Liaisons dans les structures métalliques

Formation des enseignants
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LIAISONS ENTRE SOLIDES
LES LIAISONS EN STRUCTURES METALLIQUES
1- Liaisons en structures métalliques
1-1 Encastrement
1-2 Articulation
1-3 Appui simple
1-4 Cas particulier
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1- Liaisons en structures métalliques:
Il existe 3 types de liaisons en structures métalliques:
• L'encastrement
• L'articulation
• L'appui simple
Principe de conception d'une articulation ou d'un encastrement:
- Articulation: - les âmes des poutres sont reliées entre elles.
ou
- une âme et une aile sont reliées
(Il reste un jeu entre les éléments)
- Encastrement: les âmes et les ailes des poutres sont reliées
(Il n'y a pas de jeu entre les éléments)
Les études de résistance des matériaux nous indiquent que pour une poutre en I:
- l'âme reprend essentiellement les efforts tranchants
- les ailes reprennent les moments fléchissants
- l'effort normal est repris pas les deux parties du profil
Un "nœud" est la jonction de plusieurs éléments de la structure
Exemple de structure
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1-1 Encastrement
• Modélisation:
3 inconnues de liaison
Exemple 1:
Liaison encastrement entre un poteau et une poutre.
Une platine est soudée en bout de poutre (L'âme et les ailes sont
reliées à la platine par soudage), puis boulonnées sur le poteau (2
files de 4 boulons).
Il n'y a pas de jeu entre la poutre et le poteau.
Exemple 2:
Liaison encastrement entre un poteau et un
arbalétrier
Une platine est soudée au bout de l'arbalétrier.
Un jarret est également soudé pour renforcer a
liaison entre l'arbalétrier et le poteau.
L'ensemble est fixé par 2 files de 5 boulons.
On utilise un raidisseur soudé entre les ailes du
poteau pour limiter les déformations.
Exemple 3:
Encastrement de pied de poteau
Un platine est soudée en pied de poteau.
L'ensemble est fixé au sol par 4 tiges d'ancrage.
Remarque:
Si la platine est de grande dimension (> 300 mm), elle doit avoir
une épaisseur suffisante pour ne pas se déformer.
On peut utiliser des raidisseurs pour rigidifier l'ensemble
(cas ci-contre)
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1-2 Articulation
• Modélisation:
2 inconnues de liaison
Exemple 1:
Articulation entre le poteau et les poutres
horizontales (IPE).
Les poutres sont liées au poteau par des
cornières boulonnées.
- Les cornières relient les âmes des deux
éléments.
- Les ailes sont libres
- Il y a un jeu entre les poutres et le poteau
Exemple 2
Articulation entre une poutre et une solive de
plancher.
Les solives sont fixées sur la poutre par des
cornières boulonnées (les âmes sont reliées, les ailes
sont libres).
Il y a un jeu entre les solives et la poutre.
Pour assurer la continuité de la solive de plancher, on
réalise un grugeage pour assurer le passage de l'aile
de la poutre
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Exemple 3
Articulation avec un profilé carré creux/
On utilise un gousset:
- soit soudé dans une rainure pratiquée dans le
profilé (cas 1)
- soit soudé sur une plaque rapporté en bout de
profilé (cas 2)
Cas 1
Cas 2
Exemple 4
Articulation par platine pré-scellée.
Une platine est scellée dans une dalle de béton (une
bêche assure un bon maintien)
Une platine est soudée au pied du poteau.
Les deux platines sont liées par deux tiges d'encrage +
écrous.
Il est à noté que les tiges d'ancrage sont maintenues
dans la dalle par une clé d'ancrage (tige horizontale)
Si les dimensions de la platine
sont < 300 mm, on considère cet assemblage comme
une articulation
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1-3 Appui simple
• Modélisation:
1 inconnue de liaison
On trouve l'appui simple dans quelques cas de construction.
Les deux poutres sont montées l'une sur l'autre et leurs axes ne
sont pas parallèles.
Exemple: IPE 120 sur IPE 270
Une équerre rigidifiée est soudée sur les champs d'ailes
de l'IPE 120.
L'ensemble est posé puis boulonné sur l'aile supérieure
de l'IPE 270
On retrouve ce type de montage pour des pannes maintenues par
des échantignoles sur un arbalétrier. Les échantignoles sont fixées
dans l'âme du profilé en appui.
1-4 Cas particulier
Liaison entre deux diagonales continues de grande
longueur:
- cas d'une Croix de Saint André pour assurer une stabilité
On considère qu'il n'y a pas de liaison (d'un point de vue
mécanique) entre les deux éléments.
L'assemblage par boulon permet seulement de limiter la
flexibilité des deux éléments.
Illustrations: www.xr6805.fr
Maquettes virtuelles:logiciel Solidworks
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