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BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 1 sur 30 LES ASSEMBLAGES BOULONNES 1. GENERALITES La classification des assemblages boulonnés selon l’Eurocode 3, EN 1993-1-8 définit les assemblages suivants : Attaches en cisaillement Catégorie Critères Remarques A En pression diamétrale Aucune précontrainte exigée Toutes classes de 4.6 à 10.9 B Résistant au glissement à l'ELS Boulons précontraints 8.8 ou 10.9 requis. C Résistance au glissement à l'ELU Boulons précontraints 8.8 ou 10.9 requis Attaches en traction D Sans précontrainte Aucune précontrainte exigée. Toutes classes 4.6 à 10.9 E Avec précontrainte Boulons 8.8 ou 10.9 précontraints requis. Il convient que l'effort de traction de calcul comprenne toute force éventuelle résultant de l'effet de levier. Il convient que les boulons soumis à la fois à un effort tranchant et à un effort de traction satisfassent les critères donnés dans le Tableau 3.4 2. DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES a. Caractéristiques mécaniques des boulons Classe 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9 fyb (MPa) 240 320 300 400 480 640 900 fub (MPa) 400 400 500 500 600 800 1000 Classe X.Y  fyb : limite d’élasticité = 10.X.Y en MPa  fub : Résistance à la traction = 100.X en MPa Les boulons des classes 8.8 et 10.9 sont appelés boulons à haute résistance (ou boulons HR) BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 2 sur 30 b. Tableau pratique – Caractéristique des boulons Désignation M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 d (mm) 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 d0 (mm) 9 11 13 15 18 20 22 24 26 30 33 A (mm²) 50,3 78,5 113 154 201 254 314 380 452 573 707 As (mm²) 36,6 58 84,3 115 157 192 245 303 353 459 561 Ørondelle (mm) 16 20 24 27 30 34 36 40 44 50 52 Tôle usuelle (mm) 2 3 4 5 6 7 8 10-14 >14 - - Cornière usuelle (mm) 30 35 40 50 60 70 80 120 >120 - - dm 14 18,3 20,5 23,7 24,6 29,1 32,4 34,5 38,8 44,2 49,6 Avec :  d : diamètre de la partie non filetée de la vis  d0 : diamètre nominal du trou  A : section nominale du boulon  As : section résistante de la partie filetée  Dm : diamètre moyen entre le cercle circonscrit et le cercle inscrit à la tête du boulon c. Dispositions Constructives Intempéries Assemblages rivés ou boulonnés Pince longitudinale Exposé 1,2 d0 ≤ e1 ≤ 40 mm + 4t Non exposé 1,2 d0 ≤ e1 Pince transversale Exposé 1,2 d0 ≤ e2 ≤ 40 mm + 4t Non exposé 1,2 d0 ≤ e2 Entraxe longitudinal Exposé 2,2 d0 ≤ p1 ≤Min (14t ; 200 mm) Non exposé 2,2 d0 ≤ p1 ≤ Min (14t ; 200 mm) Entraxe transversal Exposé 2,4 d0 ≤ p2 ≤Min (14t ; 200 mm) Non exposé 2,4 d0 ≤ p2 ≤Min (14t ; 200 mm) BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 3 sur 30 3. SOLLICITATION DANS LES BOULONS NON-PRECONTRAINTS Sollicitation Schéma Traction Poinçonnement Cisaillement Pression diamétrale Efforts Combinés BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 4 sur 30 Vérification Formulation Remarque Traction : Effort de traction dans le boulon à l’ELU : Résistance de calcul du boulon à la traction = 1,25 Poinçonnement : Résistance de calcul au poinçonnement de la « plaque » la plus mince située sur la tête de la vis ou sous l’écrou Cisaillement avec : pour les classes 4.6 ; 5.6 ; 6.6 ; 8.8 : Effort de cisaillement dans le boulon à l’E.L.U : Résistance de calcul du boulon au simple cisaillement pour les classes 4.8 ; 5.8 ; 6.8 ; 10.9 si partie lisse cisaillée Pression diamétrale est la plus petite des valeurs suivantes : est la plus petite des valeurs suivantes : Résistance à la pression diamétrale Dans le cas d’un assemblage à recouvrement par 1 seul boulon, ce dernier doit comporter 2 rondelles et vérifier : La valeur déterminante pour 1 k est généralement 2,5 Efforts Combinés et BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 5 sur 30 4. Le cisaillement de bloc Le cisaillement de bloc consiste en une ruine par cisaillement par cisaillement au niveau de la rangée de boulons le long de la partie du contour du groupe de trous, accompagnée d'une rupture par traction le long de la file de trous de boulons sur la partie tendue du contour du groupe de boulons. 5. Cornières attachées par une seule aile Les effets dus à l’excentricité de l’attache doivent être pris en considération Chargement centré sur la cassure section nette tendue. section nette cisaillée. Chargement non centré sur la cassure BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 6 sur 30  Vérification des boulons Les boulons doivent résister à avec avec et  Vérification de la cornière Les effets dus à l’excentricité de l’attache doivent être pris en considération dans la détermination de la résistance de calcul (en traction) Les cornières assemblées par une seule file de boulons dans une aile peuvent être considérées comme si elles étaient sollicitées sans excentricité, et la résistance ultime de calcul de la section nette peut être déterminée comme suit : Avec 1 boulon Avec 2 boulons Avec 3 boulons Avec et sont des coefficients minorateurs fonctions de l’entraxe Pour les valeurs intermédiaires de , la valeur de est déterminée par interpolation. Coefficients minorateurs et Entraxe 2 boulons 0,4 0,7 3 boulons ou plus 0,5 0,7 BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 7 sur 30  Vérification de la rupture par cisaillement de bloc section nette tendue. section nette cisaillée 6. Assemblage par chape La liaison est assurée par un axe d’articulation ou 1 boulon muni de 2 rondelles La résistance à la pression diamétrale doit être limitée à Dispositions constructives particulières Tableau 6.5.6 : Conditions géométriques à satisfaire par les chapes des assemblages par axe d’articulation Type A : Épaisseur t donnée Type B : Géométrie donnée BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 8 sur 30 7. Exemple d'application 1 : Assemblage par recouvrement On désire assembler 2 plats 60 x 8, en acier S 355, soumis à un effort normal de traction N=100 kN L’assemblage est en milieu exposé a. Conception – Dimensionnement :  Choix des boulons : t = 8 mm ⇒ choix boulons HM20 – Classe 6.8 ⇒ Boulons de catégorie A travaillant à la pression diamétrale. Ils doivent vérifier les critères : et  Nombre de boulons Chaque boulon, sollicité au simple cisaillement, a une capacité résistante : Nombre de boulons nécessaire :  On prend 2 boulons  Dispositions constructives Pince transversale : à l’axe , on effectue la vérification 1,2 d0 ≤ e2 ≤ 40 mm + 4t 26,4 mm ≤ 30 mm ≤ 40 + 4 x 8=72 mm La condition est vérifiée BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 9 sur 30 Pince longitudinale 1,2 d0 ≤ e1 ≤ 40 mm + 4t 26,4 mm ≤ e1 ≤ 72 mm Choix : e1 = 30 mm Entraxe longitudinal 2,2 d0 ≤ p1 ≤ Min (14t ; 200 mm) 48,4 mm ≤ p1 ≤ min (112 mm ; 200 mm) 48,4 mm ≤ p1 ≤ 112 mm Choix : p1 = 50 mm Schéma de l’assemblage b. Vérification  Vérification des assembleurs Résistance des boulons Chaque boulon, sollicité au cisaillement, subit un effort : On doit vérifier : On a bien c’est vérifié Ratio BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 10 sur 30  Vérification des éléments assemblés Résistances des plats 60 x 8 Les plats sont sollicités à la traction, on doit vérifier :  En section brute (zone courante) : Avec et  C’est vérifié  En section nette (zone d’attache) : Avec  C’est vérifié  Résistance à la pression diamétrale La plastification de la matière à la périphérie des trous est une condition nécessaire pour un bon fonctionnement mécanique de l’assemblage (hypothèse d’équirépartition des efforts dans les boulons). Toutefois les pressions exercées ne doivent pas engendrer un matage exagéré. On doit vérifier Avec Ainsi Ainsi Et BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 11 sur 30 On a bien  C’est vérifié Ratio Remarque : Pression diamétrale La condition de pression diamétrale permet de se prémunir contre une ruine de type : → pince longitudinale trop faible La condition de pression diamétrale permet de se prémunir contre une ruine du type → entraxe trop faible La pression diamétrale est excessive soit au niveau du trou ( soit au niveau du boulon ( BTS AMCR Assemblages boulonnés Lycée Jean Lurçat Martigues Page 12 sur 30 8. Exemple d'application 2 : Assemblage d’une double cornière sur un gousset On désire assembler une double cornière 60 x 60 x 6 sur un gousset d'épaisseur t=8 mm Conception a. Conception – Dimensionnement :  Choix des boulons : t= uploads/Industriel/ cours-assemblages-boulonnes-dossier-profs-bts-amcr-martigues 1 .pdf