La partie 3 du CISC Handbook of Steel Construction présente diverses configurations d’assemblages rigides poutre à poteau conçus pour résister au vent et aux charges de gravité, ainsi que des calculs détaillés.
Comme illustré dans la figure ci-dessous, un assemblage rigide type comporte des ailes de poutre soudées à un poteau non renforcé au moyen de soudures à rainure à pénétration complète et d’une plaque d’âme boulonnée (ou soudée) sur un seul côté.
Figure 1
Assemblage rigide poutre à poteau
Une question s’impose : est-ce qu’une telle configuration peut atteindre la capacité de moment intégral (Mf = φ Mp) de la section de poutre supportée (classe 1 ou 2)? La question est pertinente parce que les calculs montreraient que les forces appliquées sur l’aile par le moment pondéré Mf/h, où « h » est la distance entre les centres de gravité de l’aile de la poutre, dépassent la capacité de raccordement des ailes.
Lors de l’analyse des composants de force de cet assemblage rigide typique, on peut supposer que les ailes de la poutre à ailes larges résistent au moment, alors que l’âme résiste à la force de cisaillement. Lorsque les ailes de la poutre sont soudées directement à l’aile du poteau en utilisant les mêmes soudures à rainure à pénétration complète, elles peuvent atteindre la portion de la courbe de contrainte-déformation du matériau correspondant à l’écrouissage et transmettre le moment plastique complet de la section de poutre.
Cette pratique a été suivie en Amérique du Nord (Carter, 2003) pour les aciers à résistance normale et les charges statiques. Notamment, dans une étude des assemblages proportionnés pour résister à une combinaison d’efforts de cisaillement importants et de moment plastique de la section de poutre, Huang et coll. (1973) ont conclu que :
« […] des assemblages à ailes soudées et âmes boulonnées peuvent être utilisés en supposant que le moment plastique complet de la section de poutre est développé ainsi que la pleine résistance au cisaillement. »
Références :
CARTER, C.J. (2003). Steel Design Guide 13 – Stiffening of Wide-Flange Columns at Moment Connections: Wind and Seismic Applications. American Institute of Steel Construction, Chicago (Illinois).
HUANG, J.S., CHEN, W.F. et BEEDLE, L.S (1973). Behavior and Design of Steel Beam-to-Column Moment Connections. Fritz Engineering Laboratory, Université Lehigh, Bethlehem (Pennsylvanie).
