Connexion des Éléments Métalliques

Techniques de Connexion des Éléments Métalliques

Comprendre les Techniques de Connexion des Éléments Métalliques

Vous êtes un ingénieur civil travaillant pour une entreprise de construction spécialisée dans les ouvrages métalliques.

Votre mission est de concevoir la connexion entre une poutre métallique et une colonne métallique pour un petit bâtiment industriel.

Cette connexion doit être capable de supporter les charges dues au poids de la toiture, aux charges de vent et de neige.

Données :

Poutre métallique : Profilé en I en acier structurel S355, longueur 6 mètres, section 250×100 mm, moment d’inertie I_y = 3000 \, \text{cm}^4.
Colonne métallique : Profilé en H en acier structurel S355, hauteur 4 mètres, section 200×200 mm, moment d’inertie I_y = 6000 \, \text{cm}^4.
Charges appliquées :
Poids de la toiture = 20 kN
Charge de vent = 10 kN
Charge de neige = 5 kN

Correction : Techniques de Connexion des Éléments Métalliques

1. SOUDAGE

Vous optez pour la technique de soudage pour connecter la poutre à la colonne.

Calcul de la résistance au cisaillement de la soudure :

Résistance de la soudure

    \[  = Rmb \times Coef \, de \, soudure \]

Pour l’acier S355, la résistance au cisaillement est de 275 MPa. Selon les normes, le coefficient de soudure typique est de 0,7.

Résistance de la soudure

    \[ = 0.7 \times 275 \, \text{MPa} = 192.5 \, \text{MPa} \]

Rmb: résistance de materiau de base

Calcul de la force de cisaillement dans la connexion :

Force de cisaillement

    \[ = 20 \, \text{kN} + 10 \, \text{kN} + 5 \, \text{kN} = 35 \, \text{kN} \]

Vérification de la résistance de la soudure :

    \[ 35 \, \text{kN} \leq 192.5 \, \text{kN} \, (\text{Satisfait}) \]

2. BOULONNAGE

Vous décidez de boulonner la connexion entre la poutre et la colonne.

Calcul de la résistance des boulons :

Résistance des boulons

    \[  = Nbre \, de \, boulons \times R \, d'un \, boulon \]

Supposons qu’un boulon typique puisse supporter 100 kN.

Calcul du nombre de boulons nécessaires :

Nombre de boulons nécessaires

    \[ = \frac{Force \, de \, cisaillement}{Résistance \, d'un \, boulon} \]

    \[ = \frac{35 \, \text{kN}}{100 \, \text{kN/boulon}} \approx 0.35 \]

Vérification de la résistance de la connexion boulonnée :

Résistance \, de \, la \, connexion \geq Force \, de \, cisaillement

    \[ 200 \, \text{kN} (2 \times 100 \, \text{kN/boulon}) \geq 35 \, \text{kN} \, \]

    \[ (\text{Satisfait}) \]

Recommandation :

Tant le soudage que le boulonnage peuvent être utilisés pour cette connexion, mais il semble que le boulonnage soit surdimensionné pour cette application.

Des décisions supplémentaires doivent être prises en fonction des coûts, du temps, de l’accessibilité du site et d’autres facteurs pratiques.

Techniques de Connexion des Éléments Métalliques

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