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ASSEMBLAGES PAR BOULONS NORMAUX <= Notes sur les pratiques techniques DISPOSITI

ASSEMBLAGES PAR BOULONS NORMAUX <= Notes sur les pratiques techniques DISPOSITIONS CONTRUCTIVES DES ASSEMBLAGES CM66 art 4.1: conditions sur les pinces : d diamètre du trou, T effort de cisaillement exercé sur un boulon par une pièce d’épaisseur e, e limite élastique du métal constituant les pièces. Conditions sur les épaisseurs de pièces à assembler: Si e2 est l’épaisseur de la plus faible des pièces assemblées on doit avoir:  d≥e2+2mm si e2≤20mm  d≥22mm si e2>20mm épaisseur totale: e  boulons ordinaires : Σe≤4d  boulons HR : pas de limitation théorique conditions de pression diamétrale: La pression diamètrale T/de doit être inférieure à  2σe dans le cas où des déformations appréciables apporteraient une gène à l’exploitation  3σe dans le cas d'assemblages boulonnés courants  4σe dans le cas d'assemblage par boulons HR Ces conditions de pinces et d’écartements réalisent un heureux compromis entre des exigences parfois contradictoires:  possibilité de mise en place et de serrage des boulons  résistance correcte des pièces assemblées, sans plastification excessives des bords (pince transversale) et sans voilement de compression (boulons de capitonnage)  bon accostage des bords pour éviter la corrosion entre les pièces assemblées, car la rouille en gonflant peut disloquer l’assemblage Diamètres usités en fonction de l’épaisseur de tôles à assembler: (cotes en mm) art 14,101 Boulons Tôle et âme d’épaisseur Cornière de largeur d’aile Aile de fer U de hauteur Ailes de poutrelles H de profil n° 8 2 30 10 3 35 12 4 40-45 80 14 5 50 100 à 130 10 et 12 16 6 60 140 à 160 14 18 7 70 175 à 180 15 et 16 20 8 80-90 200 à 220 18 22 10 à 14 100-120 240 à 300 20 à 24 24 >14 >120 >24 La raison d’un diamètre minimal en fonction des épaisseur est que les tôles et ailes de profilés ne sont pas parfaitement planes comme des pièces usinées de construction mécanique. Compte tenu de leur souplesse, on peut tout de même les redresser suffisamment pour assurer un contact satisfaisant en pratique, à condition d’assurer un serrage suffisant, d’où le diamètre minimum. DISPOSITIONS CONTRUCTIVES DES ASSEMBLAGES – Eurocode 3 Trous standards de perçage pour les boulons (7.5.2): Autres types de trous: positionnement des trous pour boulons et rivets: des espacements minimums sont imposés selon le type de sollicitations (6.5.1) ; l’indice 1 indique que la distance voulue est parallèle à l’effort, l’indice 2 indique que la distance voulue est perpendiculaire à l’effort. nota: en commentaire de l’Eurocode 3 un tableau récapitulatif est proposé Trusquinage des profils courants (Gauge Lines): axe tracé sur un fer et servant de guide pour implanter et percer les trous qui recevront les boulons d’assemblages. Une pièce peut avoir plusieurs lignes de trusquinages. L’usage a fixé les lignes de trusquinages dans presque tous les cas (voir tableaux ou CM66 art. 4,101). Le détrusquinage est l’action qui consiste à modifier le trusquinage théorique pour résoudre des problèmes de fabrication et de montage Pour les cornières le trusquinage se détermine en partant du talon de la cornière et se désigne par la lettre K. il se calcule par les règles suivantes :  grandes cornières >60: K=1/2(largeur-aile)+5mm  petites cornières <60: K=1/2(largeur-aile)+1/2(épaisseur-aile) Remarque: les cornières >120 peuvent recevoir deux files de boulons sur la même aile Normalisation sur les assemblages boulonnés:  NF E27-005: spécifications techniques des articles de boulonnerie d’usage général  NF E27-311: spécification dimensionnelles des vis  NF E27-411: spécification dimensionnelles des écrous  NF P22-430: dispositions constructives et calcul des boulons  NF P22-431: exécution des assemblages Classe de qualité: représentée par deux nombres:  1er nombre: 1/10° de la résistance minimale à la traction (rupture) en daN/mm² (i.e. Mpa)  2ème nombre: 10 fois le rapport entre la limite d’élasticité minimale et la résistance à la rupture minimale plus la classe augmente plus les boulons sont fragiles contrainte admissible (CM66) : min(limite élastique, 0.7*contrainte de rupture) (red) classes de qualité usuelles : 4.8 5.6 5.8 6.6 6.8 6.9 8.8 10.9 les classes 8.8 et 10.9 sont plutôt pour les boulons HR  usités boulons courants: 10-12-14-16-18-20-22-24  usités boulons d’ancrage : 27-30-33-36-39-42-45-48 On associe, à une vis de qualité donnée, un écrou de qualité identique, ce qui fait que le boulon résiste jusqu’à rupture de la vis, sans déformations notoires pour l’écrou. e.g. à une vis de qualité 10.9 on associe un écrou de qualité 10. longueurs de la vis: L=Ep(pièces à assembler)+Ep(rondelle)+Ep(écrou)+5mm. O on arrondi cette valeur à 0 ou 5 Types de boulons:  boulons bruts : s’emploient dans tous les travaux courants de CM (d_trou=d_boulon+2)  boulons calibrés : ouvrages d’exécution parfaitement soignés (ponts, …) ou lorsque le glissement doit être limité (couvre-joints, etc.) (d_trou=d_boulon+1) Calcul selon les normes françaises: on prend pour section de calcul la section déduite du filetage Ar. Calcul au cisaillement: n est le nombre de sections cisaillées 1 plan de cisaillement: 2 plans de cisaillement: nota: la répartition des contraintes n’est pas constante sur les organes d’attaches, mais pour le calcul nous considérons une répartition constante. Calcul à la traction: n étant le nombre de boulons travaillant à la traction; attention au risque de poinçonnement, enfoncement de la surface de tête de boulon dans la surface des pièces à assembler. On peut pour éviter cela employer des rondelles. Calcul en traction cisaillement: on vérifie simultanément On doit aussi vérifier à la pression diamétrale en concomitance avec les efforts de cisaillement: si la pression diamétrale est trop importante on observe une ovalisation non maîtrisée des trous de perçages. Deux types de ruines sont possibles si la pression devient vraiment trop excessive, en plus du risque de ruine par cisaillement: Ruine par arrachement: Ruine en section nette: Filets triangulaire iso: le profil et le pas sont normalisés: Dans les calculs, compte tenu de nombreuses incertitudes, on utilise une section résistante As définie par : avec : ces incertitudes sont par exemples: 1- répartition de la charge entre filets en contact: 2- variation des coefficients de frottements: 3- incertitude sur le couple de serrage : manuel, à la clé dynamométrique, motorisé ou non… 4- influence des concentrations de contraintes: Dimensions normalisées (attention la section du noyau n’est pas celle à prendre dans les calculs) : Les pas fins ne sont pas usités en construction métallique. Représentation des éléments filetés: BOULONS NORMAUX - VALEURS DE CALCULS <= Notes sur les pratiques techniques Boulons qualité 4,6 qualité 4,8 qualité 5,6 qualité 5,8 qualité 6,6 qualité 6,8 qualité 8,8 qualité 10,9 σred (DaN/ mm^2) 24 σred (DaN/ mm^2) 28 σred (DaN/ mm^2) 30 σred (DaN/ mm^2) 34 σred (DaN/ mm^2) 36 σred (DaN/ mm^2) 41 σred (DaN/ mm^2) 55 σred (DaN/ mm^2) 67 Ø (m m) Pa s (m m) Φe q (m m) As (m m^2 ) Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement Tractio n Cisaill ement 8 1,2 5 7 37 703 571 820 666 879 713 996 808 1054 856 1201 975 1611 1307 1962 1593 10 1,5 9 58 1113 904 1299 1054 1392 1130 1577 1280 1670 1356 1902 1544 2552 2071 3108 2523 12 1,7 5 10 84 1618 1313 1888 1532 2022 1642 2292 1860 2427 1970 2764 2243 3708 3010 4517 3666 14 2 12 115 2216 1799 2586 2099 2771 2249 3140 2549 3325 2699 3786 3073 5079 4123 6188 5022 16 2 14 157 3008 2442 3509 2849 3760 3052 4261 3459 4512 3662 5139 4171 6893 5595 8397 6816 18 2,5 16 192 3695 3000 4311 3499 4619 3749 5235 4249 5543 4499 6313 5124 8469 6874 10317 8374 20 2,5 18 245 4700 3815 5483 4451 5875 4769 6658 5405 7050 5722 8029 6517 10771 8743 13121 10650 22 2,5 20 303 5825 4728 6796 5516 7282 5910 8252 6698 8738 7092 9951 8078 13350 10836 16262 13200 24 3 21 353 6768 5494 7896 6409 8460 6867 9588 7783 10152 8240 11562 9385 15510 12589 18894 15336 27 3 24 459 8821 7160 10291 8353 11026 8949 12496 10143 13231 10739 15069 12231 20214 16407 24624 19987 30 3,5 27 561 10763 8736 12557 10192 13454 10921 15248 12377 16145 13105 18387 14925 24666 20021 30047 24389 33 3,5 30 694 13316 10809 15536 12610 16645 13511 18865 15312 19974 16213 22749 18465 30516 24770 37174 30174 36 4 32 817 15681 12728 18295 14849 19601 15910 22215 18032 23522 19092 26788 21744 35936 29169 43776 35533 39 4 35 976 18734 15207 21857 17741 23418 19008 26540 21543 28102 22810 32005 25978 42933 34848 52300 42452 42 4,5 38 112 1 21521 17469 25108 20380 26902 21836 30489 24747 32282 26203 36766 29842 49320 40032 60081 48767 45 4,5 41 130 6 25075 20353 29254 23745 31344 25442 35523 28834 37613 30530 42837 34770 57464 46643 70002 56820 48 5 43 147 3 28284 22958 32999 26784 35356 28698 40070 uploads/Industriel/ assemblages-par-boulons-normaux.pdf