expose_cm.pptx

REPUBLIQUE DU BENIN
-------000--------
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
-------000--------
ECOLE POLYTHECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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EXPOSE DE GROUPE
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THEME DE L'EXPOSE N°1:
Généralités des assemblages et assemblage
par les boulons ordinaires
Groupe N°3 : Groupe N°9 : Professeur:
1-ADANDE Armel
2-MAHINOU Augustin
3-MEIZOUN N. Jonas
4-SEGBO Pierre R.H.M.
5-SESSOU G. Martial
6- TCHADJA E. Romaric
1-ATTOLOU ABIDO Laurent
2-COUAO-ZOTTI Giovanni A.K.
3-HOUEDANOU E. O. Jocelyn
4-HOUNTONON Ferdinand
5-YALO Adélakoun Fiacre T.
6- AGUIDISSOU Gilles
Dr ANANOUHVictor
Année-académique: 2020-2021

PLAN DE PRESENTATION DE L’EXPOSE
I. INTRODUCTION
1.1. Généralités sur les assemblages boulonnés
1.2. Diverses formes et types d'assemblage
1.3. Fonctionnement des assemblages
1.4. Précautions constructives
EXPOSÉ N°1: GÉNÉRALITÉS DES ASSEMBLAGES ET ASSEMBLAGE PAR LES BOULONS ORDINAIRES
2.3. Dimensionnement des assemblages par boulons
ordinaires
a) Boulons soumis à un effort de cisaillement:
a-1. Résistance au cisaillement (effort perpendiculaire àl ’axe
des boulons)
a-2.Résistance à la pression diamétrale
b) Boulons soumis à un effort de traction:(effort//axe boulon)
b-1. Résistance de boulon à la traction
b-2. Résistance au poinçonnement
2.4. Assemblage par groupes de boulons :
Transmission d'un effort par cisaillement
III. APPLICATION
IV. CONCLUSION
II. ETUDES DE CAS: ASSEMBLAGES PAR BOULONS ORDINAIRES
2.1. Identification et caractéristiques des boulons ordinaires
a) Identification du boulon ordinaire
b) Désignation des boulons
c) Caractéristiques dimensionnelles des boulons ordinaires
d) Caractéristiques mécaniques des boulons ordinaires
2.2. Dispositions constructives

I. INTRODUCTION

I. INTRODUCTION
Les constructions métalliques sont un ensemble d’éléments barres (poteaux et poutres) qui
sont assemblés d’éléments entre eux pour former une ossature.
En conséquence, les assemblages jouent un rôle primordial dans ce type de construction.
1.1. Généralités sur les assemblages boulonnés
Les assemblages sont des dispositifs (moyens) de liaison qui permettent de réunir et de
solidariser plusieurs éléments métalliques entre eux, en assurant la transmission et la
répartition des diverses sollicitations entre les éléments assemblés sans générer de
sollicitations parasites.
Ils permettent par ailleurs d’assembler d’une manière démontable les pièces entre elles et
doivent éviter tout glissement ou décollement de celles-ci au cours du fonctionnement.

Ils sont réalisés par des boulons, des vis ou des goujons:
1.2. Diverses formes d'assemblage
Dans la plupart des constructions métalliques, les différents
types d’assemblages que l’on rencontre sont représentés sur les
figures suivantes:
FigureII-1: Différents assemblages dans une construction
métallique.
A:Poutre-poteau de rive.
B:Poutre-Poteau intermédiaire.
C:Continuité des poutres ou poutre-poutre .
D:Continuité de poteaux ou poteau-poteau .

Pour réaliser une structure métallique, on dispose de
pièces individuelles, qu’il convient d’assembler:
- Soit bout à bout (éclissage, raboutage)
- Soit concourantes(attaches poutre/poteau, treillis et
système réticulés).
FigII.2:Assemblage solive-poutre principal (articulation)

Fig II.4 : Assemblage de raboutage de poutres ou poteaux par platine d’extrémité

FigII.5: Assemblage rigide poutre sur poteau.

Pour conduire les calculs selon les schémas classiques de résistances des matériaux, il y a lieu de distinguer, parmi les
assemblages :
- Les assemblages articulés, qui transmettent les efforts normaux et tranchants.
- Les assemblages rigides, qui transmettent en outre les divers moments.
Cette dichotomie est en fait une simplification pour mener les calculs, car en réalité, les assemblages ont un
comportement intermédiaire (semi-articulés, semi-encastrés, semi-rigides).
1.3. Fonctionnement des assemblages
Les principaux modes (moyens)d’assemblages sont:
- le rivetage,
- Le boulonnage,
- Le soudage,
- Le coulage,
Qui correspondent à deux types de fonctionnement distincts :obstacle et/ou adhérence.
a) Fonction par adhérence:
Dans ce cas, la transmission des efforts s’opère par adhérence des surfaces des pièces en contact. Cela concerne le
soudage, le boulonnage par boulons HR.
b) Fonctionnement mixte :
C’est le cas de rivetage, à savoir que les rivets assurent la transmission des efforts par adhérence des pièces jusqu’à une
certaine limite, qui lorsqu’elle est dépassée, fait intervenir les rivets par obstacle, au cisaillement.

1.4. Précautions constructives
Les assemblages constituent des zones particulièrement plus fragiles que les zones courantes des pièces, car les
sections sont réduites du fait des perçages. En outre, les assemblages sont soumis à des sollicitations qui peuvent
s’inverser(cas d’une poutre sous soulèvement sous le vent).
C’est pourquoi il faut être particulièrement vigilant dans la conception et le calcul des assemblages, afin de se prémunir
contre tout risque de rupture brutale.
Il est préférable, une charpente sous-dimensionnée, mais correctement assemblée qu'une charpente correctement
dimensionnée, mais mal assemblée(Dans le premier cas, la réserve de plasticité autorisera l’apparition de grandes
déformations, qui préviendront du risque possible. En revanche, dans le second cas, aucune déformation prémonitoire ne
sera observable avant la rupture brutale.) .
- Il faut proscrire tout assemblage par recouvrement simple figure(A)et utiliser un assemblage symétrique par double
couvre-joint figure(B)
En effet, dans le cas de la figure(A)la dissymétrie crée un moment de flexion parasite et l ’ensemble se déforme comme le
montre la figure suivante figure (C)

Nous délaisserons les assemblages par rivets, pratiquement abandonnés de nos
jours, du fait des difficultés inhérentes à leur mise en œuvre. Egalement,les
assemblages par coulage, peu utilisés, car il s’agit d’une technique non
réglementée, qui exige une préparation des surfaces particulièrement méticuleuse.
Nous étudierons les assemblages par boulons ordinaires.

II, ETUDES DE CAS: ASSEMBLAGES PAR BOULONS
ORDINAIRES

II, ETUDES DE CAS: ASSEMBLAGES PAR BOULONS ORDINAIRES
Le boulonnage constitue le moyen d'assemblage le plus utilisé en construction métallique du fait de sa facilité de mise en
œuvre et des possibilités de réglage qu'il ménage sur site.
2.1. Identification et caractéristiques des boulons ordinaires
a) Identification du boulon ordinaire
Un boulon est un ensemble constitué d'une vis, d'un écrou et, le cas échéant, d'une ou deux rondelles.
FigureII.5: Constituant d’un boulon d’assemblage

a) Caractéristiques mécaniques des boulons ordinaires
Les caractéristiques mécaniques de leurs aciers constitutifs sont données dans letableauII.1.
TableauII.1.Valeurs nominales de la limite d’élasticité et de la résistance ultime à la traction
À titre d’exemple, un boulon declasse6.8 possède une limite d’élasticité
fyb=6×8×10=480MPa
Et une résistance à la traction ultime
fub=6×100=600MPa.

c) Caractéristiques dimensionnelles des boulons ordinaires
Les caractéristiques ordinaires sont données dans le tableau III.2.
Tableau II.2. Caractéristiques dimensionnelles principales des boulons ordinaires
d: Diamètre de la partie non filetée de lavis ;
d0: Diamètre nominal du trou;
A : Section nominale du trou;
A0 :Section résistante de la partie filetée;
dm: Diamètre moyen entre le cercle circonscrit et le cercle inscrit à la tête du boulon.

d) Désignation des boulons
La désignation d’un boulon se fait par la lettre M suivie de la valeur du diamètre nominal d en mm.
À titre d’exemple, un boulon M27–6.8 représente un boulon ordinaire de diamètre nominal 27mm et de classe de 6.8.
2.2. Dispositions constructives
La disposition des boulons dans une pièce est réglementée par l’Eurocode3, suivant la nature de l’effort appliqué et la
disposition des trous (en parallèle ou en quinconce)figure II.6.
Les distances entre axes des boulons ainsi qu'entre axes des boulons et bords des pièces (pinces) sont limitées par:
A. Des valeurs minimales :
-Pour faciliter la mise en place des boulons,
-Pour permettre le passage des clés,
-Pour éviter le déchirement des tôles.
B. des valeurs maximales :
- Pour conserver un bon contact entre les pièces assemblées
(ce qui augmente le frottement et limite les risques de corrosion),
-Pour éviter des assemblages trop longs.
Nous indiquons ci-après les dispositions constructives relatives aux assemblages boulonnés ou rivés les plus
courants.

FigureII.6:Pinces et entraxes. FigureII.6: Entraxes pour trou en quinconce

FigureII.7:pince longitudinale et transversale pour trous
oblongs
d: diamètre nominal d’un boulon,
d0: diamètre nominal du trou ou diamètre d’un rivet,
P1:entraxe des fixations dans une rangée dans la direction
de la transmission des efforts,
P2: entraxe, mesurée perpendiculairement à la direction de
la transmission des efforts, entre des rangées de fixations
adjacentes
P1.0 :entraxe des fixations dans une rangée de rive d’une
pièce tendue avec trous en quiconce dans la direction de la
transmission des efforts(figureII.6),
P1.1:entraxe des fixations dans une rangée intérieure d’une
pièce
Tendue avec trous en quinconce dans la direction de la
transmission des efforts (figureII.6),
e1:pincelongitudinaleentrelecentred’untroudefixationetle
bord adjacent d’une pièce quelconque, mesurée dans la
direction de l’effort transmis,

Dans le cas d’un chargement statique prédominant, ces conditions sont les suivantes :
II.6.1Entraxe :[Tableau 3.3 Eurocode03]
II.6.1 Pinces
Pinces pour des pièces non exposées aux intempéries :
1,2d0 <(e1 ou/et e2)
Pinces pour des pièces exposées aux intempéries ou à d’autres influences corrosives :
1,2 d0 <(e1 ou/ete2)< 4t+40mm
Pinces pour trous oblongs:
1,5d0 <(e3 ou/ete4)
2.3. Dimensionnement des assemblages par boulons ordinaires
Le mode de transmission de charge d’une pièce à une autre se fait à travers la tige du boulon, qui joue le rôle d’obstacle
entre les pièces assemblées, d’où son travail au cisaillement.
L’assemblage permet un déplacement relatif de pièces (pour rentrer en contact avec la tige du boulon)dés la première
mise en charge puis à chaque retournement d’effort.

Boulons soumis à un effort de cisaillement:
Dans ce cas, il convient de vérifier:
 La résistance au cisaillement du trou
 Et la résistance à la pression diamétrale des pièces
FigureII.7:Transmission des efforts par cisaillement FigureII.8:pression diamétrale sur lespièces.

a-1. Résistance au cisaillement (effort perpendiculaire à l’axe des boulons)
L’effort tranchant de calcul revenant à chaque boulon Fv,sddoit rester inférieur au égale à l’effort résistant de
cisaillement de calcul Fv, Rd

a-2.Résistance à la pression diamétrale:
Les pièces assemblées impriment une contrainte de cisaillement aux boulons. Le boulon jouant le rôle de butée produit,
par réaction, une contrainte normale sur la surface des trous dans les pièces avec lesquelles ils sont en contact. Cette
contrainte normale est appelée pression diamétrale. La vérification réglementaire est la suivante :
Où α est la plus petite des valeurs suivantes :
d: Diamètre nominal du boulon,
d0: Diamètre nominal du trou,
fub: Limite de rupture du boulon,
fu: Limite de rupture de la plaque,
tp: Épaisseur de la plaque

b) Boulons soumis à un effort de traction:(effort//axe boulon)
Dans le cas d’un effort parallèle à l’axe des boulons, les pièces assemblées sollicitent les boulons en
traction alors qu’elles sont elles-mêmes soumises à un poinçonnement provoqué par les éléments en
contact :tête de la vis, écrou ou rondelles selon les cas (figure II.9).
Il existe deux modes de ruptures :
 Rupture du boulon,
 Rupture par poinçonnement de la plaque.
FigureII.9: transmission des efforts de traction pour les boulons ordinaires.

Ft,Sd: Effort de traction sollicitant de calcul revenant à un seul boulon.
F t,Rd: Effort de traction résistant de calcul d’un boulon.
b-2. Résistance au poinçonnement:
tp: Épaisseur de la plaque sous la tète de la vis.
dm :Voir tableau II.2.
Boulons soumis simultanément à des efforts de cisaillement et de traction (interaction)
Dans le cas d’un effort oblique où un boulon est soumis simultanément à un effort axial de traction,Ft,sd et à un effort
de cisaillement Fv,sd la vérification s'effectuera selon une formule d'interaction établie à partir d'essais de laboratoire.
b-1. Résistance de boulon à la traction
Il faut que:

La vérification s’ effectue selon une formule
2.4. Assemblage par groupes de boulons:
a) Transmission d'un effort par cisaillement
FigureII.12:transmission des efforts par cisaillement
L’effort à transmettre par chaque boulon est Fv,sd:
n: nombre de boulons.
p: nombre de plan de contacte.
- Cas particulier: Effet de la longueur d’assemblage:
. Pour le calcul d’un groupe de fixations, l’hypothèse
généralement admise est celle d’une répartition uniforme
des efforts entre chacun des organes d’assemblage. Cela
n’est bien sûr qu’une hypothèse grossière valable
uniquement pour les assemblages relativement courts.

L’étude d’assemblages sollicités au cisaillement a mis en évidence
L’influence de la longueur de l’assemblage sur la charge de ruine. Les plus grandes déformations se situent aux
extrémités de l’assemblage ; les boulons d’extrémités sont donc plus sollicités que les boulons centrés
Donc si la distance Lj entre les axes des fixations extrêmes d’un assemblage, mesurée dans la direction des efforts est
supérieure à 15d(figureII.13),il convient de réduire la résistance de calcul au cisaillement Fv,Rd de toutes les fixations
en la multipliant par un coefficient réducteur BLf donné par

FigureII.12:influence de la longueur d’assemblage

n : nombre de boulons par rangée.

III, APPLICATION

F=440kN, e=8m, acier S235
On se propose de déterminer le nombre de boulons
nécessaires (Ø16, classe 8.8)
- Résistance d'un boulon au cisaillement
Fv=0,6fub.As/γMb par plan de cisaillement
As=157mm2
Fub=800Mpa
γMb=1.25
Nombre de plans de cisaillement: p=2, soit
Fv=2x0.6x800x10-3x157/1.25=121kN
- Nombre de boulons nécessaires
n=F/Fv=440/121=3.66
n=4
- Vérification de la pression diamétrale
Fb=2,5.αfu.dtp/γMb
Fb=2.5x360x100-3x17*8/1.25=98 kN
Pour un boulon:
Fr1=F/n=440/4=110kN>Fb
La pression diamétrale est excessive. Il faut donc
augmenter le nombre de boulons,
- soit en réduisant leur diamètre (à classe d'acier
égale)
- soit en réduisant leur classe d'acier (à diamètre
constant).
Choisissons la deuxième solution, par exemple (Ø16,
classe 6.8)
Fv=2x0.6x600x10-3x157/1.25=90kN
- Nombre de boulons nécessaires
n=F/Fv=440/90=4,9 ; n=5
Fr1=F/n=440/5=88kN<Fb
Avec n=5 boulons (Ø16, classe 6.8), la pression
diamétrale est acceptable.
III, APPLICATION

IV. CONCLUSION

IV. CONCLUSION
Nous avons présenté dans notre exposé, les assemblages d'une façon générale et les
précautions constructives y afférentes. Nous avons proposé en études de cas, les
assemblages par boulons ordinaires qui se distinguent des assemblages par boulons
HR dus à l'utilisation par ce dernier de matériaux acier à haute limite d'élasticité.
Nous avons par ailleurs présenté une identification des boulons ordinaires par leurs
dimensions, leurs caractéristiques mécaniques, exposé les dispositions constructives
et la démarche de dimensionnement .
Pour finir nous avons présenté une application brève.

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