Type d'assemblage : Assemblage par double cornière d'âme
Système d'unités : Métrique
Calculé selon : AS 4100
Vérifié : Boulons, métal de base
Matériau des platines : Grade 300
Boulons : M20 Grade 8.8
Exemple tiré de : B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Chapitre 9.4.1.2
Géométrie
La poutre UB 406×178×60 est assemblée au poteau UC 254×254×89. La poutre repose sur un appui constitué d'une cornière L150×90×12. L'âme de la poutre est assemblée à la semelle du poteau par une autre cornière L100×75×6. Des boulons M20 grade 8.8 sont utilisés.
Charge appliquée
Un effort tranchant de 160 kN est appliqué à la poutre au niveau du centre de gravité des boulons sur l'âme de la poutre.
Résultats du calcul manuel
Les résultats de B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Chapitre 9.4.1.1 sont utilisés comme calcul manuel. La capacité maximale de l'assemblage pour l'élément supporté est Vcap = 186,2 kN ; la capacité au flambement de l'âme de l'élément supporté Vb = 179,2 kN ; la résistance des boulons de la cornière d'assise à la semelle du poteau V = 370,4 kN. La résistance déterminante des boulons est la résistance au cisaillement – 92,6 kN, les autres résistances étant la capacité portante de la cornière d'assise aux trous de boulons – 304,1 kN, la capacité à l'arrachement de la cornière d'assise aux trous de boulons – 228,1 kN.
Vérification dans IDEA StatiCa
IDEA StatiCa utilise la contrainte de von Mises pour déterminer la résistance des platines. Le diagramme de comportement de l'acier est bilinéaire et la limite d'élasticité est multipliée par le facteur de capacité ϕ = 0,9. La limite d'élasticité de l'acier dépend de son matériau et de son épaisseur. La contrainte de von Mises sur la forme déformée est visible sur la figure suivante. Les deux cornières et l'âme de la poutre sont en cours de plastification.
Le flambement de l'âme a été identifié par B. Kirke, I.H. Al-Jamel et calculé comme si l'âme était totalement libre. Cependant, l'âme est maintenue par les boulons de la deuxième cornière. La déformée de flambement et les facteurs de flambement sont visibles sur la figure ci-dessous. Le facteur 6,46 est suffisamment élevé pour ce type de déformée de flambement.
Les boulons ne sont pas fortement sollicités selon le calcul manuel. Il en va de même dans IDEA. Les boulons à la semelle du poteau sur la cornière d'assise sont B7–B10. La capacité portante et la résistance au cisaillement sont calculées selon AS 4100, de sorte que les résistances sont pratiquement identiques à celles de B. Kirke, I.H. Al-Jamel.
Rigidité rotationnelle
La rigidité rotationnelle de cet assemblage est très faible et est classifiée comme articulé.
Conclusion
Le calcul manuel identifie la capacité au flambement de l'âme de la poutre comme mode de rupture déterminant avec Vb = 179,2 kN. IDEA StatiCa permet une capacité de charge légèrement supérieure, 192 kN avant que les platines n'atteignent la déformation limite de 5 %. La différence est de 7 % et est due à la non-prise en compte de l'effet stabilisateur de la cornière supérieure sur le flambement de l'âme dans l'évaluation manuelle.