Groupes de boulons soumis à une charge ponctuelle excentrique et inclinée – Exemple de conception à l’aide du document SDS-2 de l’ICCA

Voici un exemple de conception pour illustrer comment utiliser les diagrammes dans la 2^e partie de la série sur la conception de structures en acier (SDS-2) de l’ICCA : Bolt Groups Subjected to an Eccentric and Inclined Point Load (Groupes de boulons soumis à une charge ponctuelle excentrique et inclinée). Un support de colonne double doit être conçu pour soutenir une charge verticale pondérée de 500 kN appliquée sur une distance horizontale de 400 mm du centre de gravité du groupe de boulons. Une charge horizontale pondérée de 100 kN, pouvant exercer une force vers la gauche ou la droite, est aussi appliquée sur une distance verticale de 275 mm au-dessus du centre de gravité. La configuration des boulons est la suivante : un groupe à double rangée constitué de douze boulons A325 de ¾ po par aile de poteau avec un calibre de 160 mm et un espacement longitudinal de 80 mm (voir figure 1). Trouvez la résistance pondérée du groupe de boulons en supposant un assemblage par contact.

figure 1

Solution :

En supposant que chaque aile porte la moitié des charges, la charge pondérée résultante par aile de poteau se calcule comme suit :

P_f = (250² + 50²) ^0.5 = 255 kN

L’angle de la charge inclinée se calcule comme suit :

θ = tan^-1 (50 / 250) = 11.31^o

La charge horizontale peut exercer une force dans une direction ou l’autre. Penchons-nous d’abord sur l’effort de traction :

L₁ = 400 + 275 tan 11.31^o = 455 mm

Par inspection, la valeur de L lorsque la charge horizontale exerce une force vers la gauche (L₂) est plus courte et n’est pas prépondérante.

La configuration des boulons correspond à la figure 3e dans SDS-2 (figure 2 dans le présent document). À l’aide du diagramme et de l’interpolation entre les courbes pour L = 400 et 500 mm, nous obtenons la valeur du coefficient C ≈ 3.5.

V_r = 113 kN (tableau 3-4 dans la 11^e édition du guide, simple cisaillement, filetages exclus)

La capacité du groupe de boulons est la suivante :

3.5 x 113 = 396 kN chaque côté > 255 kN

Les parties assemblées devraient être dimensionnées de manière à résister aux effets causés par les forces exercées conformément à la norme CSA S16-14. Ces calculs ne sont pas illustrés ici.

Le diagramme peut servir à concevoir un support qui servira d’assemblage anti-glissement au besoin.

figure 2