épissage de la structure d'acier

1. Jonction de structures en acier de section uniforme
Jonction en usine des structures en acier
Membres tendus : Il est possible d'utiliser le soudage bout à bout direct (Fig. a) ou les plaques de jonction avec soudure d'angle (Fig. b). Pour le soudage bout à bout direct, la qualité de la soudure doit être conforme aux normes de qualité I ou II ; dans le cas contraire, il convient d'utiliser des plaques de jonction avec soudure d'angle.
Membres à compression : Il est possible d'utiliser des soudures bout à bout directes (Fig. a) ou des plaques de jonction avec des soudures d'angle (Fig. b).
Lorsque des plaques de jonction et des soudures d'angle sont adoptées, les brides et l'âme de l'élément doivent être équipées de plaques de jonction et de soudures séparées afin d'assurer une transmission directe et uniforme des forces et d'éviter une concentration excessive des contraintes. Lors de la détermination de la largeur de la plaque de jonction de l'âme, un espace suffisant doit être réservé pour faciliter l'utilisation de l'électrode pendant le soudage longitudinal.

Epissure sur site des structures en acier
Membres tendus : Des plaques de jonction peuvent être ajoutées avec des boulons à haute résistance (Fig. c), ou des plaques d'extrémité peuvent être ajoutées avec des boulons à haute résistance (Fig. d).
Membres à compression : Le soudage peut être utilisé (Fig. e, f), ou les forces peuvent être transmises directement à travers le roulement après avoir raboté les surfaces de contact supérieures et inférieures (Fig. g, h). Lors du soudage, la partie supérieure de l'élément doit être préchauffée en usine. La partie inférieure (ou les parties supérieure et inférieure) est équipée d'éléments de positionnement (acier de canal ou acier d'angle) pour assurer un alignement correct pendant le soudage. Après le rabotage des surfaces de contact supérieures et inférieures, si les forces sont transmises directement par les paliers, un petit nombre de soudures et de boulons doivent être ajoutés pour empêcher le déplacement. La jonction des éléments de traction et de compression doit suivre le principe de l'égalité de résistance, ce qui signifie que les matériaux de jonction et les connecteurs doivent être capables de résister à la force interne maximale de la section rompue.

2. Jonction de poutres en acier
En raison de la diversité des conditions de construction, les méthodes d'assemblage des poutres sont divisées en deux catégories : l'assemblage en usine et l'assemblage sur site.

Jonction en usine des structures en acier

1. Pour éviter la concentration des soudures, il est préférable de décaler les positions de jonction de la bride et de l'âme.
2. Le soudage bout à bout est généralement utilisé pour les soudures de brides et d'âmes.
3. Les calculs de vérification ne sont pas nécessaires pour les soudures répondant aux normes d'inspection de la qualité des soudures de grade I et de grade II.
4. Pour les soudures répondant aux normes d'inspection de la qualité du soudage de grade III, des calculs de vérification sont nécessaires. Si la résistance de la soudure est insuffisante, un soudage incliné peut être utilisé. Lorsque θ satisfait à tan θ ≤ 1,5, les calculs de vérification ne sont pas nécessaires.

Epissure sur site des structures en acier

1. Lors du raccordement sur site, la bride et l'âme sont généralement déconnectées au niveau de la même section transversale afin de faciliter le transport segmenté (Fig. a). Pour permettre une certaine dilatation et contraction de la plaque de la bride pendant le soudage, réduisant ainsi les contraintes résiduelles du soudage, une longueur d'environ 500 mm peut être laissée sans soudure en usine.
2. Comme le montre la figure b, un décalage approprié des positions de jonction de la bride et de l'âme peut empêcher la concentration de la soudure sur la même section transversale, bien que cela puisse compliquer le transport.
3. Pour les poutres rivetées plus critiques ou les grandes poutres soudées soumises à des charges dynamiques, des boulons à haute résistance sont couramment utilisés pour les connexions sur site.

3. Connexions entre les poutres principales et les poutres secondaires
Poutres secondaires avec support libre
1) Connexion par chevauchement
Structure : Les raidisseurs de soutien doivent être disposés à des positions correspondantes sur la poutre principale afin d'éviter une pression locale excessive sur l'âme de la poutre principale.
Caractéristiques : Structure simple, installation facile des poutres secondaires, mais le système de poutres principales et secondaires occupe un espace net plus important.
Calcul : En général, aucun calcul n'est nécessaire et les boulons ne sont utilisés que pour la fixation.

2) Raccordement latéral
Structure : La poutre secondaire est reliée au côté de la poutre principale, soit directement au raidisseur de la poutre principale (Fig. a, b), soit à une cornière courte (Fig. c, d).
Caractéristiques :

• Fig. a : Relié par des boulons au raidisseur, structure simple, installation facile, mais un côté des brides supérieures et inférieures de la poutre secondaire doit être coupé.
• Fig. b : Connexion soudée sur site. Les boulons ne sont utilisés que pour une fixation temporaire, mais le soudage à l'extrémité de l'âme de la poutre secondaire n'est pas pratique.
• Fig. c, d : Des cornières courtes sont utilisées pour les connexions boulonnées ou soudées entre les poutres principales et secondaires. Il faut pour cela découper une partie de l'aile supérieure.
  Calcul :
• Fig. a, b : Le nombre requis de soudures ou de boulons doit être calculé en fonction de la force de réaction de la poutre secondaire. Si la connexion n'est pas idéale, la force de réaction doit être augmentée de 20%-30%.
• Fig. c : Lors du calcul du boulon ①, la cornière et la poutre secondaire peuvent être traitées comme un tout. Ainsi, le boulon ① doit résister à l'action combinée de la force de réaction R et du moment M = R-e. En revanche, le boulon ② ne résiste qu'à R. On peut également considérer que la cornière fait partie de la poutre principale. Dans ce cas, le boulon ① ne résiste qu'à R, tandis que le boulon ② doit résister à l'action combinée de R et M = R-e.
• Fig. d : La méthode de calcul est similaire à la Fig. c. Les soudures ① et ② supportent également l'action combinée de R ou R et M = R-e, respectivement.

Poutres secondaires continues
Les poutres à appui libre se chevauchent, mais la poutre secondaire passe continuellement à travers la poutre principale sans se déconnecter. Lorsque l'épissage de la poutre secondaire est nécessaire, la position de l'épissage peut être fixée à un endroit où les moments de flexion sont moindres. Des boulons ou des soudures sont utilisés pour fixer les poutres principales et secondaires.
1) Connexion par chevauchement
Les poutres à appui libre se chevauchent, mais la poutre secondaire passe continuellement à travers la poutre principale sans se déconnecter. Lorsque l'épissage de la poutre secondaire est nécessaire, la position de l'épissage peut être fixée à un endroit où les moments de flexion sont moindres. Des boulons ou des soudures sont utilisés pour fixer les poutres principales et secondaires.
2) Raccordement latéral :
Structure : Pour assurer la continuité de la poutre secondaire à deux travées avec la poutre principale, des plaques de raccordement doivent être prévues sur les ailes supérieures et inférieures.

• Fig. a : L'âme de la poutre secondaire est reliée au raidisseur de la poutre principale par des boulons à haute résistance. La plaque de connexion de la bride inférieure est divisée en deux parties et soudée de part et d'autre de l'âme de la poutre principale.
• Fig. b : Installation sur site avec connexion soudée. La poutre secondaire est soutenue par le support de la poutre principale. La bride supérieure de la poutre secondaire est pourvue d'une plaque de connexion, et la plaque de connexion de la bride inférieure est remplacée par une plaque de support.
  Calcul :
  La réaction du support est transmise du support à la poutre principale, tandis que les brides supérieures et inférieures supportent le moment négatif à l'extrémité. La force horizontale décomposée du moment M, F = M/h (où h est la hauteur de la poutre secondaire), est transmise par les connecteurs, les plaques de recouvrement et les plaques supérieures. F est utilisé pour calculer les dimensions de la section transversale et la connexion des soudures ou des boulons. Pour éviter les soudures en hauteur, la plaque de recouvrement de la connexion est plus étroite que l'aile supérieure, et la plaque de tension est plus large que l'aile inférieure.

4. Connexions poutre-poteau
Les principes de base suivants doivent être respectés lors de la conception des joints de raccordement :

• Sécurité et fiabilité. L'analyse des forces doit être aussi proche que possible des conditions de travail réelles. Le diagramme de calcul doit correspondre ou se rapprocher de l'état réel de la connexion des éléments. La connexion doit avoir un chemin de transmission de force clair et des garanties structurelles fiables.
• Facilité de fabrication, de transport et d'installation. Réduire les types de joints ; permettre l'ajustement des dimensions des jonctions ; simplifier autant que possible les opérations de construction, par exemple en évitant les soudures en hauteur, en érigeant des supports pendant l'installation, etc.
• Rationalité économique. La méthode la plus économique est déterminée après un examen minutieux de facteurs tels que les matériaux, la production et la construction, et ne doit pas être interprétée comme une simple économie d'acier.

Sur la base de la rigidité en rotation, les connexions poutre-colonne peuvent être divisées en trois types : les connexions flexibles (connexions articulées), les connexions rigides et les connexions semi-rigides.