A05: Acier formé à froid

NEN-EN 1993-1-3, l'art. 3.2.4(4) fait référence à la norme NEN-EN 10143 pour les tolérances de la tôle d'acier profilée galvanisée. Cette dernière norme contient quatre tableaux pour la tolérance sur l'épaisseur de la tôle, en fonction de la nuance d'acier utilisée. Avec une limite d'élasticité Re = 300 N/mm2 et une largeur de plaque développée entre 1200 et 1500 mm, selon la norme NEN-EN 10143, le tableau 2 s'applique pour une plaque d'une épaisseur nominale entre 1,20 mm et 1,60 mm une tolérance normale sur l'épaisseur de +/- 0,13 mm et une tolérance spéciale S de +/- 0,08 mm. La première est satisfaite parce que la valeur mesurée de 1,16 mm se situe dans la tolérance normale. On peut donc en conclure que le tableau peut être utilisé. La tolérance spéciale (deuxième condition) est importante pour déterminer la résistance au calcul. D'après l'inspection des plaques fournies, cet objectif n'a pas été atteint. Cela signifie que l'épaisseur de la tôle utilisée dans le calcul doit être ajustée selon la formule (3.3b) de NEN-EN 1993-1-3. NEN-EN 1993-1-3, art. 3.2.4 applique une épaisseur de noyau d'acier tcor = tnom tnom revêtements métalliques. Pour le zingage conventionnel Z275, des revêtements métalliques = 0,04 mm peuvent être utilisés conformément à la norme NEN-EN 1993-1-3. Dans ce cas, l'épaisseur nominale mesurée de 1,16 mm et avec un revêtement sur les deux faces est la suivante : tcor = t t metallic coatings = 1,16 2 x 0,04 = 1,08 mm. La tolérance par rapport à la valeur spécifiée est alors (1,25 1,08)/1,25 .100 = 14%. Ceci donne ce qui suit pour l'épaisseur t à utiliser dans le calcul : t = tcor(100 tol)/95 = 1,25 . 100 14)/95 = 1,13 mm.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers dans Bouwen met Staal 211 (octobre 2009).

La résistance de la soudure dépend de la résistance à la traction du matériau de base voir NEN 6770, formule (13.4-3) ou NEN-EN 1993-1-8, formule (4.1) et cette valeur n'est pas affectée par le formage à froid. De plus, l'apport de chaleur pendant le soudage fait disparaître localement l'effet de l'augmentation de la tension d'écoulement. Il n'est donc pas permis de tenir compte de l'influence positive du formage à froid sur la limite d'élasticité.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers dans Bouwen met Staal 211 (octobre 2009).

En plus de la désignation de la nuance d'acier et de la nuance d'acier par la limite d'élasticité et la valeur de la course centrale (par ex. S235JR), la norme applicable au profilé concerné doit toujours être indiquée pour les tubes. Ceci est nécessaire pour définir les différentes propriétés spécifiques aux profils formés à froid et à chaud.

Pour les tubes formés à chaud, la désignation de type NEN-EN 10210-1 peut être ajoutée et pour les profilés formés à froid, la désignation NEN-EN 10219-1 peut être ajoutée. Ces normes fixent les conditions techniques de livraison pour les deux types de produits. De plus, il est possible d'ajouter la désignation CFCHS/CFRHS pour les profils produits à froid et HFCHS/HFRHS pour les profils produits à chaud. Dans cette désignation anglaise, CF signifie Cold Formed et HF signifie Hot Formed. La désignation CHS signifie Circular Hollow Section et RHS pour Rectangular Hollow Section. Le plus évident, bien sûr, est de combiner les deux indications, par exemple : CFRHS-NEN-EN-EN 10219-1-S355J2H-100x100x8. Dans la désignation de la nuance d'acier, la lettre H fait référence à un profilé tubulaire.

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Cette question était déjà apparue dans la section Questions & Anwers dans Bouwen met Staal 143 (août 1998).

Contrairement aux tubes laminés à chaud, les tubes (rectangulaires) formés à froid doivent tenir compte de la présence de contraintes résiduelles, notamment au point d'arrondi. En théorie, des problèmes peuvent alors s'y poser. C'est parce que les profilés veulent prendre une forme ronde lorsqu'ils sont chauffés ou parce que la résistance dans les zones formées à froid (renforcées) retombe sur la résistance du matériau de départ avant le formage à froid.

Dans la pratique, les matériaux formés à froid sont galvanisés depuis de nombreuses années, ce qui pose rarement des problèmes. Tant que l'essai de la section transversale est basé sur la limite d'élasticité du matériau de départ et l'essai de flambement de la courbe b, l'utilisation de tubes galvanisés à froid ne pose aucun problème.

Ce qui doit être fait avec soin, bien sûr, c'est le choix de la nuance d'acier. En particulier dans le cas des tubes d'une épaisseur de paroi d'environ 10 mm ou plus, il est nécessaire d'imposer des exigences plus strictes sur la qualité de l'acier afin d'éviter les ruptures fragiles. Une fracture fragile peut se produire en raison du vieillissement dans les coins arrondis fortement déformés en raison de l'apport de chaleur dû à la galvanisation.

La norme NEN 6774 fournit une méthode de détermination générale pour déterminer la qualité minimale requise de l'acier, en fonction de la nuance d'acier, de l'épaisseur du matériau, de l'application et de la méthode de construction et de fabrication. Selon cette méthodologie, la galvanisation à chaud des tubes formés à froid signifie que, selon la situation, il faut choisir une qualité plus élevée que lorsque la galvanisation à chaud n'est pas utilisée. Dans le cas de tubes formés à froid d'une épaisseur de paroi supérieure à 10 mm, l'effet de galvanisation peut même aller jusqu'à deux nuances.

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Cette question figurait auparavant dans la section Questions & Answers dans Bouwen met Staal 136 (juin 1997).

Le soudage à proximité de zones déformées à froid peut entraîner un risque de vieillissement, en fonction de l'acier utilisé, de l'épaisseur de la paroi et du rayon de courbure. Ce vieillissement peut réduire la résistance à la rupture fragile. La norme NEN 6770 n'impose aucune exigence en matière de soudage de tubes formés à froid. L'article 5.2.4 de cette norme stipule que la norme NEN 6770 ne prévoit aucune exigence ou méthode de calcul en ce qui concerne la rupture fragile. Les notes explicatives de cet article indiquent que l'on peut supposer que la condition limite (formation de fissures dues à une rupture fragile) ne se produira pas si le choix du matériau est fait correctement. Pour le choix correct du matériau, il est fait référence à la norme NEN 6774, qui prévoit une règle d'essai à l'art. 7.1 dans laquelle l'effet de la combinaison du formage à froid et du soudage est également pris en compte. Lors de l'application de cette règle d'essai, lors du choix d'un profilé formé à froid, la qualité de l'acier devra souvent être choisie une classe supérieure à celle d'un profilé non formé à froid, par exemple S235J0 au lieu de S235JR. Souvent, cependant, la qualité supérieure de l'acier sera une qualité standard disponible qui n'est pas (ou à peine) plus chère. Une autre approche donne le tableau 4.2 du NEN-EN 1993-1-8 (Eurocode 3), qui est conforme au tableau A-1 de l'ancienne RB 1982 en termes de présentation.

Fig. a - tableau.

Tableau 4.2. Conditions de soudage dans les zones formées à froid et les matériaux adjacents (source : NEN-EN 1993-1-8).

Le tableau 4.2 indique les valeurs minimales pour les rayons de courbure intérieurs des sections tubulaires de forme froide. Si les exigences énoncées dans ce tableau sont respectées, les coins formés à froid peuvent être soudés. Si ces exigences minimales pour le rayon de courbure ne sont pas respectées, la zone formée à froid, y compris les parties adjacentes de cinq fois l'épaisseur de la paroi, ne doit pas être soudée.

Fig. b - fig.

Bien que le tableau 4.2 ait été établi pour les profilés tubulaires formés à froid, il semble approprié de le conserver également pour d'autres profilés formés à froid.

Veuillez noter que si l'Eurocode 3 est utilisé, la norme NEN-EN 1993-1-10, qui concerne les fractures fragiles, doit également être respectée. Cette norme est la contrepartie de la norme NEN 6774, qui s'en écarte beaucoup.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers dans Bouwen met Staal 166 (juin 2002).

Il vaut mieux ne pas le faire. Les chevilles 8.8 sont toujours en acier formé à froid et en général, il faut être extrêmement prudent lors du soudage sur ce matériau. Le formage à froid augmente la résistance à la traction, tandis que la ténacité de l'acier diminue. En ajoutant de la chaleur localement (par exemple par soudage), l'effet du formage à froid est annulé, ce qui entraîne une perte de résistance élevée du matériau. Il n'est pas possible de spécifier une limite inférieure pour la résistance de l'ancrage. Alors ne soudez pas !

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers dans Bouwen met Staal 188 (février 2006).

Pour le formage à froid de l'acier laminé à chaud, les exigences sont indiquées dans la norme NEN-EN 10025-2, par exemple pour le rayon minimal de cintrage. Par exemple, une bande de S235JR d'une épaisseur de 8 mm a un rayon de courbure interne d'au moins 12 mm. Si le fabricant des profilés d'angle n'a pas satisfait à toutes les exigences, l'acier peut donc se rompre. Mais même si l'acier ne se brise pas pendant la flexion, il y a de bonnes chances que des fractures fragiles se produisent à l'avenir. La prudence est donc de mise !

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers in Bouwen met Staal 188 (février 2006).

Cela dépend de l'écart de l'épaisseur des profilés fournis. NEN 6773, art. 7.4 et NEN-EN 1993-1-3, art. 3.2. (3) supposer une tolérance d'épaisseur allant jusqu'à 5 %. Cette limite peut être considérée comme incluant l'épaisseur nominale déclarée. Si l'écart dimensionnel est de 5 % ou plus, l'épaisseur du matériau doit être arithmétiquement réduite (ou augmentée). L'épaisseur nominale est l'épaisseur indiquée par le fournisseur du matériau dans sa documentation. Dans la pratique, l'épaisseur des profilés formés à froid fournis est presque toujours inférieure à la valeur spécifiée. Cependant, tant que l'épaisseur réelle se situe à l'intérieur de la tolérance de 5 %, cela est permis.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 197 (août 2007).