Les connexions boulonnées résistant aux moments dépendent de bien plus que de la résistance nominale des éléments de fixation individuels. Lorsqu’une poutre transfère un moment fléchissant à un poteau, la connexion développe une combinaison de forces de traction et de compression qui doivent être transmises par les boulons, les plaques, les semelles, les soudures et les éléments porteurs. Comprendre la capacité de traction des boulons est donc essentiel pour concevoir des connexions de moment capables de transférer ces forces en toute sécurité sans déplacer la défaillance vers un composant environnant plus faible.
Dans la conception pratique des connexions en acier, un boulon peut présenter une résistance suffisante à la traction alors que la plaque d’extrémité se déforme excessivement, que la semelle du poteau se déforme ou que l’effet de levier augmente la force réelle agissant sur le boulon. Une conception fiable exige que les ingénieurs évaluent le chemin de charge complet et comprennent comment la traction des boulons interagit avec la géométrie de la connexion, la rigidité des plaques, le comportement des semelles, les tolérances de fabrication et la qualité de l’installation.
Comprendre la Capacité de Traction des Boulons
Qu’est-ce que la Capacité de Traction des Boulons ?
La capacité de traction des boulons est la résistance d’un boulon structurel à une force de traction axiale. Lorsque la traction agit le long de l’axe du boulon, celui-ci doit résister à l’allongement et finalement empêcher la rupture par traction. Sa résistance disponible dépend de facteurs tels que le diamètre du boulon, la classe de résistance, la section filetée efficace en traction, les propriétés du matériau et les exigences applicables de conception structurelle.
La résistance à la traction d’un boulon individuel ne représente pas automatiquement la capacité de la connexion complète. La plaque connectée, la plaque d’extrémité, la semelle du poteau, la semelle de la poutre, les soudures et les raidisseurs doivent également être capables de transférer la même force en toute sécurité.
Pourquoi la Traction des Boulons Est Importante dans les Connexions de Moment
Un moment fléchissant est transféré par un couple de forces composé d’une traction d’un côté de la connexion et d’une compression du côté opposé. Dans une connexion poutre-poteau résistant au moment, la semelle de la poutre située dans la zone de traction transfère la force vers la plaque d’extrémité ou la plaque de semelle, qui génère ensuite des forces de traction dans les rangées de boulons.
L’ampleur de la traction dans les boulons dépend du moment appliqué, de la distance entre les résultantes de traction et de compression, du nombre et de la position des rangées de boulons ainsi que de la rigidité des composants environnants. La traction des boulons ne peut donc pas être évaluée indépendamment de la géométrie globale de la connexion.
La Capacité de Traction des Boulons N’est qu’une Partie de la Connexion
Une connexion peut comporter des boulons à haute résistance présentant une résistance importante à la traction, mais cela ne garantit pas une capacité équivalente de la connexion. Une plaque d’extrémité mince peut se déformer avant que les boulons n’atteignent leur résistance à la traction. Une semelle de poteau flexible peut se déformer localement. Les soudures reliant la plaque d’extrémité à la poutre peuvent gouverner, ou la semelle de la poutre elle-même peut se plastifier.
L’approche de conception la plus fiable consiste à évaluer l’ensemble de la connexion plutôt qu’à maximiser la résistance d’un seul composant.
Comment les Connexions de Moment Génèrent de la Traction dans les Boulons
Transfert du Moment par les Semelles de la Poutre
Dans une connexion poutre-poteau typique résistant au moment, les semelles de la poutre reprennent une grande partie de l’effet de flexion. Une semelle développe de la traction tandis que la semelle opposée développe de la compression. La force de traction de la semelle doit passer par la plaque de connexion puis être transférée au poteau ou à l’élément porteur.
Si une plaque d’extrémité est soudée à la poutre et boulonnée au poteau, la force de traction de la semelle de la poutre tire la plaque d’extrémité en l’éloignant de la face du poteau. Cette action crée une demande de traction dans les boulons situés à proximité de la semelle tendue.
Répartition de la Traction entre les Rangées de Boulons
La traction des boulons est rarement répartie de manière uniforme entre toutes les rangées. Les rangées de boulons situées plus loin de la zone de compression disposent généralement de bras de levier plus importants et peuvent attirer des forces de traction plus élevées. Toutefois, la répartition réelle des forces dépend également de la rigidité de la plaque d’extrémité, de la flexibilité de la semelle du poteau, de l’espacement des boulons et de l’interaction entre les rangées adjacentes.
Pour cette raison, diviser simplement la force totale de traction par le nombre de boulons peut donner une représentation irréaliste du comportement de la connexion.
Effet de la Géométrie de la Connexion
L’espacement des boulons, la distance au bord, les dimensions de la plaque d’extrémité, la hauteur de la poutre, la position des boulons et la géométrie de la semelle du poteau influencent tous la répartition des forces de traction. De faibles modifications de la position des boulons peuvent modifier le bras de levier et donc la force nécessaire pour résister à un moment donné.
La géométrie de la connexion influence également la flexion de la plaque et l’effet de levier, qui peuvent augmenter la force reprise par les boulons individuels au-delà de la valeur prévue uniquement à partir de l’équilibre global.
Capacité de Traction des Boulons dans les Connexions de Moment par Plaque d’Extrémité
Connexions par Plaque d’Extrémité Étendue
Les connexions par plaque d’extrémité étendue placent une ou plusieurs rangées de boulons au-delà de la semelle de la poutre. Cette disposition augmente le bras de levier disponible et peut offrir une résistance importante au moment. Les rangées extérieures de boulons peuvent subir une forte demande de traction parce qu’elles participent directement au transfert de la traction de la semelle vers le poteau.
Le comportement de la connexion dépend de la relation entre la résistance des boulons, la résistance à la flexion de la plaque d’extrémité, la rigidité de la semelle du poteau, la capacité des soudures et les éventuels raidisseurs installés.
Connexions par Plaque d’Extrémité Affleurante
Les connexions par plaque d’extrémité affleurante maintiennent la plaque à l’intérieur ou à proximité de la hauteur de la poutre. Leur géométrie compacte peut être utile lorsque l’espace est limité, mais les bras de levier disponibles et la disposition des boulons diffèrent de ceux des configurations étendues.
La répartition de la traction dans les boulons d’une plaque d’extrémité affleurante dépend donc fortement de l’épaisseur de la plaque, de l’espacement des boulons, des forces dans les semelles de la poutre et de la rigidité du poteau porteur.
Rôle de l’Épaisseur de la Plaque d’Extrémité
L’épaisseur de la plaque d’extrémité influence fortement le comportement de la traction dans les boulons. Une plaque relativement flexible peut se courber sous l’effet de la force de traction de la semelle et créer des déformations locales supplémentaires autour des boulons. Cette déformation peut générer des forces de levier qui augmentent la traction dans les boulons.
Une plaque plus épaisse offre généralement une plus grande rigidité et un transfert plus direct des forces, mais augmenter indéfiniment son épaisseur n’est pas nécessairement efficace. La conception doit équilibrer la résistance des boulons, la flexion de la plaque, la résistance des soudures, les exigences de fabrication et l’utilisation des matériaux.
Facteurs qui Déterminent la Capacité de Traction des Boulons
Diamètre du Boulon
Les boulons de plus grand diamètre offrent généralement une plus grande section résistante en traction et donc une résistance supérieure à la traction. Cependant, l’augmentation du diamètre du boulon peut nécessiter des trous plus grands, des distances aux bords plus importantes, des plaques de connexion plus grandes et un espace supplémentaire pour l’installation.
Classe du Boulon et Résistance du Matériau
Les boulons structurels à plus haute résistance peuvent offrir une résistance à la traction supérieure, mais les composants environnants doivent être capables de développer cette résistance. L’utilisation de boulons plus résistants sans renforcer la plaque d’extrémité, la semelle du poteau ou les soudures peut simplement déplacer le mode de défaillance gouvernant vers une autre partie de la connexion.
Section Filetée Efficace en Traction
La partie filetée d’un boulon possède une section efficace en traction plus faible que la section brute de la tige. La résistance à la traction est donc liée à la section efficace résistante dans la zone filetée plutôt qu’au seul diamètre nominal du boulon.
Cette distinction devient particulièrement importante lors de l’évaluation de forces de traction élevées dans les connexions de moment.
Précontrainte du Boulon
La précontrainte est introduite dans certains boulons structurels lors de l’installation afin de serrer les surfaces connectées entre elles. La précontrainte peut améliorer le comportement de la connexion dans les applications où le glissement ou la séparation doivent être contrôlés, mais elle ne doit pas être confondue avec la résistance disponible face à une traction externe.
Lorsqu’une traction externe agit sur la connexion, l’évolution de la force dans le boulon dépend de la relation de rigidité entre le boulon et les composants connectés.
Nombre et Disposition des Boulons
L’augmentation du nombre de boulons peut accroître la résistance de la connexion, mais la relation n’est pas toujours directement proportionnelle. Les différentes rangées de boulons peuvent attirer des forces différentes en raison de leur position et de la flexibilité des plaques environnantes.
Une disposition bien conçue des boulons doit fournir une résistance suffisante tout en maintenant un espacement adapté, des distances aux bords adéquates, un accès pour l’installation et une géométrie de fabrication pratique.
Effet de Levier et Son Influence sur la Traction des Boulons
Qu’est-ce que l’Effet de Levier ?
L’effet de levier se produit lorsque la déformation de la plaque connectée génère une force supplémentaire qui augmente la traction dans le boulon. Au lieu de transférer directement la force de traction au boulon, une plaque flexible peut agir comme un levier entre la ligne de boulons et la zone de contact de la plaque.
La réaction qui en résulte augmente la force de traction dans le boulon au-delà de la valeur provoquée uniquement par la charge structurelle appliquée.
Pourquoi les Plaques Minces Augmentent la Sollicitation des Boulons
Les plaques d’extrémité minces ou flexibles peuvent se courber de manière importante sous un chargement en traction. Lorsque la plaque se déforme, le contact près d’un bord extérieur ou d’un autre point de réaction peut créer un effet de levier qui augmente la force dans le boulon.
Par conséquent, une connexion présentant apparemment une résistance nominale suffisante des boulons peut devenir inadéquate si l’effet de levier est ignoré.
Comment l’Effet de Levier Peut Réduire l’Efficacité de la Connexion
Les forces plus élevées dans les boulons causées par l’effet de levier peuvent réduire la marge entre la sollicitation appliquée et la résistance disponible à la traction. Elles peuvent également augmenter les déformations et influencer les performances en fatigue lorsque le chargement est répétitif.
Une conception efficace de la connexion cherche donc à limiter les déformations excessives des plaques plutôt qu’à compter uniquement sur des boulons plus résistants.
Méthodes pour Contrôler l’Effet de Levier
L’effet de levier peut être réduit en augmentant la rigidité de la plaque, en ajustant l’espacement des boulons, en améliorant la géométrie des bords, en augmentant l’épaisseur de la plaque, en modifiant la position des rangées de boulons ou en ajoutant des raidisseurs appropriés. La solution adaptée dépend de la configuration complète de la connexion plutôt que d’une dimension isolée.
Traction des Boulons et Flexion Locale de la Semelle
Des forces de traction élevées dans les boulons d’une connexion de moment peuvent créer des forces locales importantes dans la semelle du poteau porteur. Lorsque les boulons tirent la plaque d’extrémité vers le poteau, la semelle du poteau peut se courber localement entre l’âme, les bords de la semelle et les lignes de boulons. Cette interaction fait de la flexion locale de la semelle un état limite important lors de l’évaluation des connexions boulonnées de moment à haute capacité.
Comment la Flexibilité de la Semelle du Poteau Affecte les Forces dans les Boulons
Une semelle de poteau flexible peut se déformer vers l’extérieur autour des boulons tendus. Cette déformation modifie la rigidité du chemin de charge et peut contribuer à des effets supplémentaires similaires à l’effet de levier ou à une répartition inégale des forces entre les rangées de boulons.
Une connexion comportant des boulons résistants et une plaque d’extrémité épaisse peut donc malgré tout être contrôlée par le comportement local de la semelle du poteau porteur.
Quand des Raidisseurs Peuvent Être Nécessaires
Des raidisseurs de poteau peuvent être nécessaires lorsque les forces de traction des semelles ou les forces dans les boulons dépassent la résistance locale de la semelle du poteau ou de la zone de l’âme. Les raidisseurs peuvent améliorer la répartition des forces, réduire les déformations locales et fournir un chemin plus direct pour transférer les forces des semelles de la poutre vers le poteau.
Leur utilisation doit être coordonnée avec l’accès pour le soudage, la séquence de fabrication, la géométrie des éléments et le détail général de la connexion.
Interaction entre la Traction et le Cisaillement des Boulons
Chargement Combiné de Traction et de Cisaillement
Les boulons des connexions de moment peuvent subir simultanément de la traction et du cisaillement. Le cisaillement peut provenir des réactions verticales de la poutre, tandis que la traction se développe en raison du transfert du moment ou d’un chargement axial.
Un boulon présentant une résistance suffisante en traction pure peut ne pas disposer de la même résistance lorsqu’un cisaillement important est également présent.
Pourquoi les Vérifications d’Interaction Sont Importantes
Le chargement combiné modifie le taux d’utilisation du boulon. La conception structurelle exige donc d’évaluer l’interaction entre les sollicitations de traction et de cisaillement lorsque les deux actions sont significatives.
Ignorer cette interaction peut conduire à surestimer la résistance disponible du boulon et de la connexion complète.
Répartition des Charges dans le Groupe de Boulons
Certains boulons peuvent reprendre principalement du cisaillement tandis que d’autres subissent des forces de traction plus importantes selon la géométrie de la connexion. Dans d’autres configurations, des boulons individuels peuvent reprendre simultanément les deux actions.
Une conception précise de la connexion nécessite donc une compréhension réaliste de la manière dont le groupe de boulons participe au transfert du moment, du cisaillement et de la force axiale.
Modes de Défaillance Courants Liés à la Traction des Boulons
Rupture du Boulon en Traction
La rupture du boulon en traction se produit lorsque la demande de traction axiale dépasse la résistance disponible du boulon. Les boulons à haute résistance peuvent reprendre des forces importantes, mais ils nécessitent néanmoins un dimensionnement, une installation et une géométrie de connexion appropriés.
Défaillance du Filetage
La zone filetée constitue généralement la section critique en traction car sa section efficace est inférieure à la section brute de la tige. La conception en traction doit donc tenir compte de la section résistante réelle du boulon.
Flexion de la Plaque d’Extrémité
Une plaque d’extrémité peut se plastifier ou se déformer avant que le boulon n’atteigne sa résistance ultime en traction. Une flexibilité excessive de la plaque peut également accroître la sollicitation du boulon par effet de levier.
Flexion de la Semelle du Poteau
La semelle du poteau peut se courber localement sous l’effet de forces de traction concentrées dans les boulons. Cet état limite peut gouverner la connexion même lorsque la résistance des boulons et de la plaque d’extrémité semble suffisante.
Défaillance du Boulon Induite par l’Effet de Levier
Si la déformation de la plaque génère des forces de levier importantes, la force réelle de traction dans le boulon peut devenir sensiblement supérieure à celle calculée à partir du moment appliqué de base.
Défaillance de la Soudure ou du Métal de Base
Les connexions de moment dépendent également des soudures et de l’acier connecté pour transférer les forces. Un groupe de boulons résistant apporte peu d’avantages si une soudure de semelle de poutre, une soudure de plaque d’extrémité, une semelle de poteau ou le métal de base environnant cède en premier.
Capacité de Traction des Boulons vs Capacité de la Connexion
| Facteur | Capacité de Traction des Boulons | Capacité Globale de la Connexion de Moment |
|---|---|---|
| Résistance du boulon | Contrôle directement la résistance du boulon | Seulement un composant de la connexion |
| Épaisseur de la plaque d’extrémité | Influence indirecte | Influence majeure sur le comportement de la connexion |
| Semelle du poteau | Ne fait pas partie de la résistance individuelle du boulon | Peut gouverner la résistance de la connexion |
| Effet de levier | Augmente la sollicitation du boulon | Peut réduire l’efficacité de la connexion |
| Résistance de la soudure | Ne modifie pas la résistance du matériau du boulon | Peut gouverner la connexion complète |
| Raidisseurs | Ne modifient pas la résistance du matériau du boulon | Peuvent améliorer le transfert des forces et la rigidité |
| Géométrie | Affecte la répartition des forces dans les boulons | Affecte fortement la résistance globale |
Comment la Capacité de Traction des Boulons Est Évaluée dans la Conception
Déterminer le Moment Appliqué et les Forces Axiales
Le processus de conception commence par l’identification des forces agissant sur la connexion. Celles-ci peuvent inclure le moment fléchissant, le cisaillement, la traction ou la compression axiale ainsi que des combinaisons de ces actions.
Établir les Zones de Compression et de Traction
L’ingénieur identifie les zones où se développent les résultantes de compression et de traction dans la connexion. Leur séparation crée le bras de levier nécessaire pour résister au moment appliqué.
Calculer les Forces dans les Rangées de Boulons
Les forces dans les rangées de boulons sont déterminées selon la géométrie de la connexion, les hypothèses de rigidité et le modèle structurel retenu. Différentes rangées de boulons peuvent reprendre des forces de traction sensiblement différentes.
Vérifier la Résistance à la Traction de Chaque Boulon
Chaque boulon critique ou chaque rangée de boulons doit offrir une résistance suffisante à la traction pour la demande calculée. Le diamètre du boulon, sa classe, sa section résistante en traction et les facteurs de résistance applicables doivent être pris en compte.
Vérifier la Combinaison de Traction et de Cisaillement
Lorsque les boulons sont soumis aux deux actions, leur interaction doit être évaluée plutôt que de vérifier la traction et le cisaillement comme des effets totalement indépendants.
Vérifier les Composants Environnants de la Connexion
La conception doit également évaluer la flexion de la plaque d’extrémité, le comportement de la semelle du poteau, les forces dans la semelle de la poutre, la résistance des soudures, les raidisseurs, le métal de base et les autres états limites applicables.
Cette approche complète garantit que la capacité de traction des boulons est coordonnée avec la résistance de l’ensemble de la connexion.
Capacité de Traction des Boulons dans Différentes Connexions d’Ossatures en Acier
Connexions Poutre-Poteau Résistant au Moment
Les connexions poutre-poteau résistant au moment utilisent fréquemment des plaques d’extrémité boulonnées, des plaques de semelle ou des combinaisons de soudage en atelier et de boulonnage sur chantier. Les boulons situés du côté tendu doivent transférer en toute sécurité les forces de la semelle de la poutre vers le poteau porteur.
Connexions d’Éclissage de Poutres
Les éclissages de poutres peuvent développer de la traction dans les boulons lorsque les plaques d’éclissage des semelles transfèrent des moments fléchissants entre les segments de poutre. La disposition des boulons, l’épaisseur des plaques et la géométrie de l’éclissage déterminent la répartition de ces forces.
Connexions d’Éclissage de Poteaux
Les éclissages de poteaux peuvent être soumis à une force axiale, à un moment fléchissant ou aux deux. Lorsque des forces de traction se développent à travers l’éclissage, les boulons et les plaques d’éclissage doivent transférer la traction résultante entre les segments de poteau.
Connexions de Consoles et de Porte-à-Faux
Les consoles et les supports en porte-à-faux produisent souvent une excentricité importante. Le moment qui en résulte peut créer de fortes forces de traction dans les boulons situés loin de la zone d’appui en compression.
Ossatures Industrielles en Acier
Les ossatures industrielles peuvent subir des charges de ponts roulants, des forces de machines, des chargements dynamiques, du vent et des sollicitations répétées de moment. Le comportement des boulons en traction doit donc être considéré conjointement avec la fatigue, la rigidité, la fabrication et les exigences de montage.
Considérations de Fabrication et d’Installation
Positionnement Précis des Trous de Boulons
Un mauvais positionnement des trous peut créer des problèmes d’ajustage, réduire l’efficacité de l’installation et modifier la répartition prévue des charges. Un perçage précis et des tolérances de fabrication maîtrisées sont donc essentiels pour les connexions de moment à haute capacité.
Installation Correcte des Boulons
Les boulons doivent avoir le diamètre et la classe spécifiés et doivent être installés avec les rondelles appropriées, la procédure de serrage correcte et la précontrainte requise lorsque nécessaire. La qualité de l’installation influence directement le comportement réel de la connexion.
Planéité et Ajustage de la Plaque d’Extrémité
Une mauvaise planéité de la plaque ou un contact irrégulier peut influencer la rigidité de la connexion et le chemin réel de transfert des forces. La fabrication doit contrôler la déformation des plaques et maintenir un ajustage approprié entre les composants connectés.
Contrôle Qualité en Usine
Une fabrication contrôlée permet de découper, percer, souder, inspecter et assembler les composants critiques dans des conditions répétables. Cela est particulièrement important pour les composants de portiques résistant aux moments utilisés dans un entrepôt à structure en acier, où les connexions répétitives de portiques rigides doivent s’ajuster avec précision lors du montage sur chantier. XTD Steel Structure associe le détail des connexions à des procédés de fabrication contrôlés afin d’améliorer la cohérence entre la conception structurelle et l’assemblage sur site.
Capacité de Traction des Boulons dans les Portiques d’Entrepôts en Structure d’Acier
Les portiques rigides et les portiques à âme pleine utilisés dans les bâtiments d’entrepôts en acier reposent fréquemment sur des connexions boulonnées résistant aux moments au niveau des jarrets de poteaux, des éclissages de poutres, des assemblages de faîtage et d’autres emplacements où des moments fléchissants importants doivent être transférés. Dans ces connexions, les forces de traction dans les boulons peuvent devenir importantes parce que le moment est repris par des forces de traction et de compression séparées sur la hauteur de la connexion.
Les grandes portées, les fortes charges de vent, les actions de ponts roulants et les conditions de service exigeantes peuvent encore accroître les forces dans les boulons. Une conception fiable des portiques d’entrepôts nécessite donc des vérifications coordonnées de la traction dans les boulons, de la flexion des plaques, de la résistance des semelles, de la capacité des soudures, des raidisseurs et de la géométrie de la connexion.
Une fabrication précise est tout aussi importante. Même une connexion bien conçue peut devenir difficile à monter si les trous de boulons, les plaques d’extrémité ou les éléments structurels se situent hors des tolérances acceptables.
Comment les Ingénieurs Améliorent les Performances des Boulons en Traction
- Sélectionner un diamètre et une classe de résistance adaptés pour les boulons.
- Optimiser la disposition des rangées de boulons.
- Augmenter la rigidité de la plaque d’extrémité lorsque nécessaire.
- Limiter l’effet de levier excessif.
- Fournir une résistance suffisante de la semelle du poteau.
- Ajouter des raidisseurs lorsque les forces locales nécessitent un renforcement.
- Vérifier le chargement combiné de traction et de cisaillement.
- Fournir une résistance suffisante des soudures et du métal de base.
- Maintenir des tolérances de fabrication précises.
- Contrôler la qualité de l’installation et de l’inspection des boulons.
Erreurs Courantes de Conception
-
- Vérifier uniquement la résistance nominale à la traction des boulons
- Ignorer l’effet de levier
- Ignorer la flexion de la plaque d’extrémité
- Ignorer la flexibilité de la semelle du poteau
- Supposer que les forces de traction sont réparties uniformément entre tous les boulons
- Ignorer la combinaison de cisaillement et de traction
- Ajouter davantage de boulons sans évaluer la géométrie de la connexion
- Utiliser des boulons plus grands tout en laissant les plaques environnantes trop faibles
- Ignorer les tolérances de fabrication et d’installation
- Ne pas vérifier les soudures et le métal de base connecté
- Supposer que la précontrainte du boulon est égale à la résistance externe disponible à la traction
Questions Fréquemment Posées
Qu’est-ce que la Capacité de Traction des Boulons ?
La capacité de traction des boulons est la résistance d’un boulon structurel à une force de traction axiale. Elle dépend du diamètre du boulon, de la section efficace en traction, de la résistance du matériau, de la classe du boulon et des exigences applicables de conception structurelle.
Comment une Connexion de Moment Crée-t-elle de la Traction dans les Boulons ?
Une connexion de moment transfère la flexion par une combinaison de forces de traction et de compression. Les boulons situés dans la zone de traction transfèrent une partie de la force de traction entre les éléments connectés, générant ainsi une traction axiale dans les boulons.
Un Boulon Plus Grand Augmente-t-il Toujours la Capacité de la Connexion ?
Non. Un boulon plus grand peut offrir une résistance supérieure à la traction, mais la connexion complète peut toujours être gouvernée par la flexion de la plaque d’extrémité, la déformation de la semelle du poteau, la résistance des soudures, la résistance du métal de base ou un autre état limite.
Qu’est-ce que l’Effet de Levier dans une Connexion Boulonnée ?
L’effet de levier est une force supplémentaire générée lorsqu’une plaque flexible se courbe et agit comme un levier autour du boulon. Cet effet augmente la force réelle de traction reprise par le boulon.
La Traction et le Cisaillement des Boulons Peuvent-ils se Produire Simultanément ?
Oui. Les boulons des connexions structurelles peuvent subir simultanément de la traction et du cisaillement. Lorsque les deux actions sont significatives, leur interaction doit être prise en compte dans la conception.
Qu’est-ce qui Peut Gouverner une Connexion de Moment Avant la Rupture des Boulons ?
Les conditions gouvernantes possibles comprennent la flexion de la plaque d’extrémité, la flexion de la semelle du poteau, la rupture des soudures, la plastification ou la rupture du métal de base, le comportement local de l’âme, l’effet de levier ou un autre composant connecté. La résistance applicable la plus faible gouverne la capacité globale de la connexion.
Conclusion
La capacité de traction des boulons est un élément essentiel de la conception des connexions de moment, mais elle ne doit jamais être évaluée comme une propriété isolée du boulon. Le comportement réel d’une connexion d’ossature en acier dépend de l’interaction des forces dans les boulons avec les plaques d’extrémité, les semelles des poteaux, les semelles des poutres, les soudures, les raidisseurs, la géométrie de la connexion, la qualité de fabrication et les conditions d’installation.
Les connexions de moment qui contrôlent l’effet de levier, répartissent efficacement les forces dans les boulons, offrent une rigidité suffisante des plaques et des semelles et maintiennent un chemin de charge complet peuvent atteindre des performances structurelles fiables sans utilisation inutile de matériaux ni complexité excessive de la connexion.
La connexion finale doit donc être conçue en fonction du comportement de l’ensemble du système, en veillant à ce que la résistance à la traction des boulons et tous les composants environnants travaillent ensemble pour transférer le moment, le cisaillement et les forces axiales de manière sûre et prévisible.
