KB 001516 | Modélisation et calcul de l'assemblage par platine d'about

Thème :
Modélisation et calcul de l'assemblage par platine d'about

Remarque :
RFEM offre les possibilités suivantes pour concevoir un assemblage par platine d'about. Tout d'abord, RF-JOINTS Steel - Pinned permet d'entrer les paramètres correspondants rapidement et facilement afin de recevoir une analyse documentée, y compris des graphiques. Il est également possible de modéliser un tel assemblage individuellement dans RFEM, puis d'évaluer ou de calculer manuellement les résultats. Dans l'exemple suivant, les particularités de cette modélisation seront expliquées et les efforts tranchants des boulons seront comparés aux résultats correspondants de RF-JOINTS Steel - Pinned.

Description :
Système

L'ensemble de la structure est un demi-portique simplement supporté, composé d'une poutre IPE-160 de 6 m de long et d'un poteau IPE-200 de 4 m de long. La poutre est connectée à l'âme du poteau à l'aide d'une platine d'extrémité soudée de 5 mm d'épaisseur à l'aide de boulons 4 x M12.

Le chargement de la structure est le poids propre ainsi qu'une charge répartie de 8 kN/m orientée en direction Z positive (Figure 01).

La platine a les dimensions l/h = 82/160 mm. La distance au bord des boulons s'élève à e1/e2 = 44/20,5 mm (Figure 02).

Option 1 : Vérification de l'assemblage avec RF-JOINTS Steel - Pinned

Après avoir modélisé la structure dans RFEM, cas de charge et chargement inclus, le module additionnel RF-JOINTS Steel - Pinned peut être ouvert. Les données d'entrée correspondantes peuvent ensuite être définies dans le module additionnel afin que la vérification de cette connexion puisse être effectuée dans un court laps de temps.

Dans cet exemple, la capacité de charge des boulons en cisaillement est le calcul déterminant (rapport de 47%, Figure 03). L'effort tranchant existant maximal F_{n, Ed} d'un boulon simple est de 6,12 kN.

Option 2 : Modélisation de la connexion dans RFEM

La modélisation alternative de l'assemblage dans RFEM s'effectue selon les étapes suivantes:

Copie du modèle pour plus de sécurité.
Définition de l'excentricité de la barre au niveau de la poutre (demi-hauteur de la poutre dans la direction Z, épaisseur de la platine d'about + demi-épaisseur de l'âme du poteau dans la direction Y, uniquement à la fin de l'assemblage, voir la Figure 04).
Faites un clic droit sur Barres → «Générer les surfaces à partir de la barre».
Suppression de l'appui nodal, définition des appuis linéiques articulés au bord inférieur de la semelle de la poutre et à l'extrémité de l'âme du poteau (voir la Figure 05).
Suppression de la charge de barre (8 kN/m) et conversion en charge surfacique (97,6 kN/m2 sur la semelle de la poutre).

Connexion :

Modélisation de la platine d'about comme élément solide (parallélépipède, voir la Figure 06).
Insertion des trous de boulons avec des ouvertures (voir cet article).
Copie de la platine d'extrémité pleine à l'extrémité de la poutre. Remarque : La platine d'about ne doit pas avoir de contact avec la surface de l'âme du poteau en raison de l'assemblage articulé, la transmission des efforts étant effectuée uniquement par les boulons (voir la Figure 07).
Copie des ouvertures de la platine d'about (trous de boulon) sur la surface de l'âme du poteau.
Pour vérifier s'il n'y a vraiment aucun contact entre la platine d'extrémité et la surface de l'âme du poteau, le calcul peut être lancé à partir de ce point. Un message d'instabilité devrait apparaître.
Les quatre boulons peuvent être modélisés chacun sous forme de solide cylindrique, composé de surfaces circulaires et quadrangulaires.

Afin de recevoir les efforts internes de barre pour les boulons, il est nécessaire de placer une poutre résultante au centre de chaque boulon (voir la Figure 08). Dans cet exemple, un acier rond d'un diamètre de 12 mm est utilisé comme section. Plus d'informations sur les poutres résultantes sont disponibles dans notre base de connaissance.

Le calcul aboutit à un effort tranchant maximal pour un boulon de V_z = 6,69 kN (voir la Figure 09).

Résumé

Les résultats du programme principal RFEM et du module additionnel RF-JOINTS Steel - Pinned sont relativement proches et sont donc comparables. Cet exemple montre qu'il existe de nombreuses possibilités de modélisation dans RFEM. Par rapport à la conception rapide du module additionnel RF-JOINTS Steel - Pinned, l'effort est relativement élevé lorsque la modélisation est effectuée manuellement, de sorte que l'utilisateur doit décider individuellement quelle option de calcul est utilisée.

Plus de vidéos :
► KB 001516 | Modélisation et calcul de l'assemblage par platine d'about https://www.youtube.com/watch?v=lwDeOPxL2rw