Assemblage de tôles par boulons non précontraints selon la SIA 263

La norme détermine les données demandées et le calcul de chaque valeur.

Élément

Propriétés des matériaux, communes à toutes les vérifications. La section n’est pas commune : la SIA 263 la classe à partir des efforts intérieurs ; elle appartient donc à chaque vérification et s’affiche avec elle.

À propos de cette vérification

chiffres, exemple de calcul et questions

Vérifie un assemblage de tôles planes en acier alignées, par boulons non précontraints sollicités au cisaillement, selon la SIA 263:2013 : les boulons, la pression latérale sur les tôles, les sections brute et nette, la rupture en bloc et la disposition des trous. Chaque étape présente sa formule et le chiffre de la norme dont elle découle.

Ce qui est vérifié

Ce que vous saisissez et ce que vous obtenez

Vous choisissez la classe de résistance et la dimension des boulons, si les plans de cisaillement traversent la tige ou le filetage, et le type d’assemblage : couvre-joints doubles avec deux plans de cisaillement, ou assemblage à recouvrement avec un seul. De chaque côté du joint, vous saisissez les rangées n1 au pas p1 dans la direction de l’effort et les files n2 à l’écartement p2 perpendiculairement à l’effort. Vous saisissez γM2 et γM1 (chiffre 4.1.3), le sens de l’effort, traction ou compression, FEd, ainsi que l’effort de traction par boulon selon son axe Ft,Ed, nul pour un assemblage sollicité uniquement au cisaillement. Pour les tôles : fy,k et fu,k tirées du tableau 1, puis t, b et e1 de la tôle principale et tc, bc et e1,c de chaque couvre-joint.

Vous obtenez chaque effort et chaque résistance, le taux d’utilisation de chaque vérification avec la mention Vérifié ou Non vérifié, et la partie qui limite l’assemblage. Avec l’abonnement Basic, le calcul s’imprime sous forme de note de calcul A4.

Hypothèses et limites

Exemple de calcul

Un joint à couvre-joints doubles en traction, FEd = 650 kN, avec de chaque côté trois rangées au pas p1 = 60 mm et deux files à l’écartement p2 = 70 mm de boulons M20 de classe 4.6, cisaillés dans la tige, une tôle principale de 150 × 24 mm et deux couvre-joints de 150 × 12 mm avec e1 = 40 mm, en fy,k = 235 N/mm² et fu,k = 360 N/mm². Les résultats ci-dessous sont ceux du module pour son exemple de calcul, calculés lors de la génération de cette page.

Données
DonnéeValeurRéf.
Classe de résistance des boulons4.6§ t.2
Dimension des boulonsM20§ t.17
Les plans de cisaillement traversentTige — partie non filetée
Type d’assemblageDeux couvre-joints — deux plans de cisaillement
Rangées de boulons dans la direction de l’effort n13
Pas dans la direction de l’effort p160 mm
Files de boulons perpendiculaires à l’effort n22
Espacement perpendiculaire à l’effort p270 mm
Facteur de résistance, boulons et section nette γM21.25§ 4.1.3
Nature de l’effort dans l’assemblageTraction
Effort de dimensionnement repris par l’assemblage FEd650 kN
Effort de traction par boulon, selon son axe Ft,Ed0 kN
Limite d’élasticité caractéristique fy,k235 N/mm²§ t.1
Résistance caractéristique à la traction fu,k360 N/mm²§ t.1
Épaisseur t24 mm
Largeur b150 mm
Distance à l’extrémité, de la rangée la plus proche au bout de la tôle e140 mm
Épaisseur tc12 mm
Largeur bc150 mm
Distance à l’extrémité, de la rangée extérieure au bout de la tôle e1,c40 mm
Facteur de résistance, section brute γM11.05§ 4.1.3
Calcul : Valeurs communes
ÉtapeValeurRéf.
Boulon– = M20, classe 4.6
Résistance à la traction de l’acier du boulonD’après la classe. La limite d’élasticité, 240 N/mm², n’intervient pas : un boulon est vérifié par rapport à sa résistance à la rupture.fub,k = 400 N/mm²§ t.2
Diamètre nominald = 20 mm
Diamètre des trousJeu normal, d + 2 mm.d0 = 22 mm§ t.17
Section de la tigeA = π·d²/4.A = 314.2 mm²§ t.16
Section résistanteTabulée : l’aire du cylindre équivalent ayant la résistance à la rupture de la partie filetée, 22 % de moins que A.As = 245.0 mm²§ t.16
Boulons de chaque côté de l’assemblagenb = n1·n2 = 3·2.nb = 6
Plans de cisaillement par boulonDeux couvre-joints : chaque boulon est cisaillé sur les deux faces de la tôle principale.ns = 2
Longueur du groupe de boulonsLj = (n1 − 1)·p1, d’axe en axe des rangées d’extrémité.Lj = 120 mm
Effort sur un plan de cisaillement d’un boulonFv,Ed = FEd/(nb·ns) = 650/(6·2). L’effort est réparti également, et un plan de cisaillement du boulon le plus sollicité est vérifié.Fv,Ed = 54.17 kN§ 6.2.2.1
Calcul : Vérification 1 — boulons au cisaillement
ÉtapeValeurRéf.
Aire dans le plan de cisaillementLes plans de cisaillement traversent la tige : aire totale.A = 314.2 mm²
Coefficient de cisaillement0,6, issu d’une résistance au cisaillement d’environ fub,k/√3 arrondie pour le dimensionnement ; identique pour toutes les classes.αv = 0.60§ (75)
Résistance au cisaillement d’un planFv,Rd = αv·fub,k·A/γM2.Fv,Rd = 60.32 kN§ (75)
Facteur pour assemblages longsLj = 120 mm ne dépasse pas 15·d = 300 mm : pas de réduction. Au-delà, les boulons d’extrémité rompent en premier et reportent leur charge sur les suivants.βLf = 1.0000§ 6.2.2.2
Boulons au cisaillementFv,Ed ≤ Fv,Rdη = 0.898 · VérifiéTaux d’utilisation : 90 %§ t.16
Calcul : Valeurs communes
ÉtapeValeurRéf.
Distance au bord de la tôle principalee2 = (b − (n2 − 1)·p2)/2 : le groupe de boulons est centré sur la largeur.e2 = 40.0 mm
Distance au bord de chaque couvre-jointe2,c = (bc − (n2 − 1)·p2)/2.e2,c = 40.0 mm
Effort dans chaque couvre-jointFEd/2 : les deux couvre-joints se partagent l’effort.Fc,Ed = 325.0 kN
Effort de pression latérale par boulon sur la tôle principaleFb,Ed = FEd/nb.Fb,Ed = 108.33 kN
Effort de pression latérale par boulon sur chaque couvre-jointFEd/(2·nb) : chaque couvre-joint reprend la moitié de l’effort de chaque boulon.Fb,Ed,c = 54.17 kN
Résistance ultime de l’assemblageLa plus petite des résistances des boulons et des tôles, chacune exprimée comme un effort sur l’assemblage.Rd = 659.4 kN
L’assemblage est limité parla section nette de la tôle principale
Calcul : Vérification 1 — pression latérale sur la tôle principale
ÉtapeValeurRéf.
Distance à l’extrémité retenuep1 = 60 mm est supérieur ou égal à e1 + d0/2 = 51.0 mm : e1 est utilisé tel quel.e1 = 40.0 mm§ (76)
Résistance à la pression latérale par boulonFb,Rd = 0,85·(e/d0)·fu,k·d·t/γM2, au plus 2,4·fu,k·d·t/γM2.Fb,Rd = 213.64 kN§ (76)
Pression latérale sur la tôle principaleFb,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.507 · VérifiéTaux d’utilisation : 51 %§ (76)
Calcul : Vérification 2 — pression latérale sur chaque couvre-joint
ÉtapeValeurRéf.
Distance à l’extrémité retenuep1 = 60 mm est supérieur ou égal à e1,c + d0/2 = 51.0 mm : e1,c est utilisé tel quel.e1,c = 40.0 mm§ (76)
Résistance à la pression latérale par boulonFb,Rd = 0,85·(e/d0)·fu,k·d·tc/γM2, au plus 2,4·fu,k·d·tc/γM2.Fb,Rd = 106.82 kN§ (76)
Pression latérale sur chaque couvre-jointFb,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.507 · VérifiéTaux d’utilisation : 51 %§ (76)
Calcul : Vérification 3 — section brute de la tôle principale
ÉtapeValeurRéf.
Aire bruteA = b·t.A = 3’600 mm²
Résistance de la section bruteNRd = fy,k·A/γM1.NRd = 805.7 kN§ (38)
Section brute de la tôle principaleFEd ≤ NRdη = 0.807 · VérifiéTaux d’utilisation : 81 %§ 5.1.2
Calcul : Vérification 4 — section brute de chaque couvre-joint
ÉtapeValeurRéf.
Aire bruteA = bc·tc.A = 1’800 mm²
Résistance de la section bruteNRd = fy,k·A/γM1.NRd = 402.9 kN§ (38)
Section brute de chaque couvre-jointFc,Ed ≤ NRdη = 0.807 · VérifiéTaux d’utilisation : 81 %§ 5.1.2
Calcul : Vérification 5 — section nette de la tôle principale
ÉtapeValeurRéf.
Aire netteAnet = (b − n2·d0)·t = (b − 2·22)·t, à travers la rangée qui reprend la totalité de l’effort.Anet = 2’544 mm²§ 5.1.2.2
Résistance de la section netteNu,Rd = 0,9·fu,k·Anet/γM2.Nu,Rd = 659.4 kN§ (39)
Section nette de la tôle principaleFEd ≤ Nu,Rdη = 0.986 · VérifiéTaux d’utilisation : 99 %§ 5.1.2
Calcul : Vérification 6 — section nette de chaque couvre-joint
ÉtapeValeurRéf.
Aire netteAnet = (bc − n2·d0)·tc = (bc − 2·22)·tc, à travers la rangée qui reprend la totalité de l’effort.Anet = 1’272 mm²§ 5.1.2.2
Résistance de la section netteNu,Rd = 0,9·fu,k·Anet/γM2.Nu,Rd = 329.7 kN§ (39)
Section nette de chaque couvre-jointFc,Ed ≤ Nu,Rdη = 0.986 · VérifiéTaux d’utilisation : 99 %§ 5.1.2
Calcul : Vérification 7 — rupture en bloc de la tôle principale
ÉtapeValeurRéf.
Longueur de chaque ligne de cisaillementLv = e1 + (n1 − 1)·p1, le long d’une file de boulons extérieure, de la dernière rangée jusqu’à l’extrémité de la tôle.Lv = 160 mm
Aire brute en cisaillementAv,brut = 2·Lv·t : deux lignes de cisaillement, prises en section brute car cette zone se plastifie avant que la ligne tendue ne se rompe.Av,brut = 7’680 mm²§ (83)
Aire nette en tractionÀ travers le bloc intérieur, (n2 − 1)·(p2 − d0)·t, plus petite que jusqu’aux bords, (2·e2 − d0)·t.At,net = 1’152 mm²§ (83)
Résistance à la rupture en blocVeff,Rd = (0,9·fu,k·At,net + fy,k·Av,brut/√3)/γM2 : la ligne tendue à fu,k car elle se rompt, les lignes de cisaillement à fy,k car elles se plastifient d’abord.Veff,Rd = 1’132.2 kN§ (83)
Rupture en bloc de la tôle principaleFEd ≤ Veff,Rdη = 0.574 · VérifiéTaux d’utilisation : 57 %§ (83)
Calcul : Vérification 8 — rupture en bloc de chaque couvre-joint
ÉtapeValeurRéf.
Longueur de chaque ligne de cisaillementLv = e1,c + (n1 − 1)·p1, le long d’une file de boulons extérieure, de la dernière rangée jusqu’à l’extrémité de la tôle.Lv = 160 mm
Aire brute en cisaillementAv,brut = 2·Lv·tc : deux lignes de cisaillement, prises en section brute car cette zone se plastifie avant que la ligne tendue ne se rompe.Av,brut = 3’840 mm²§ (83)
Aire nette en tractionÀ travers le bloc intérieur, (n2 − 1)·(p2 − d0)·tc, plus petite que jusqu’aux bords, (2·e2,c − d0)·tc.At,net = 576 mm²§ (83)
Résistance à la rupture en blocVeff,Rd = (0,9·fu,k·At,net + fy,k·Av,brut/√3)/γM2 : la ligne tendue à fu,k car elle se rompt, les lignes de cisaillement à fy,k car elles se plastifient d’abord.Veff,Rd = 566.1 kN§ (83)
Rupture en bloc de chaque couvre-jointFc,Ed ≤ Veff,Rdη = 0.574 · VérifiéTaux d’utilisation : 57 %§ (83)
Calcul : Vérification 9 — distance à l’extrémité
ÉtapeValeurRéf.
Distance à l’extrémitée1 ≥ 30 mmη = 0.750 · VérifiéTaux d’utilisation : 75 %§ t.17
Calcul : Vérification 10 — distance au bord
ÉtapeValeurRéf.
Distance au borde2 ≥ 25 mmη = 0.625 · VérifiéTaux d’utilisation : 63 %§ t.17
Calcul : Vérification 11 — pas dans la direction de l’effort
ÉtapeValeurRéf.
Pas dans la direction de l’effortp1 ≥ 45 mmη = 0.750 · VérifiéTaux d’utilisation : 75 %§ t.17
Calcul : Vérification 12 — écartement perpendiculaire à l’effort
ÉtapeValeurRéf.
Écartement perpendiculaire à l’effortp2 ≥ 45 mmη = 0.643 · VérifiéTaux d’utilisation : 64 %§ t.17

Comment ce module est vérifié

Contrôlé chiffre par chiffre au regard de la SIA 263:2013 et vérifié à l’aide de calculs indépendants utilisés sur des projets réels, avant sa publication.

Questions

Qu’est-ce qui limite l’assemblage dans l’exemple de calcul ?

La section nette de la tôle principale : Nu,Rd = 659.4 kN contre FEd = 650 kN, η = 0.986. Les boulons au cisaillement suivent avec η = 0.898.

Quand le pas modifie-t-il la résistance à la pression latérale ?

Lorsque p1 < e1 + d0/2, c’est le boulon situé derrière qui limite l’arrachement, et non l’extrémité libre, et p1 − d0/2 remplace e1. Dans l’exemple de calcul, p1 = 60 mm dépasse 51.0 mm : e1 est donc utilisé tel quel.

Puis-je imprimer le calcul ?

Le calcul complet s’affiche à l’écran, gratuitement et sans compte. Une note de calcul A4 prête à imprimer est incluse dans l’abonnement Basic.

Voir aussi

Norme : SIA 263:2013 · Page mise à jour : 8 novembre 2026