chapitre 5

LES ASSEMBLAGES. 1-DEFINITION et ROLE 2-TYPES 3-MODELISATION D’UN ASSEMBLAGE 4-ASEEMBLAGE RIVES 5-ASSEMBLAGES PAR BOULONS ORDINAIRES 6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR 7-ASSEMBLAGES SOUDES 8-APPUIS 9-ASEMBLAGE AU JARRET 10-ASSEMBLAGE AU FAITAGE 11-ASSEMBLAGE AU PIED DE POTEAU

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LES ASSEMBLAGES. 1-DEFINITION et ROLE  Un assemblage est un dispositif qui permet de réunir et de solidariser plusieurs pièces entre elles, en assurant la transmission et la répartition des diverses sollicitations entre les pièces, sans générer de sollicitations parasites, notamment de torsion.  Pour réaliser une structure métallique, on dispose de pièces individuelles, qu’il convient d’assembler : - soit bout à bout - soit concourantes (attaches poutre / poteau, treillis et systèmes réticulés).

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LES ASSEMBLAGES. 2-TYPES On dispose de trois types d'assemblages :  L'assemblage riveté.  L'assemblage boulonné.  L'assemblage soudé.

Ces trois types d'assemblages correspondent à deux types de fonctionnement distincts :obstacle et /ou adhérence .

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LES ASSEMBLAGES. 3-MODELISATION D’UN ASSEMBLAGE  Pour conduire les calculs selon les schémas classiques de la résistance des matériaux, il y a lieu de distinguer, parmi les assemblages : • Les assemblages articulés, qui transmettent uniquement les efforts normaux et tranchants. • Les assemblages rigides, qui transmettent en outre les divers moments.

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LES ASSEMBLAGES.  Fonctionnement par obstacle : c’est le cas des boulons

ordinaires, non précontraints, dont les tiges reprennent les efforts et fonctionnement en cisaillement.  Fonctionnement par adhérence : dans ce cas, la transmission

des efforts s’opère par adhérence des surfaces des pièces en contact. Cela concerne le soudage, le collage, le boulonnage par boulons HR.  Fonctionnement mixte : c’est le cas du rivetage (et dans les

cas extrêmes, du boulonnage HR), 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. 6

LES ASSEMBLAGES. 4-ASSEMBLAGE RIVES 1- Les assemblages rivetés :  Le rivet est une pièce métallique constituée d'un corps (le collet)

et d'une tête qui est mise en place dans un percement et dont l'extrémité est ensuite matée du coté opposé à la tête afin de relier deux pièces ayant un contact plan.  Aujourd'hui, le rivetage n'est plus utilisé en dehors de la restauration des ouvrages anciens ou dans le cadre d'une utilisation à des fins esthétiques.

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LES ASSEMBLAGES. 4-ASSEMBLAGE RIVES

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LES ASSEMBLAGES. 4-ASSEMBLAGE RIVES MISE EN PLACE D’UN RIVET

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LES ASSEMBLAGES. 4-ASSEMBLAGE RIVES

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LES ASSEMBLAGES. 4-ASSEMBLAGE RIVES

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LES ASSEMBLAGES. 2. Les assemblages boulonnés : 

Constitution d'un boulon : Vis, Écrou, Rondelle.



La boulonnerie est devenue très performante dans la deuxième moitié du 20ème siècle, notamment avec l'apparition des boulons "H.R." (Haute résistance). Ce sont des boulons qui possèdent des caractéristiques mécaniques élevées permettant un serrage efficace. Ce serrage provoque, à l'intérieur de l'assemblage, un état de précontrainte (tension dans le boulon, pression entre les pièces reliées).

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VI. LES ASSEMBLAGES. 2. Les assemblages boulonnés : 

L'effort de serrage induit par les boulons est suffisamment important pour générer des forces de Frottement entre les pièces serrées. Ces forces de frottement s'opposent aux efforts de glissement entre les deux pièces. Le cisaillement est, dans ce cadre, repris, non pas par le boulon, mais par le frottement entre les deux pièces.

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VI. LES ASSEMBLAGES. 2. Les assemblages boulonnés : 

L'assemblage boulonné est aisément mis en oeuvre sur chantier et facilite la fabrication en atelier des éléments d'ossature. Il convient parfaitement bien aux éléments prévus pour être démontables, mais les assemblages boulonnés ne sont pas considérés comme provisoires et interviennent également dans les structures définitives.



On notera que ce type d'assemblage est aisément contrôlable (par clé dynamométrique).

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LES ASSEMBLAGES. 5-ASSEMBLAGES PAR BOULONS ORDINAIRES Les assemblages boulonnés :

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LES ASSEMBLAGES. 5-ASSEMBLAGES PAR BOULONS ORDINAIRES Les assemblages boulonnés :

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6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

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6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

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6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

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6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

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6-ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

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LES ASSEMBLAGES. 7-ASSEMBLAGES SOUDES Les assemblages soudés :  Réaliser une soudure c’est bloquer dans toutes les directions c’est un    

encastrement Un cordon de soudure doit principalement travailler au cisaillement Il faudrait éviter de soumettre un cordon à des contraintes de traction Il est possible de de soumettre un cordon à une extension Son utilisation nécessite une source de chaleur puissante et régulière.

 Les aciers doivent avoir une composition chimique permettant la

soudure, ce qui n'était pas le cas des aciers anciens.

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LES ASSEMBLAGES. Les assemblages soudés :     

La méthode de soudure permet de constituer un assemblage par continuité de matière. Bonne transmission des efforts internes M;N;V En effet, la soudure consiste en la mise en place, par élévation de température, d'un bain de métal en fusion qui s'unit aux pièces à relier. La qualité du métal d'apport est toujours supérieure à celle des aciers à souder. Le contrôle des soudures s'effectue par radiographie. Il est très performant, mais relativement onéreux.

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LES ASSEMBLAGES. Les assemblages soudés : 

Problèmes:

1.

contrôle strict Apparition de micro fissures dues au refroidissement Apparition de déformations géométriques de la pièce dues aux effets de dilatations et aux retraits Main d’œuvre qualifiée et matériel spécifique Contraintes résiduelles dans le cordon

2. 3. 4. 5.

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LES ASSEMBLAGES. Les procédés de soudage 1- Procédé par pression Chauffage des pièces et application d’une pression en différents points 2- Procédé par résistance électrique Soudures par points au moyen de deux électrodes presse application pour les tôles minces 3- Procédé à l’arc électrique Intensité avec une tension produit une puissance de chauffage P=UI=RI2 il faut atteindre une température de 4000 °C pour fusionner les lèvres des pièces à souder Le métal d’apport doit avoir les mêmes caractéristiques mécaniques que les pièces à souder

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LES ASSEMBLAGES. Les procédés de soudage 3-1 Procédé à électrode non fusible TIG Tungsten ; Inert ; Gaz atelier et procédé automatique Arc produit entre une électrode en tungstène non fusible et les pièces sous jet d’argon(gaz) Le métal d’apport est obtenu par fusion d’une baguette indépendante 3-2 Procédé à électrode fusible Procédé automatique ou manuel Un arc électrique est crée entre électrode fusible (cathode) et les pièces à souder (anode) générateur de courant (Intensité = 50 à 600 A et une tension de 220 V ou 380 V) atelier et procédé automatique Arc produit 28

LES ASSEMBLAGES. Les procédés de soudage 3-2 Procédé à électrode fusible Electrodes enrobées : un enrobage d’une gaine réfractaire lors de la fusion d’où naissance d’un laitier qui permet de : ralentir le refroidissement (éviter la trempe) protéger l’acier contre l’absorption de l’oxygène et de l’azote ce qui peut le rendre fragile Electrodes nues Procédé MIG : métal inert gaz (argon) atmosphère protectrice Procédé MAG : métal active gaz (CO2) En résumé plus la puissance est élevée plus les déformations seront limitées et le chauffage est localisé

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Puissance KW/cm2

LES ASSEMBLAGES.

10 1 0,1 30

LES ASSEMBLAGES. Les assemblages soudés :

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LES ASSEMBLAGES

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LES ASSEMBLAGES

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LES ASSEMBLAGES

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LES ASSEMBLAGES

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LES ASSEMBLAGES

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS Il convient de distinguer trois genres fondamentaux d'appuis réalisés en construction, à savoir :  Les APPUIS SIMPLES (ou simples). Ces appuis n'admettent

que des charges perpendiculaires à leur surface, le plus souvent verticales.  Les APPUIS ARTICULÉS. Ces appuis admettent des charges

verticales et des charges horizontales.  Les APPUIS à ENCASTREMENT. Ces appuis admettent

simultanément des charges verticales, des charges horizontales et un moment de flexion. 37

LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 1 - APPUIS SIMPLES :  Tous les appuis de poutres

reposant sur un rouleau, un train de rouleaux horizontaux, ou un balancier vertical.

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 1 - APPUIS SIMPLES :  Solives ou poutres

assemblées sur une autre poutre ou un poteau seulement par l'intermédiaire d'équerres solidaires de l'âme de la pièce portée, ou par interposition d'un tasseau seulement solidaire de la pièce porteuse.

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS APPUIS SIMPLES :  Poutres ou poteaux reposant

sur une maçonnerie ou un massif de fondation, avec interposition d'une semelle ou d'un sommier de répartition. Il est fréquent d'y adjoindre deux boulons de scellement; il est alors nécessaire évidemment que la platine de répartition soit solidaire de la poutre ou du poteau supporté.

Sommier

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS APPUIS ARTICULÉS  Articulation cylindrique

 Appuis fixes sur balancier

horizontal

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 2 - APPUIS ARTICULÉS  Il convient de faire une distinction entre les articulations réelles

et les pseudo articulations : les premières ne pouvant transmettre un moment fléchissant, les secondes admettant un faible moment. Dans la seconde catégorie, on entend principalement par articulations : des appuis de poteaux, des assemblages de poutres, de barres de treillis, considérés comme présentant une certaine souplesse, qui les distinguent des encastrements parfaitement rigides.  On range dans la même catégorie les appuis de poteaux,

généralement de faible ou moyenne section, comportant une semelle et deux boulons de scellement calculés pour résister à l'effort horizontal supporté et transmis par le poteau. 42

LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 2 - APPUIS ARTICULÉS

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 2 - APPUIS ARTICULÉS BÊCHE n.f.

Butée soudée sous une plaque d'embase, et pénétrant dans le béton de fondation pour résister à un effort horizontal que ne pourrait reprendre le seul frottement dû au contact acierbéton.

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS 3 - APPUIS A ENCASTREMENT  Entrent dans cette catégorie tous les appuis constitués de telle manière que l'angle formé par les axes d'épure de la pièce portée et de la pièce porteuse demeure invariable quelle que soit la sollicitation qui affecte l'assemblage.  Tels sont les scellements de poutres et de poteaux dans un massif de fondation conservant sa stabilité initiale sous les sollicitations transmises ;

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS I. ASSEMBLAGES DE POUTRE SUR POTEAU :  assemblage boulonné : Assemblage soumis à un effort tranchant faible : il suffit de placer des cornières verticales de chaque côté de l’âme de la poutre pour fixer celle-ci sur la semelle du poteau

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LES ASSEMBLAGES 8-APPUIS I. ASSEMBLAGES DE POUTRE SUR POTEAU :  assemblage boulonné : Assemblage soumis à un effort tranchant moyen : en plus des cornières verticales formant l’attache, placer sur le poteau un tasseau simple au moyen d’une cornière horizontale dont la largeur est égale à la largeur de la semelle de la poutre.

Equerre-tasseau 47

LES ASSEMBLAGES 9-ASEMBLAGE AU JARRET I. ASSEMBLAGES DE POURE SUR POTEAU :  assemblage boulonné : Assemblage par platine soumis à moment fléchissant et un effort tranchant :

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LES ASSEMBLAGES 9-ASEMBLAGE AU JARRET I. ASSEMBLAGES DE POUTRE SUR POTEAU :  assemblage boulonné : Assemblage par platine soumis à moment fléchissant et un effort tranchant :

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Les ASSEMBLAGES 10-ASSEMBLAGE AU FAITAGE II. ASSEMBLAGE AU NIEAU DU FAITAGE 

Encastrement au niveau du faîtage.

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Les ASSEMBLAGES 10-ASSEMBLAGE AU FAITAGE II. ASSEMBLAGE AU NIEAU DU FAITAGE 

Encastrement au niveau du faîtage.

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Les ASSEMBLAGES

ASSEMBLAGES DE POUTRE SUR POTEAU :  Assemblage par soudure : En charpente soudée les assemblages sont plus rigides. Cela a pour effet un encastrement partiel des éléments constructifs contre lequel il faut prendre des précautions.  Assemblages de poutre en partie encastrée dans un poteau :

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ASSEMBLAGES 11-ASSEMBLAGE AU PIED DE POTEAU ASSEMBLAGE POTEAU - FONDATION  1. Les pieds de poteaux articulés : Les pieds de poteaux sont articulés quand leur mode de fixation leur permet de s’incliner sur leur base et de se déformer sans fendre ni fissurer le massif de fondation.

Appui articulé

Appui considéré comme articulé

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ASSEMBLAGES 11-ASSEMBLAGE AU PIED DE POTEAU ASSEMBLAGE POTEAU - FONDATION  Les pieds de poteaux encastrés :

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ASSEMBLAGES 11-ASSEMBLAGE AU PIED DE POTEAU ASSEMBLAGE POTEAU - FONDATION  Les pieds de poteaux encastrés :

ANCRAGE n.m. Le scellement direct du poteau dans le massif de fondation, la longueur de pénétration étant fonction des efforts à transmettre par adhérence avec le béton.

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