Vous connaissez l’assemblage des pièces d’une charpente en bois. Mais connaissez-vous les assemblages de charpente en métal ? Les techniques d’assemblage de charpente métal sont particulièrement sérieuses.
Notre article vous aide à visualiser les modes d’assemblages de charpente en métal les plus courants.
Peut-on choisir l’assemblage pour sa charpente métallique ? Les boulons de fixation supportent-ils les efforts ? Les charpentes à éléments soudés sont-elles de qualité supérieure ?
Pour en savoir plus sur les assemblages de charpente en métal, lisez notre article.
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Réglementation des assemblages métalliques
En Europe et en France, la conception, construction, le montage des structures métalliques fait l’objet d’une réglementation stricte. Pouvoirs publics, entreprises du bâtiment et du secteur de la construction et de la fabrication ont uni leurs efforts pour créer un document de référence.
La norme NF EN 1090-2 fournit les détails des exigences techniques pour structures en acier laminé à chaud, formés à froid, de section creuse ou non. Les normes NF EN 14399-7 à 10, NF EN 10210-2, et NF EN 10025-2 à 6 complètent le dispositif.
Définition des assemblages de structures métalliques
L’assemblage représente la liaison de pièces de charpente métallique. La conception des charpentes métalliques se fait par calcul pour produire des assemblages sans efforts ni contraintes parasitaires.
Les assemblages de charpente en métal supposent :
- l’élément dit « about » des pièces visées par l’assemblage ;
- les pièces et produits de fixation (équerre, axe, platine, rotule) ;
- l’élément de fixation (boulon, rivet, cordon de soudure).
Les assemblages de charpente de bâtiment répondent à différents types de configuration. Parmi celles-ci, notez l’assemblage unilatéral, l’assemblage bilatéral, l’assemblage de continuité, l’assemblage de pied de poteau.
Les assemblages de charpente en métal sans soudure
Les éléments qui servent d’assemblage de charpente métallique ont une double fonction. Boulons haute résistance, précontraints ou rivets, ils permettent la construction d’une structure et son élévation. Ces éléments d’assemblage doivent fournir aux charpentes métalliques fiabilité et stabilité.
Voyons les deux types de pièces d’assemblage de charpente métal.
1er élément : les boulons d’assemblage de charpente métal
En France, l’assemblage des structures par boulons est courant. Les boulons facilitent le montage des pièces entre elles (pannes, poteaux, chevrons, poutres).
La réglementation Eurocode 3 autorise 7 classes de boulons. Chacune a une limite d’élasticité et de résistance aux efforts de traction.
Les boulons de classes 8.8 et 8.9 sont précontraints à haute résistance pour la construction. Ces boulons ont une résistance supérieure aux efforts de flexion et efforts tranchants de certaines charpentes métalliques.
2e élément : assemblages de charpente en métal par rivetage
L’assemblage par rivets est l’assemblage historique des charpentes métalliques. Ponts et monuments (Tour Eiffel) exploitent largement cette technique, reprise dans de nombreux ouvrages et bâtiments anciens à charpente métallique.
Une fixation par rivetage supporte mal les efforts d’élasticité. Le rivet prend du jeu, la fixation d’un élément sur un autre (poteau sur poutre) s’affaiblit. Ce type d’assemblages de pièces en acier requièrent de la maintenance et du temps de mise en oeuvre.
Assemblages de charpente en métal par soudure
Acier galvanisé, inox, votre toiture en métal peut utiliser une technique d’assemblage de ses différentes pièces en évitant les boulons et rivets.
Deux grands types d’assemblages par soudure existent : l’assemblage à chaud et l’assemblage à froid.
1er élément : assemblages de charpente métallique à froid
L’offre de collage pour les assemblages de charpente en métal est confidentielle. L’avantage est la compétitivité de la technique en matière de prix. L’assemblage par collage concerne des pièces d’acier ou d’aluminium à efforts mécaniques contrôlés.
En France, les entreprises qui proposent ce type de fixation utilisent différents types de produits :
- produit méthacrylate (colle inox, acier, alu) ;
- produit époxy mono ou bicomposants ;
- produit anaérobie (collage rapide) ;
- produit polyuréthane (collage haute résistance).
2e élément : techniques de montage de charpente par soudage
L’assemblage par cordon de soudure doit suivre des spécifications techniques précises. La norme EN 1993-1-8 encadre l’assemblage par soudure.
Les assemblages de charpente en métal par soudure utilisent la technique de soudure à l’arc. La soudure permet l’assemblage de pièces entre elles en équerre, angle ouvert, angle fermé, en superposition.
Comme l’assemblage par boulon, les assemblages par soudure permettent différents types d’assemblages de charpente en métal :
- assemblage par recouvrement ;
- assemblage encastré ;
- assemblage articulé.
Assemblages spécifiques des charpentes métalliques
Lorsque la fixation de pièces de type poutre utilise des connecteurs coquilles, la technique de soudage de la coquille d’acier crée l’assemblage (liaison).
Structure et charpente métallique s’appuient parfois sur des éléments de construction (mur de refend, poteau). Platine métallique d’ancrage (noyée dans le béton et boulonnée) ou corbeaux présoudés en atelier garantissent l’assemblage.
Lorsque la structure métallique se compose d’éléments en acier de section tubulaire, les assemblages s’opèrent par sphères ou noyaux. Le montage des tubes sur les noyaux s’opère par soudage ou boulonnage.
À propos du choix des types d’assemblages
Pouvez-vous choisir vos assemblages de charpente métal ? Oui et non, les critères de choix des types d’assemblages sont liés à la structure de votre charpente (résistance, comportement). Ils découlent également de la faisabilité de fabrication, de montage sur le chantier et du calcul de cout de la structure métallique.
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