LIVRE: " CONSTRUCTION METALLIQUE- MOYENS D’ASSEMBLAGES "

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LIVRE: " CONSTRUCTION METALLIQUE-  MOYENS D’ASSEMBLAGES "

DÉPARTEMENT GENIE CIVIL- UNIVERSITE BLAISE PASCAL - CLERMONT-FERRAND 2 

1 - INTRODUCTION
 La construction métallique utilise principalement les moyens d'assemblages traditionnels que sont le boulonnage et le soudage. Si le rivetage a été le premier procédé mis en œuvre dans le passé, il n'est pratiquement plus utilisé aujourd'hui sauf dans le cadre de réhabilitation d'ouvrages anciens ou, en raison de son coût très faible, par quelques entreprises possédant encore l'outillage ; il reste néanmoins réservé à des éléments spécifiques et réalisés à l'atelier (petites poutres en treillis pas exemple). 

La fonction principale d'un assemblage est de transmettre correctement des efforts qui peuvent être très importants et qui sont le plus généralement statiques ou quasistatiques (actions gravitaires, actions climatiques, charges d'utilisation à variations lentes) mais qui peuvent également être dynamiques (effets de chocs ou de séismes, vibrations, etc.). 
La ruine d'un assemblage peut provenir : 

- d'un dépassement des valeurs maximales des efforts à transmettre ou d'une mauvaise évaluation de ces efforts, 
- de phénomènes de fatigue sous sollicitations alternées (changement du signe des efforts) ou simplement modulées (plus ou moins grandes variations d'efforts de même signe).
Les phénomènes de fatigue sont à étudier tout particulièrement en cas de risque de rupture fragile qui peut dépendre de l'acier constitutif de la structure mais aussi des traitements subis lors de l'assemblage (écrouissage, effets thermiques lors du soudage, etc.). Dans ce type de rupture, interviennent aussi les contraintes maximales qui peuvent être très supérieures aux contraintes moyennes de calculs, en raison de concentrations de contraintes dues aux formes des assemblages (variations brusques de sections, trous, défauts de coupe, etc.), aux amorces de fissures ou micro fissures dues à l'usinage ou à l'assemblage (cisaillage, poinçonnement des trous, fissurations de cordons de soudure, etc.). 

Même en l'absence de sollicitations de fatigue, la rupture fragile risque donc d'apparaître par concentrations de contraintes. 
Au-delà d'un calcul de résistance généralement sommaire correspondant assez bien aux sollicitations statiques, la résistance d'un assemblage dépend toujours de la conception de l’attache et des conditions de fabrication, combinées avec des qualités du métal dépendant de sa composition chimique et de son élaboration (traitements thermiques passifs ou actifs). Ces considérations sont bien connues en soudage mais ne doivent pas non plus être oubliées pour d'autres modes d'assemblages (effets de vieillissement par exemple). 

Notons que l’EN 1993 (Eurocode 3) donne les définitions suivantes : 
- composant de base (d’un assemblage) : partie d’un assemblage qui apporte une contribution identifiée à une ou plusieurs de ses propriétés structurales. 
- attache : emplacement où deux ou plusieurs éléments se rencontrent (figure 1). Pour les besoins du calcul, assemblage des composants de base nécessaires pour représenter le comportement lors du transfert des sollicitations par l'assemblage. 
- assemblage : zone d'interconnexion de deux barres ou plus. Pour les besoins du calcul, ensemble des composants de base qui permettent d’attacher des éléments de telle sorte que les sollicitations appropriées puissent être transmises entre eux. Un assemblage poutre-poteau est composé d’un panneau d’âme et soit d’une seule attache (configuration d’assemblage unilatérale) soit de deux attaches (configuration d’assemblage bilatérale).

Les assembleurs (ou moyens d'assemblage) entrent donc dans la catégorie des composants de base. Soulignons enfin que la résistance d’un assemblage est toujours déterminée sur la base de la résistance individuelle de ses composants. 

SOMMAIRE 

1 – GENERALITES ................................................................... 3

1 – Introduction .................................................................... 3 

2 – Classification ................................................................... 5 

3 – Combinaison d’assembleurs différents dans une même attache ....... 5 

4 – Coefficients partiels ........................................................... 6 

2 – LES PROCEDES MECANIQUES .................................................. 7 

1 – Les boulons traditionnels ..................................................... 7 

2 – Boulons injectés ............................................................... 31 

3 - Rivelons et boulons sertis précontraints ................................... 35 

4 - Cas des groupes de fixations ................................................. 36 

5 – Le rivetage à chaud ........................................................... 39 

6 – Attaches par axes d’articulation ............................................ 41 

3 – LE SOUDAGE .................................................................... 45 

1– Les procédés de soudage ...................................................... 45 

2 – Types de soudures.............................................................. 55 

3 – Calcul des cordons de soudure ............................................... 57 

BIBLIOGRAPHIE ...................................................................... 67 

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