Assemblage poutre-colonne par plaque frontale boulonnée selon la SIA 263

Vérifie une plaque frontale soudée à une poutre laminée et boulonnée à une colonne, sous un moment de flexion et un effort tranchant, selon la SIA 263:2013 : les boulons tendus, la plaque frontale, les boulons au cisaillement et les soudures. Chaque étape présente sa formule et le chiffre de la norme dont elle découle.

Ce qui est vérifié

• Les boulons : un plan de cisaillement résiste à F_v,Rd = 0.6 · f_ub,k · A/γ_M2, équation (75), et un boulon en traction à F_t,Rd = 0.9 · f_ub,k · A_s/γ_M2, équation (77), avec le trou d₀ du tableau 17.
• Couple des ailes : F_t = F_c = M_Ed/(h − t_f), traction par les boulons, compression par contact.
• Boulons tendus, chiffre 6.6.2.3 : équilibre par rapport à l’aile comprimée, M_Ed ≤ Σn_b · F_t,Rd · a_i − H · a_H. Bras de levier : une rangée dans le débord, a₁ = h − t_f/2 + m_x, une rangée sous l’aile, a₂ = h − 1.5 · t_f − m_i.
• Force de levier d’une plaque débordante, chiffre 6.2.2.4 : H = 0.30 · 2 · F_t,Rd au bord de la plaque, avec a_H = h − t_f/2 + u. Une plaque affleurante n’en a pas.
• Plaque frontale en flexion : M_p,Ed = Σn_b · F_t,Rd · m − H · u, avec m = m_x, le débord étant encastré à la face extérieure de l’aile tendue, comparé à M_pl,Rd = b_p · t_p²/4 · f_y,k/γ_M1.
• Boulons au cisaillement : V_Ed ≤ n_v · F_v,Rd, équation (75), et pression latérale sur la plaque frontale, V_Ed ≤ n_v · F_b,Rd, équation (76), où la limite supérieure 2.4 · f_u,k · d · t_p/γ_M2 est déterminante.
• Soudures, équations (87) et (88) : deux soudures d’angle d’âme sur la hauteur libre de l’âme h − 2t_f − 2r reprennent tout l’effort tranchant ; les soudures d’angle de l’aile tendue reprennent F_t sur 2 · b, ce qui donne l’épaisseur de gorge nécessaire a_req.
• Disposition des trous : e₁, e₂, p₁ et p₂ comparés aux minimums du tableau 17, avec e₂ ≥ d₀ et p₂ ≥ 2 · d₀ pour la résistance à la pression latérale.

Ce que vous saisissez et ce que vous obtenez

Vous saisissez f_y,k et f_u,k tirées du tableau 1, les cinq dimensions de la poutre laminée, la classe de résistance (tableau 2) et la dimension des boulons, si les plans de cisaillement traversent la tige ou le filetage, γ_M1 et γ_M2 (chiffre 4.1.3), M_Ed et V_Ed. Pour la plaque frontale : débordante ou affleurante, les rangées dans le débord et sous l’aile tendue avec leurs distances u, m_x et m_i, t_p et b_p, l’écartement w et deux ou quatre boulons par rangée. Puis les rangées travaillant au cisaillement près de l’aile comprimée, et les épaisseurs de gorge a_f et a_w (chiffre 6.3.2.6) avec f_uE (chiffre 6.3.2.2).

Vous obtenez les bras de levier, la force de levier, chaque résistance et le taux d’utilisation de chaque vérification avec la mention Vérifié ou Non vérifié. Avec l’abonnement Pro, le calcul s’imprime sous forme de note de calcul A4.

Hypothèses et limites

• La colonne est admise rigide. Son aile en flexion, et son âme en traction, en compression et au cisaillement, sont souvent déterminantes pour un assemblage sans raidisseurs et ne sont pas vérifiées ici (chiffre 6.6.2.2).
• Les boulons tendus ne sont pas pris en compte pour l’effort tranchant.
• Chaque boulon d’une rangée tendue est admis à sa résistance à la traction. Avec quatre boulons par rangée, cela suppose une plaque et une aile de colonne assez rigides pour solliciter les boulons extérieurs.
• Lorsque l’épaisseur de gorge nécessaire dépasse 0.7 · t_f, une soudure à pleine pénétration est requise.
• L’aile comprimée transmet son effort par contact ; sa soudure ne nécessite que l’épaisseur de gorge minimale (chiffre 6.3.6.4).

Exemple de calcul

Une poutre laminée avec h = 330 mm, b = 160 mm, t_w = 7.5 mm et t_f = 11.5 mm en f_y,k = 235 N/mm², sous M_Ed = 160 kN·m et V_Ed = 280 kN, avec une plaque frontale débordante de 160 × 30 mm, des boulons M20 de classe 10.9 par paires à un écartement de 90 mm, une rangée tendue dans le débord, une sous l’aile tendue et une rangée travaillant au cisaillement, et des soudures d’angle de a_f = 8 mm et a_w = 4 mm. Toutes les vérifications sont satisfaites ; le module signale que a_req = 7.4 mm dépasse la moitié de l’épaisseur de l’aile et que a_w est inférieure aux 6 mm recommandés pour une soudure d’angle en une passe (chiffre 6.3.6.4). Les résultats ci-dessous sont ceux du module pour son exemple de calcul, calculés lors de la génération de cette page.

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

Quel est l’effet de la force de levier sur les boulons ?

Elle s’ajoute directement à la traction des boulons ; sous actions variables répétées, elle doit donc être réduite au minimum (chiffre 6.2.2.4). Ici, H = 105.8 kN agit au bord de la plaque avec un bras de levier de 403 mm.

Pourquoi la plaque frontale n’est-elle pas vérifiée pour M_Ed ?

La rupture en flexion de la plaque ne doit pas précéder la rupture des boulons : la plaque est donc sollicitée par ce que les boulons peuvent transmettre. Ici, M_p,Ed = 5.34 kN·m contre M_pl,Rd = 8.06 kN·m.

Quel abonnement comprend ce module ?

L’abonnement Pro, avec sa note de calcul.

Voir aussi

• Assemblage de tôles par boulons non précontraints
• Soudures d’angle et bout à bout
• Acier, assemblages types : tous les modules
• SIA 263 : modules et chiffres

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