H08: Boulonage

Pour la sélection des boulons et écrous appropriés pour une connexion poutre-colonne, nous recherchons dans la norme NEN-EN 1090-2 les exigences qui s'appliquent à ces connecteurs. L'article 8, paragraphe 2, mentionne les "jeux de boulons". Les exigences relatives aux kits de boulons s'appliquent-elles à toutes les classes (EXC1 à EXC4) ?

La procédure de test de la connexion poutre/colonne est basée sur un test de toutes les parties pertinentes de la connexion selon la méthode des composants. La façon dont la poutre se raccorde à la colonne n'a pas d'importance. Dans le test, parfois, seule la colonne de mot devrait être remplacée par une poutre, et vice versa. En fait, l'article 6.2.7.2 ne fournit que quelques indications pour faciliter les essais.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 234 (août 2013).

Les boulons à tête fraisée ont la même forme de rupture que les boulons normaux non fraisés. Par conséquent, il n'y aura pas de moment supplémentaire. Cependant, la résistance à la traction ainsi que la résistance à la perforation doivent être réduites, car la tête du boulon est insérée dans le matériau du panneau. Les valeurs de calcul de la résistance des boulons sont données dans le tableau 3.4 de la norme NEN-EN 1993-1-8. Pour la résistance à la traction k2 = 0,63 et pour les boulons normaux 0,9, une réduction de 30% s'applique. Pour la résistance à la perforation d'un boulon à tête fraisée, l'épaisseur de la tôle doit être réduite de moitié de la partie fraisée (dvzk). Les dimensions du trou fraisé doivent être conformes à la norme NEN-EN 1090-2. Vous trouverez plus d'informations dans le livre Connecting.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 233 (juin 2013).

En principe, les joints de la structure en acier, y compris les boulons, doivent également être revêtus d'une couche ignifuge. Dans la pratique, cependant, il apparaît qu'un raccord a une capacité résiduelle plus élevée que les pièces en acier, de sorte que, dans certains cas, le revêtement ignifuge du raccord peut être omis. L'épaisseur du revêtement requis, le cas échéant, dépend du degré de charge (utilisation) et de la massivité du joint. L'épaisseur de la couche est calculée selon la norme NEN-EN 1993-1-2.

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Le helpdesk deBouwen met Staal a déjà répondu à cette question (mars 2011) .

La clause 11.2.3.5 de la norme NEN-EN 1090-2 énonce les exigences fonctionnelles pour les tolérances applicables au moment de l'installation à une tête de colonne sous laquelle la pleine pression de contact est présumée. Une traduction malheureuse de "préparé" dans le texte anglais de la norme EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(13) en "préparé" peut conduire à un malentendu : lorsque des colonnes sont placées les unes sur les autres en pleine charge, les éléments doivent être préparés de telle sorte qu'il y ait un contact total. La traduction de "préparé" devrait être ajustée à court terme, de sorte que les exigences de la norme NEN-EN 1090-2 deviendront normatives. D'ici là, le texte anglais prévaudra conformément à la réglementation européenne. Un espace limité est alors autorisé sous certaines conditions. NEN-EN 1090-2, Art. 11.2.3.5 se réfère au tableau D.1.13 pour la tolérance de l'ajustement entre les surfaces des composants montés. La tolérance dans le plan vertical est définie comme l'angle entre les axes de deux colonnes superposées. Cet angle ne doit pas dépasser h/500 rad (h = hauteur du plancher). En outre, l'espace entre les extrémités des colonnes ne doit pas dépasser 0,5 mm sur au moins deux tiers de la surface et ne doit pas dépasser 1,0 mm localement. Si nécessaire, la deuxième partie de la section 11.2.3.5 permet d'utiliser des remplissages en acier doux d'une épaisseur maximale de 3 mm pour ajuster la largeur de l'espace, sans utiliser plus de trois remplissages pour obtenir les tolérances correctes. Si la norme NEN-EN 1090-2 est respectée, il n'est pas nécessaire de fraiser à plat les extrémités des colonnes dans la production et une coupe à la scie est suffisante. Dans la pratique, un petit espace est comprimé sous l'influence de la surcharge croissante.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 227 (juin 2012).

La classe k d'un boulon de précontrainte indique la valeur à prendre en compte pour km : un coefficient, dépendant, entre autres, du frottement du filetage, du frottement du miroir et du pas du filetage. Le coefficient km peut montrer une dispersion considérable, même avec des boulons neufs de l'usine. La valeur en km est spécifiée par le fournisseur des jeux de boulons et doit être déterminée conformément à la partie pertinente de la norme NEN-EN 14399. La norme NEN-EN-EN 14399-1 définit trois classes k :

- K0 : aucune exigence pour le facteur km ;

- K1 : énoncé d'une série de valeurs individuelles ki ;

- K2 : Indique une valeur moyenne pour km et le coefficient Vk = sk/km (sk est l'écart-type).

Les boulons HV selon NEN-EN 14399-4 (boulons de précontrainte utilisés en Allemagne et généralement aussi aux Pays-Bas) sont fabriqués par les fabricants européens renommés exclusivement dans la classe K1. La fabrication de tels boulons dans la classe K2 exige un effort supplémentaire considérable et des changements dans le processus de production. Les boulons HR selon NEN-EN 14399-3 (boulons de précontrainte comme ceux utilisés en Angleterre et en France) sont généralement fabriqués dans la classe K2. Les fabricants de prétentions selon cette norme - successeur de la norme anglaise BS 4395 et de la norme française NF E27 701 - étaient déjà utilisés pour spécifier les valeurs k par lot. Les normes NEN-EN 14399-3 et NEN-EN 14399-4 spécifient la valeur suivante en km pour les boulons HR et HV :

0,10 km 0,23.

L'expérience pratique a montré que les boulons selon la norme NEN-EN 14399-4 dans la classe K2 ne peuvent être commandés qu'en très grande quantité ou en tenant compte de longs délais de livraison ou d'une origine " douteuse ". L'article 8.5.1 de la norme NEN-EN 1090-2 propose une autre alternative : "Alternativement, l'étalonnage selon l'appendice H peut être utilisé, sauf pour la méthode du moment, à moins que cela ne soit autorisé dans la spécification de conception". La conclusion est donc que le NEN-EN 1090-2 présente ici une lacune : la méthode de couple fréquemment utilisée ne peut pas être utilisée parce qu'il n'y a pas de boulons K2 disponibles et parce que l'autorisation de la méthode d'étalonnage n'est généralement pas incluse dans la spécification de conception.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 225 (février 2012).

NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(13) indique que lorsque les colonnes sont placées à froid les unes sur les autres, les éléments doivent être préparés de telle sorte qu'il y ait un contact total. Ce contact complet peut être obtenu en fraisant les colonnes à angle droit. La norme NEN-EN 1090-2, art. 6.8 définit les exigences pour les surfaces à pleine pression de contact. Si le titre de la colonne est appliqué à un endroit où aucune charnière n'est supposée dans le modèle de calcul et que le titre de la colonne n'est pas situé au niveau du sol, il est toujours nécessaire d'appliquer des plaques de soudage (corps et plaques à brides). Ceci est nécessaire pour pouvoir absorber un moment de 25% de la capacité de moment de la colonne dans les deux sens. Il n'est pas nécessaire de combiner les moments dans les deux sens : le moment de 25% s'applique toujours dans un sens à la fois. Selon la norme NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(14), les plaques de soudage et les boulons utilisés doivent pouvoir absorber une force normale de 25% de la capacité de force normale. L'assemblage bout à bout doit également être capable d'absorber une force transversale de 2,5 % de la capacité de la force normale. Si la répartition des forces montre que les forces et les moments qui se produisent sont plus grands que sur la base de 25% de la capacité de moment, alors ces valeurs plus élevées doivent bien sûr être prises en compte.

Si le contact n'est pas complet, il faut toujours utiliser des plaques de tête et de pied ainsi que des brides et des plaques de corps pour la transmission de force. Ici aussi, les plaques de raccordement (plaques de soudage et plaques de pied) doivent pouvoir absorber au moins 25 % de la capacité de moment dans les deux sens. Si une charnière a été supposée dans le modèle de calcul à l'emplacement de la tête de colonne, l'assemblage doit bien sûr aussi être testé pour la force transversale et la force normale.

Il peut être confus que l'article 6.2.7.1(14) de la norme NEN-EN 1993 utilise le terme " coulis ". Il s'agit d'une traduction peu claire des tranches anglaises, qui sont utilisées pour désigner le soudage ou les plaques supérieures.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 224 (décembre 2011).

Oui, les trous oblongs ont un impact négatif sur la résistance à la perforation des boulons. Dans la norme NEN-EN 1993-1-8, art. 3.6.1, le tableau 3.4 indique que la résistance au claquement des boulons dans les trous oblongs, où l'axe long du trou oblong est perpendiculaire à la direction de la force, est 0,6 fois la résistance au claquement des boulons dans les trous ronds normaux.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (juin 2010).

La norme NEN-EN 1090-2 est la norme pour la fabrication et l'assemblage de structures en acier. Cette norme spécifie comment les boulons doivent être serrés. L'article 8.3 de la norme fait référence au serrage des boulons non étirés qui doivent au moins être serrés à la main. Lorsqu'il est fait référence au " serrage à la main ", cela signifie qu'un homme utilise une clé de taille normale sans rallonge.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (mars 2009) .

Dans l'ancienne norme pour la fabrication de constructions en acier (NEN-ENV 1090-1), les combinaisons de boulons autorisées (boulon + écrou + bague) étaient énumérées dans le tableau 2. La nouvelle norme NEN-EN 1090-2 fait référence à la norme NEN-EN 15048-1 dans l'art. 5.6.3.

Les anneaux dans les assemblages boulonnés non tendus ne sont pas obligatoires pour les trous normaux (art. 8.2.4, NEN-EN 1090-2), à l'exception des assemblages à simple coupe avec un boulon. Les trous normaux sont des trous avec un jeu de 1 mm pour M12 et M14 ; 2 mm pour M16 à M24 et 3 mm pour M27 et plus.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (février 2009) .

Les joints d'une construction en acier ont souvent une plus grande capacité en cas d'incendie que les pièces de structure. Ceci est principalement dû au fait qu'il y a souvent plus de matériel présent dans une connexion. Par conséquent, une connexion est souvent résistante au feu jusqu'à 30 minutes. Ceci peut être démontré par l'Eurocode, NEN-EN 1993-1-2.

Notre expérience n'est pas que les têtes de boulons seront complètement encapsulées lors d'un incendie. Les têtes de boulons seront partiellement protégées en cas d'incendie, mais pas complètement. Les boulons de la classe de résistance 8.8 ou plus sont faits d'acier formé à froid qui, à haute température, perd sa résistance plus tôt. Les têtes de boulons et les écrous doivent donc en principe être protégés contre l'incendie, sauf s'il peut être démontré (avec l'appendice D.1 de l'Eurocode NEN-EN 1993-1-2) qu'ils atteignent la résistance au feu requise.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).

La norme NEN-EN 1090-2 stipule à l'art. 8.2.2.2 que la tige du boulon doit dépasser de l'écrou après serrage. Pour les boulons non étirés, le pas du fil doit être dégagé au moins une fois (à l'exclusion du bec du fil). Lors de l'utilisation de boulons précontraints, au moins quatre fois le pas du fil doit être laissé libre (à l'exclusion du bec du fil). Dans la pratique, le boulon devra être poussé à travers l'écrou d'au moins quelques millimètres pour éviter des problèmes lors du serrage de l'écrou.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).

Les raccords filetés peuvent être calculés à l'aide de VDI 2230. Il s'agit d'une méthode assez complexe qui a conduit à diverses applications informatiques.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).

La classe de résistance de l'écrou approprié pour un boulon ou une tige filetée de la classe de résistance 8.8 est indiquée par le chiffre 8, c'est-à-dire la classe de résistance de l'écrou 8. La norme pertinente est NEN-ISO 898-2. Dans le cas d'un boulon galvanisé ou d'une tige de support, des problèmes peuvent survenir lors du montage, et un article à ce sujet a été publié dans Bouwen met Staal 193.

Les fixations en acier inoxydable sont indiquées par un groupe et une classe de résistance. La désignation de groupe A1, A2 ou A4 se réfère au type d'acier inoxydable (A = austénitique) et au degré de résistance à la corrosion (1, 2 ou 4, 4 = plus résistant à la corrosion). La classe de résistance peut être 50, 70 ou 80 lorsque la classe 80 est comparable à la classe de résistance 8.8. La désignation des matériaux est la même pour les boulons, les tiges filetées et les écrous. Toutes les fixations ne sont pas disponibles dans tous les groupes, classes de résistance ou combinaisons de celles-ci. Veuillez consulter la documentation du fournisseur à ce sujet ; certaines combinaisons sont courantes.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).

On ne peut pas considérer simplement des types d'acier inoxydable "standard". TNO recommande des matériaux portant les numéros de travail 1.4529, 1.4547 et 1.4565. Dans la pratique, il peut arriver que les boulons requis ne soient pas disponibles dans les qualités de matériau spécifiées. Les produits galvanisés à chaud avec une épaisseur de couche suffisante et un revêtement organique multicouche sont une alternative.

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Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).

Le moment dans la poutre fait que les boulons sont chargés en tension. Cela réduit la capacité des boulons sur le cisaillement. Cette réduction dépend des forces dans les rangées d'une part et des forces de torsion qui se produisent entre la plaque de tête et la bride de colonne d'autre part.

Afin d'éviter l'interaction entre la force transversale et le moment dans le calcul, on peut supposer, selon la théorie de la plasticité, que la ou les lignes de boulons au point de pression n'absorbent que la force transversale et aucune force de traction. Cette hypothèse correspond bien au comportement réel. Habituellement, la force transversale qui se produit peut être entièrement transmise de cette façon.

Si cela n'est pas possible, les autres lignes (de traction) peuvent être incluses dans le calcul. On suppose alors que ces rangées sont taxées à Ft;u;d. Selon la formule NEN 6770, formule (13.3-4), 28% de la capacité de cisaillement de Fv;u;d peut encore être transféré à travers ces rangées.

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Cette question était déjà apparue dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 123 (avril 1995).

La norme européenne NEN-EN 1090-2 fixe des exigences pour la fabrication de structures en acier. L'article 8.1 de la présente norme autorise un écart pouvant aller jusqu'à 2 mm. Pour les espaces plus grands, il faut utiliser des plaques de remplissage ou des peignes. Il faut se rappeler que lors de l'utilisation de plaques de remplissage, des flexions se produisent dans les boulons, de sorte que la capacité de cisaillement des boulons doit être réduite. La norme NEN 6770, art. 13.3.6, indique que la capacité de cisaillement doit être réduite pour les plaques de remplissage de 6 mm ou plus ; ceci n'est pas nécessaire pour les plaques de remplissage plus minces. La réduction est de 1,25 % pour chaque millimètre que l'épaisseur des plaques de remplissage est supérieure à 6 mm.

Les trous dans les plaques de remplissage doivent être fabriqués avec les mêmes tolérances que les trous dans la connexion dans laquelle les plaques de remplissage sont utilisées. En général, la plaque de remplissage ou le peigne est livré séparément. Il faut veiller, en particulier dans les environnements corrosifs, à ce que la conservation des plaques de remplissage soit conforme à celle des autres composants structurels.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 134 (février 1997).

La nécessité absolue de rondelles (également appelées rondelles) dépend de la connexion. Les rondelles inférieures doivent toujours être utilisées dans un raccord précontraint. L'article 8.2.4 de la norme NEN-EN 1090-2 stipule que lors de l'utilisation de boulons non précontraints dans des trous ronds normaux, aucune rondelle n'est généralement nécessaire. (Il s'agit de grands trous ronds !) Gardez à l'esprit, cependant, que les rondelles peuvent empêcher les dommages locaux aux couches de peinture, en particulier avec de grandes épaisseurs de couche de peinture. En outre, des rondelles chanfreinées sont nécessaires pour les surfaces d'appui inclinées, telles que les brides des profilés UNP et INP. Les repose-pieds sont généralement utilisés pour faire des trous surdimensionnés ou des trous oblongs. Dans ce cas, des rondelles sont toujours nécessaires.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 200 (février 2008).

La norme NEN-EN 1090-2 stipule à l'art. 8.2.2.2 que la tige du boulon doit dépasser de l'écrou après serrage. Pour les boulons non étirés, le pas du fil doit être dégagé au moins une fois (à l'exclusion du bec du fil). Lors de l'utilisation de boulons précontraints, au moins quatre fois le pas du fil doit être laissé libre (à l'exclusion du bec du fil). Dans la pratique, le boulon devra être poussé à travers l'écrou d'au moins quelques millimètres pour éviter des problèmes lors du serrage de l'écrou.

[Fig. a]

Il convient de noter que dans l'ancien VVSG 1983 (NEN 2009), l'art. 4.5.2 stipule qu'après serrage, l'écrou doit dépasser d'au moins deux rangées de filets au-delà de l'écrou.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 158 (février 2001).

Cela dépend. En premier lieu, il vaut la peine d'envisager d'utiliser des boulons et écrous galvanisés en combinaison avec des rondelles, de sorte que lorsque les boulons sont serrés, la couche de zinc sur la structure en acier n'est pas ou à peine endommagée. Si nécessaire, le joint boulonné peut ensuite être recouvert d'une peinture au zinc.

Dans l'application des boulons et écrous en acier inoxydable, la corrosion galvanique (aussi appelée corrosion de contact ou corrosion bimétallique) peut jouer un rôle dans la connexion de deux matériaux différents.

La corrosion électrolytique se produit lorsque les trois conditions suivantes sont remplies simultanément :

Une différence de potentiel suffisamment importante entre deux métaux : la différence de potentiel entre l'acier inoxydable (noble ou cathodique) et le zinc (de base ou anodique) est très importante ;

une surface de contact relativement importante du métal précieux avec le métal de base : plus le rapport entre les deux surfaces est élevé, plus le métal de base se corrode rapidement ;

la présence d'un électrolyte : il s'agit généralement d'eau, mais il peut aussi être sale ou graisseux.

Lorsqu'il est utilisé à l'extérieur, il y a presque toujours un électrolyte (eau) présent. La différence de potentiel est élevée et dans un assemblage boulonné, en général, la surface de contact est relativement grande. Il existe donc un risque élevé de corrosion galvanique. Ceci peut être évité en isolant les boulons et écrous en acier inoxydable (ou pour les travaux visuels : écrous borgnes) de l'acier galvanisé, par exemple au moyen de rondelles en plastique. Veillez à ce qu'il soit bien serré lors du serrage de la vis. Parfois, il peut être nécessaire d'isoler la tige avec des poignets ou des douilles en plastique.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 187 (décembre 2005).

L'ancienne qualité de boulon 8G correspond à la qualité moderne 8.8. Les propriétés mécaniques sont également équivalentes à celles du 8.8.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 189 (avril 2006).

Les joints d'une structure en acier ne sont généralement pas normatifs en cas d'incendie. Un joint contient généralement une quantité relativement importante de matériau, par exemple sous forme de cloisons.

Le facteur de profil du joint est alors inférieur à celui de la poutre. Cela signifie qu'il faut plus de temps pour que le matériau se réchauffe en cas d'incendie. De plus, le contrôle d'unité d'une connexion est généralement inférieur à celui de la poutre adjacente. Cela signifie que la température critique de l'acier, c'est-à-dire la température à laquelle la structure s'effondre, est plus élevée.

Cependant, dans le cas des articulations des lèvres, il n'y a pas beaucoup de matière dans l'articulation. La température dans une articulation de la lèvre peut alors être un peu plus élevée que dans d'autres types d'articulations.

La température critique de l'acier du joint peut être déterminée de manière analogue au calcul d'une poutre selon NEN-EN 1993-1-2, art. 4.2.4. La température réelle de raccordement est indiquée à l'annexe D.3 de la même norme. Si la température réelle est inférieure à la température critique, le raccordement est satisfaisant. Une vérification supplémentaire est nécessaire pour les boulons qui relient la poutre aux lèvres.

Les boulons peuvent être normatifs, même si la température dans les boulons reste inférieure à celle de la poutre. Les boulons de qualité 8.8 ou plus sont faits d'acier formé à froid, qui perd sa résistance à haute température. L'annexe D.1 de la norme NEN-EN 1993-1-2 peut être utilisée pour l'essai des boulons.

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Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 201 (avril 2008).