Le coin des ingénieurs: Résistance des soudures d’angle dans la norme CSA S16:19

La norme CSA S16:19, Règles de calcul des charpentes en acier, a modifié la résistance pondérée au cisaillement des soudures d’angle.

Dans l’édition actuelle (S16:19) et la version précédente (S16-14) de la norme, la résistance au cisaillement d’une soudure à charge concentrée est donnée à l’article 13.13.2.2 :

D = taille de la soudure (mm), L = longueur de la soudure (mm), X_u = résistance ultime de l’électrode (MPa)

Si nous intégrons le facteur d’amélioration de la résistance et le facteur de réduction pour les groupes de soudures d’angle multiples, l’expression devient :

et θ est l’angle de l’axe de la soudure par rapport à la ligne de force appliquée. Par exemple, θ = 0^o pour une soudure longitudinale, et 90^o pour une soudure transversale. Comme le montre la figure 1, une soudure transversale possède une résistance 1.5 fois supérieure à celle d’une soudure longitudinale :

Figure 1
Facteur d’amélioration de la résistance

La norme S16:19 a clarifié que le facteur d’amélioration de la résistance ne s’applique pas aux soudures sur un seul côté. La figure 2 présente des assemblages soudés avec soudures sur un seul côté et sur deux côtés.

Figure 2
Soudures sur un seul côté et sur deux côtés

Le facteur de réduction pour les soudures d’angle multiples apparaissant dans l’équation 4 (ci-dessus) a une valeur de M_w = 1.0 pour les assemblages présentant une seule orientation de soudure. Pour les groupes de soudures d’angle multiples, la valeur est donnée par l’expression suivante dans la norme S16-14 :

où θ₁ est l’orientation de la soudure considérée et θ₂ est l’orientation de la soudure dans l’assemblage le plus près de 90°. Cela est illustré dans le groupe de soudures de la figure 3. Pour la soudure transversale, θ₁ = θ₂ = 60^o, M_w = 1.0; et pour les deux soudures longitudinales, θ₁ = 0^o, θ₂ = 60^o, M_w = 0.895.

Figure 3
Groupe de soudures d’angle multiples

Dans la norme CSA S16:19, M_w a été simplifié comme suit :

En se référant de nouveau à la figure 3, pour la soudure transversale et les soudures longitudinales, M_w= 1.0 et M_w= 0.85, respectivement.

La figure 4 présente une comparaison entre les résistances calculées d’après la norme S16-14 et la norme S16:19 pour un groupe de soudures à charge concentrée en forme de C avec k = 0.4, qui intègre à la fois le facteur d’amélioration de la résistance et le facteur de réduction pour les soudures d’angle multiples, M_w. La résistance indiquée par la norme S16:19 est considérablement plus faible pour cet exemple, surtout pour un angle de charge d’environ θ = 45^o.

Figure 4
Résistance au cisaillement d’un groupe de soudures d’angle multiples