Assemblages boulonnés de profilés laminés et boulonnés en I pour portiques de bâtiment
Le module 'Assemblages IV: Portiques pour bâtiments avec profilés en I. Assemblages boulonnés' permet à CYPECAD, à ses Structures 3D intégrées et à CYPE 3D de réaliser le calcul et le dimensionnement automatique des assemblages boulonnés de profilés laminés et armés en I des types les plus courants dans les portiques de bâtiment, selon :
- la typologie décrite dans Typologie des assemblages boulonnés implémentés ;
- les standards listés dans Normes implémentées pour le calcul des assemblages boulonnés.
Typologie des assemblages boulonnés de bâtiment implémentés
(1) Les assemblages avec poteau continu peuvent uniquement être introduits dans CYPE 3D ou dans les Structures 3D intégrées de CYPECAD. Dans CYPECAD, les poteaux qui arrivent à l'assemblage sont de transition ou d'extrémité.
Options de calcul
Configurez les options de calcul des assemblages soudés et boulonnés dans la boîte de dialogue 'Options'.
Accès à la boîte de dialogue 'Options'
- Dans CYPECAD et ses Structures 3D intégrées
- Onglet 'Entrée de poutres' > menu 'Ouvrage' > Options de calcul des assemblages
- Onglet 'Résultats' > menu 'Assemblages' > Options de calcul des assemblages
- Dans CYPE 3D
- Menu 'Assemblages' > 'Options'
Onglets disponibles
La boîte de dialogue comporte trois onglets.
1) Visserie non précontrainte
Permet de définir :
- les normes des séries de boulons,
- les classes d’acier des vis,
- les diamètres disponibles.
Impact : uniquement sur le calcul des assemblages boulonnés.
2) Visserie précontrainte
Permet de définir :
- les normes des séries de boulons,
- la classe d’acier des boulons,
- les diamètres disponibles,
- la classe de surface de frottement.
Particularité : les normes de boulons sont exclusives (selon la recommandation de la norme).
Pour la vérification au glissement, il faut indiquer le type de surface de frottement. Le logiciel attribue alors les caractéristiques correspondantes selon l’article de la norme choisie.
Impact : uniquement sur le calcul des assemblages boulonnés.
3) Raidisseurs
Deux groupes d’options :
a) Raidisseurs à l’extrémité des jarrets
Deux options permettent de forcer la disposition systématique de raidisseurs :
- pour les assemblages poteau–poutre,
- pour les assemblages en faîtage.
Impact : assemblages des modules Assemblages I et Assemblages II (selon votre texte).
Remarque : activée ou non, l’application prévoit toujours des raidisseurs si le calcul les exige.
b) Raidisseurs pour poutres encastrées dans l’âme du poteau
Active la recoupe des raidisseurs pour les poutres encastrées dans l’âme des poteaux.
Impact : uniquement les assemblages du module Assemblages III (selon votre texte).
Cette option ne change pas la vérification structurale, mais prend en compte des aspects de fabrication (esthétique et quantité d’opérations de coupe). Règles de recoupe :
- plus petit côté > 10 mm
- angle avec la perpendiculaire à l’âme du poteau > 15°
Assemblages boulonnés précontraints et non précontraints
CYPECAD, CYPE 3D et les Structures intégrées de CYPECAD permettent de calculer des assemblages boulonnés avec des boulons précontraints ou non précontraints. Activez cette option :
- dans la boîte de dialogue 'Calcul' : menu 'Calcul' > 'Calculer' ;
- ou dans la boîte de calcul des assemblages : menu 'Assemblages' > 'Calculer'.
Cas du calcul avec séisme
Si vous calculez la structure en tenant compte de l’action sismique, le logiciel impose ou recommande l’utilisation de boulons précontraints selon la norme sismique choisie :
- si la norme exige des boulons précontraints, le logiciel active l’option et empêche sa désactivation ;
- si la norme ne l’exige pas, le logiciel vous rappelle que leur utilisation reste conseillée, conformément aux recommandations de l’Eurocode 8.
Surface de frottement (boulons précontraints)
Si vous utilisez des boulons précontraints, le logiciel vérifie la surface de frottement. Si la surface sélectionnée dans les 'Options de calcul' n’est pas adaptée, le logiciel indique les classes de surface de frottement à utiliser.
Si vous ignorez ces alertes, il est possible que certains assemblages boulonnés précontraints ne puissent pas être dimensionnés. Dans ce cas, lors de la consultation des assemblages après le calcul, le logiciel signale les raisons du non-dimensionnement.
Dimensionnement des assemblages boulonnés
Caractéristiques générales
Principe général
Pendant le calcul de la structure, si le logiciel détecte des nœuds dont la configuration correspond à un type d’assemblage pris en charge, il dimensionne automatiquement les assemblages et génère :
- les plans avec les détails constructifs ;
- les vues 3D ;
- les récapitulatifs de vérifications et de métrés.
Pour chaque assemblage boulonné, le logiciel détermine notamment :
- les dimensions des plaques et des raidisseurs ;
- une disposition optimale des boulons ;
- les gorges de soudure nécessaires pour assurer une transmission correcte des efforts dans l’union.
Le logiciel dimensionne les assemblages boulonnés avec l’une des solutions suivantes :
- Assemblages encastrés via une plaque frontale : utilisés pour les encastrements poutre–poteau, les raccordements de pièces et les rencontres de poutres en faîtage.
- Assemblages articulés via une plaque latérale : utilisés pour les articulations de poutres sur l’âme ou sur les ailes des poteaux.
Extrémités indéformables des barres
Lorsque vous calculez les assemblages (soudés ou boulonnés), ou lorsque vous calculez la structure en tenant compte des assemblages, le logiciel analyse à chaque nœud :
- la disposition spatiale des barres ;
- les conditions d’articulation.
Le logiciel dimensionne ensuite les nœuds des barres en acier et génère des extrémités rigides, dans lesquelles certaines portions de barres sont considérées indéformables car intégrées au nœud.
Rigidités en rotation aux extrémités des pièces
ux extrémités des pièces (barres ou ensemble de barres alignées formant une pièce), définissez :
- des coefficients d’encastrement xy et xz, ou
- des rigidités en rotation dans ces plans.
La définition des rigidités en rotation permet de modéliser des assemblages pour lesquels la rigidité en rotation est déterminante, notamment les assemblages boulonnés.
Pour chaque assemblage boulonné dimensionné, le logiciel calcule (pour toutes les combinaisons d’efforts) les rigidités en rotation des pièces encastrées dans l’assemblage. Il propose ensuite une valeur par extrémité à utiliser lors d’un recalcul de la structure. La valeur proposée correspond à la plus faible rigidité calculée pour la pièce (cas associé au plus grand moment, positif ou négatif).
Après le calcul, si vous n’avez pas défini de rigidité en rotation, ou si la valeur saisie diffère de plus de 20 % de la valeur proposée, le logiciel affiche un avis. Cet avis apparaît aussi comme avertissement dans le rapport final ou via l’option 'Afficher les messages d’erreur' (menu 'Calcul').
a) Revoir les valeurs de rigidité en rotation attribuées
Affichez en vert les extrémités de pièce dont la rigidité en rotation correspond à la valeur proposée par le logiciel, et en rouge celles dont l’écart dépasse 20 %.
Placez le curseur sur une extrémité pour :
- afficher un encadré avec les messages associés ;
- mettre en évidence, en bleu cyan, toutes les extrémités de la structure appartenant au même type d’assemblage et ayant la même rigidité en rotation attribuée.
Sélectionnez l’extrémité souhaitée pour ouvrir une boîte de dialogue indiquant :
- le type d’encastrement attribué ;
- la valeur de rigidité en rotation proposée par le logiciel ;
- le comportement de l’assemblage via la courbe moment–rotation.
Conservez les valeurs d’origine ou modifiez-les. En cas de modification, appliquez le changement à toutes les pièces du même type (celles mises en évidence en bleu cyan lors de la sélection). Consultez l’aide informative (icône 
) pour connaître en détail les critères utilisés par le logiciel afin de déterminer la rigidité en rotation proposée.
b) Attribuer à toutes les pièces la valeur proposée de rigidité en rotation
Attribuez automatiquement les rigidités en rotation proposées par le logiciel aux extrémités suivantes (uniquement pour des pièces encastrées aux assemblages boulonnés) :
- celles dont la rigidité en rotation diffère de plus de 20 % de la valeur proposée ;
- celles pour lesquelles aucune rigidité en rotation n’a été définie.
Après attribution, recalculez la structure afin de prendre en compte la nouvelle répartition des efforts induite par la modification des rigidités en rotation. Le logiciel vous avertit de cette nécessité.
Critères de dimensionnement pour les assemblages boulonnés précontraints
Pour les assemblages boulonnés précontraints :
- la vérification au cisaillement des boulons (section transversale) est remplacée par la vérification au glissement à l’état limite ultime (ELU) ;
- l’interaction traction + glissement est également vérifiée.
Si vous activez l’action sismique, les assemblages encastrés précontraints sont dimensionnés selon un 'Mode de rupture 1' : la plastification de la plaque frontale doit se produire avant la rupture des boulons. Lorsque l’effet du séisme est pris en compte, les boulons dimensionnés sont de plus… (phrase incomplète dans le texte source : précisez la fin souhaitée et je l’intègre).
Caractéristiques des assemblages boulonnés dimensionnés de bâtiment
Assemblages IV dans CYPECAD, dans les structures 3D intégrées et dans CYPE 3D
Le module 'Assemblages IV. Boulonnés – Portiques de bâtiment avec des profilés laminés et armés en I' dimensionne les assemblages :
- au niveau de l’étage (avec transition de poteau) et en extrémité de poteau, dans CYPECAD ;
- à un niveau intermédiaire, dans CYPE 3D et les Structures 3D intégrées (absence de notion d’étage).
Hauteurs de poutres encastrées ou articulées à des poteaux
Autorisez des pièces articulées ou encastrées sur poteaux avec des hauteurs différentes.
Poutres inclinées encastrées ou articulées à des poteaux
- Poutres inclinées dans des assemblages avec des pièces encastrées aux ailes et à l'âme du poteau
Autorisez une inclinaison si les cotes des ailes supérieures ou inférieures coïncident au point de coupe avec l’assemblage.
- Poutres inclinées dans des assemblages avec des pièces encastrées aux ailes et articulées à l'âme du poteau
Autorisez une inclinaison uniquement en extrémité de poteau. Au niveau d’un étage ou dans un tronçon intermédiaire de poteau, imposez des poutres horizontales.
Encastrements des poutres aux poteaux
Le module Assemblages IV dimensionne des assemblages avec poutres encastrées :
- à l’âme du poteau ;
- aux ailes du poteau.
Poutres encastrées aux ailes
Raidisseurs
Disposez des raidisseurs au droit de toutes les ailes.
Si la différence de cote entre les ailes des poutres encastrées sur un même poteau est faible, la soudure d’un raidisseur par aile peut être impossible. Le module Assemblages IV propose alors :
- un raidisseur horizontal unique entre les deux ailes, si la distance libre entre ailes est inférieure ou égale à l’épaisseur du raidisseur ;
- un raidisseur incliné entre les deux ailes, si la distance libre est supérieure à l’épaisseur du raidisseur et inférieure à la distance nécessaire pour placer deux raidisseurs (un par aile).
Dans ces cas, n’appuyez pas une poutre encastrée sur un raidisseur incliné : le logiciel ne le permet pas.
Âmes coplanaires
Imposez des âmes de poutres coplanaires avec l’âme du poteau pour les poutres encastrées sur l’aile du poteau.
Jarrets
Le module Assemblages IV ne dimensionne pas de jarrets, car cette disposition est peu courante pour les portiques de bâtiment. Pour utiliser des jarrets dans des pièces encastrées aux ailes des poteaux, prévoyez les modules Assemblages I (soudés) ou Assemblages II (boulonnés) afin que CYPE 3D ou les Structures 3D intégrées de CYPECAD les prennent en compte.
Poutres encastrées à l’âme des poteaux
Les poutres encastrées à l’âme s’appuient sur des platines frontales, reliées à l’âme du poteau par des éléments soudés :
- une platine perpendiculaire à l’âme du poteau, assurant la continuité de l’âme de la poutre entre la platine frontale et l’âme du poteau ;
- des raidisseurs au droit des ailes de la poutre encastrée à l’âme, ou au droit des raidisseurs des poutres encastrées aux ailes.
Articulations des poutres aux poteaux
Pour dimensionner un nœud avec des pièces articulées à un poteau, prévoyez au moins une pièce encastrée, sauf pour l’assemblage boulonné d’un poteau avec une poutre articulée à l’âme du poteau en extrémité de poteau.
Encastrements entre poutres à âmes coplanaires
Le module Assemblages IV dimensionne l’assemblage entre deux pièces à âmes coplanaires encastrées si les conditions suivantes sont remplies :
- pièces en prolongement (raccordement), de direction indépendante et de même hauteur ;
- une pièce horizontale et l’autre inclinée (ascendante ou descendante), avec hauteurs égales ;
- aucun jarret.
Consultation des assemblages boulonnés
Après le calcul, consultez les assemblages dimensionnés.
Dans CYPECAD et CYPE 3D, des cercles de couleurs différentes autour des nœuds indiquent si :
- tous les assemblages du nœud sont dimensionnés ;
- une partie seulement est dimensionnée ;
- aucun assemblage n’est dimensionné.
Survolez un nœud dimensionné pour afficher une infobulle indiquant les types d’assemblages associés. Cliquez sur le nœud pour ouvrir une fenêtre avec :
- les détails constructifs ;
- les récapitulatifs de vérifications et de métrés ;
- les vues 3D réelles des assemblages.
Affichez chaque vue 3D en perspective conique ou isométrique. Identifiez les éléments (poteaux, poutres, raidisseurs, soudures) par couleurs, puis tournez et zoomez librement afin de faciliter la compréhension du montage.
Assemblages non dimensionnés
Survolez un nœud contenant des assemblages non dimensionnés mais reconnus par le logiciel : une boîte d’information indique les causes du non-dimensionnement. La vue 3D du nœud affiche les éléments qui ont pu être résolus.
Même sans les modules d’assemblages dans la licence, activez le calcul des assemblages pour visualiser les assemblages qui seraient résolus avec les modules non acquis. Dans ce cas, le logiciel n’affiche ni les détails, ni les récapitulatifs de vérifications et de métrés. Un message indique les modules nécessaires lorsque vous placez le curseur sur le nœud.
Plaques d’ancrage dimensionnées avec le module Assemblages IV
Le module Assemblages IV dimensionne des plaques d’ancrage sur :
- semelles superficielles ;
- semelles sur pieux ;
- dalles.
Dans les connexions des Structures 3D intégrées, le module Assemblages I dimensionne également les plaques d’ancrage si elles se trouvent :
- sur semelles superficielles, semelles sur pieux ou dalles ;
- sur poteaux ou poutres en béton (uniquement si aucune autre poutre ou barre métallique n’arrive à ce nœud).
Caractéristiques des plaques d’ancrage dimensionnées :
- Type de plaques : dimensionnement pour profils laminés et soudés en I.
- Soudures : calcul et dimensionnement des soudures entre plaque, raidisseurs, poteau et boulons.
- Égalisation automatique : harmonisation des plaques d’un même ouvrage (profilé, efforts, liaisons extérieures) afin de réduire le nombre de types et d’obtenir des résultats plus homogènes.
- Vue 3D différenciée : affichage 3D avec couleurs distinctes pour la plaque, le poteau, les raidisseurs, les boulons, les soudures en atelier et les soudures sur chantier.
- Détails de la plaque d’ancrage : génération d’un plan avec les détails des soudures et un détail des raidisseurs, intégrable aux plans de montage.
- Récapitulatifs : génération des vérifications et métrés des plaques d’ancrage, intégrés aux récapitulatifs des assemblages.
Pour plus d’informations, consultez Plaques d’ancrage de CYPE 3D.
Récapitulatifs des assemblages
CYPECAD et CYPE 3D génèrent un récapitulatif comprenant notamment :
- Spécifications des assemblages soudés
- Norme
- Matériaux
- Dispositions constructives
- Vérifications
- Spécifications des assemblages boulonnés
- Norme
- Matériaux
- Dispositions constructives (comprenant les conditions et les éventuelles méthodes de serrage des boulons précontraints)
- Vérifications
- Références et symboles
- Vérifications des plaques d'ancrage
- Relations des assemblages listés
- Mémoire de calcul
- Détail constructif de chaque type d'assemblage
- Description des composants de chaque type d'assemblage
- Résultats des vérifications de chaque type d'assemblage
- Métrés des soudures, des plaques et de la visserie pour chaque type d'assemblage
- Métré d'ensemble des soudures, des plaques et de la visserie de tous les assemblages dimensionnés
Plans des assemblages boulonnés
Intégrez les détails constructifs des assemblages dimensionnés aux plans de la structure. Les plans peuvent inclure :
- Détail constructif de l'assemblage
- Tableau des spécifications des assemblages boulonnés en structure métallique
- Norme
- Matériaux
- Dispositions constructives
- Procédures de serrage des boulons précontraints
- Vérifications
- Tableau des références et des symboles
- Tableau des métrés d'ensembles des soudures, des plaques et de la visserie de tous les assemblages dimensionnés
Normes implémentées pour le calcul des assemblages boulonnés de bâtiment
Normes d’acier
Les normes disponibles pour le calcul des assemblages boulonnés dans CYPECAD, CYPE 3D et les Structures intégrées de CYPECAD sont :
- ABNT NBR 8800 (Brésil)
- ABNT NBR 8800:2008 (Brésil)
- ANSI/AISC 360-05 (LRFD) (USA - International)
- ANSI/AISC 360-10 (LRFD) (USA - International)
- CTE DB SE-A (Espagne)
- EAE (Espagne)
- Eurocode 3 EN 1993-1-8:2005 (Document général)
- Eurocode 3 NF EN 1993-1-8/NA:2007-07 (avec Document d’Application Nationale pour la France)
- Eurocode 3 NP EN 1993-1-8:2005/NA:2010 (avec Document d’Application Nationale pour le Portugal)
- Eurocode 3 UNI EN 1993-1-8:2005 (Document général adapté à l’Italie)
- IS 800:2007 (Inde)
- NTC:14-01-2008 (Italie)
Les corrections du CEN à l’Eurocode 3 (EN 1993-1-8:2005/AC:2009) sont également intégrées.
Les normes disponibles dépendent du pays d’acquisition de la licence. Par défaut, seules les normes associées à ce pays sont activées. Pour activer ou acquérir d’autres normes, consultez Logiciels et normes comprises dans la licence d’utilisateur.
Séries de boulons
Les séries de boulons disponibles selon la norme d’acier sélectionnée sont indiquées dans le tableau suivant.
| Normes d’acier | Séries de boulons précontraints | Séries de boulons non précontraints |
|---|---|---|
| ABNT NBR 8800 (Brésil) ABNT NBR 8800:2008 (Brésil) | ASTM A307 ASTM A325 ASTM A490 ASTM A325 M ASTM A490 M ISO 4016 | ASTM A325 ASTM A490 ASTM A325 M ASTM A490 M |
| ANSI/AISC 360-05 (LRFD) (USA - International) ANSI/AISC 360-10 (LRFD) (USA - International) | ASTM A307 ASTM A325 ASTM A490 ASTM A325 M ASTM A490 M | |
| CTE DB SE-A (Espagne) EAE (Espagne) Eurocode 3 EN 1993-1-8:2005 (Document général) Eurocode 3 NF EN 1993-1-8/NA:2007-07 (avec DNA pour la France) Eurocode 3 NP EN 1993-1-8:2005/NA:2010 (avec DNA pour Portugal) Eurocode 3 UNI EN 1993-1-8:2005 (Document général adapté à l’Italie) NTC:14-01-2008 (Italie) | ISO 7411 ISO 7412 EN 14399-3, Système HR EN 14399-4, Sistema HV | ISO 4014 ISO 4017 |
| IS 800: 2007 (Inde) | ISO 7411 ISO 7412 |
Autres prestations
Pour accéder à d’autres fonctionnalités du logiciel, consultez les informations relatives aux modules disponibles :
