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, se 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:
épaisseur totale: Se
Ces conditions de pinces et d’écartements réalisent un heureux compromis entre des exigences parfois contradictoires:
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.
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:
Classe de qualité: représentée par deux nombres:
plus la classe augmente plus les boulons sont fragiles
contrainte admissible (CM66) : min(limite élastique, 0.7*contrainte de rupture) (sred)
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
F usités boulons courants: 10-12-14-16-18-20-22-24
F 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:
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:
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.