noeuds dans les treillis

3.2 Excentricit de lassemblage3.3 Moments primaires et secondairesTableau3.1 Prise en compte des moments flchissants

4. Paramtres affectant la rsistance de lassemblageTableau4.1 Assemblages avec entretoise simple (Assemblages en T, Y et X)Tableau4.2 Assemblages espacement en K et NTableau4.3 Assemblages recouvrement en K et N

5. Guide de conception et calcul de lassemblage5.1 Assemblages souds comprenant des membrures section creuse circulaireTableau5.1 Tableaux et clauses de l'EN 1993-1-8 utiliser pour le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse circulaire

5.2 Assemblages souds comprenant des membrures section creuse rectangulaire ou carreTableau5.2 Tableaux et clauses de l'EN1993-1-8 utiliser dans le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse carreTableau5.3 Tableaux et clauses de l'EN1993-1-8 utiliser dans le calcul des assemblages comprenant des membrures section creuse carre ou rectangulaireTableau5.4 Rsistance la flexion des membrures section creuse carre ou rectangulaire avec goussets

5.3 Assemblages souds comprenant une membrure section en I ou en HTableau5.5 Tableaux et clauses de l'EN 1993-1-8 utiliser pour le calcul des assemblages souds comprenant des membrures section en I ou en H

6. Soudures7. Outils d'aide au calcul8. Rfrences1 Hollow Sections in Structural Applications, by J. Wardenier. Comit International pour le Dveloppement et lEtude de la Construction Tubulaire (CIDECT). Cette publication peut tre tlcharge gratuitement sur www.cidect.org2 Design of SHS welded joints, Corus Tubes. Ce document est tlchargeable gratuitement sur www.corus.com.3 ENV1090-4 Execution of steel structures Part 4: Supplementary rules for hollow section lattice structures. 4 ENV1993-1-1:1992 Eurocode 3. Calcul des structures en acier. Rgles gnrales et rgles pour les btiments.

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