Réduire les coûts de soudage grâce à une fabrication optimisée

Il est intéressant de constater à quel point les approches d'une même structure peuvent différer selon les régions, les entreprises, ou même entre différents concepteurs. Tandis que certains souderaient tout sans penser à un seul boulon, d'autres découperaient la structure en plusieurs parties et assembleraient le tout avec des dizaines de boulons. Ces deux approches pour assembler les éléments structurels ont leurs avantages et leurs inconvénients. 

Les assemblages purement soudés sont plus rigides que les assemblages boulonnés et sont donc considérés comme plus sûrs ou peuvent réduire les flèches. Mais il faut alors qu'un soudeur expérimenté (donc coûteux) soit présent sur le chantier, suspendu dans les airs en toute sécurité, souvent par des conditions météorologiques difficiles. Les contrôles de qualité des soudures ne sont parfois même pas possibles, et un travail moins précis entraîne évidemment des coûts matériaux plus élevés.

Le soudage en atelier, en revanche, peut être plus précis, mais nécessite également un transport jusqu'au chantier. Et le soudage sur site est souvent coûteux à mettre en œuvre et entraîne une surconsommation de matériaux de soudage. Lisez la suite pour savoir quelle approche convient le mieux à vos projets.

Vous savez déjà qu'IDEA StatiCa peut vous aider à calculer non seulement la rigidité des assemblages soudés, mais aussi à estimer les coûts de l'assemblage en fonction du type de soudure, etc. Ce n'est pas une nouveauté. Vous pouvez lire l'un de nos articles sur le calcul du coût des assemblages. 

Mais nous pensons également que les conceptions d'assemblages doivent être aussi précises que possible tout en garantissant une résistance suffisante de l'assemblage. Et l'une de nos fonctionnalités peut vous aider précisément dans ce domaine. 

Conception du contact entre le poteau et la platine de base

Imaginez que vous devez concevoir un poteau acier soudé à sa platine de base. La charge doit être transmise de la structure supérieure aux fondations. Dans certains pays, il est possible de prendre en compte le contact entre le poteau et sa platine de base lors de l'évaluation de la résistance à la compression de l'assemblage.

Dans la plupart des normes, comme l'Eurocode, on suppose que la charge transite uniquement par les soudures. Par conséquent, les soudures doivent être dimensionnées de manière à résister à l'effort de compression total provenant de la structure supérieure. Néanmoins, on peut imaginer qu'il existe un certain contact entre la base du poteau et sa platine de base, même avant que ces deux éléments ne soient soudés ensemble.

Dans certaines régions, les guides techniques permettent de prendre en compte ce contact lors de l'évaluation de la résistance à la compression. Bien entendu, certains critères doivent être satisfaits pour que cette approche soit autorisée. Le contact apporte alors une résistance supplémentaire à la résistance à la compression de la soudure de pied, ce qui conduit à un dimensionnement plus économique des soudures.

Le modèle de la soudure sera alors configuré avec une rigidité élevée. Dès qu'il commence à plastifier (c'est-à-dire à se déformer plastiquement), le contact est activé et la compression est reprise par le contact. Cela conduit à des valeurs significatives de contrainte dans la soudure même lorsque le contact est appliqué. Cependant, il est important de noter que la résistance de la soudure au cisaillement n'est pas réduite. La soudure n'est plus vérifiée en compression car celle-ci est reprise par le contact, mais la traction et le cisaillement sont toujours assignés à la soudure et les vérifications appropriées sont effectuées.

En pratique, vous ajouterez simultanément un contact et une soudure sur les bords appropriés de l'élément (le poteau dans ce cas). Du point de vue du transfert de charge, le contact sera efficace uniquement en compression tandis que les soudures transmettront les efforts de cisaillement et de traction. Les deux opérations sont disponibles sous l'opération de fabrication « Soudure ou contact ».

Voici ce que vous verrez dans IDEA StatiCa Connection :

• Une ligne rouge représentant le contact en compression est combinée avec une ligne jaune utilisée pour indiquer les soudures (lorsque la vue transparente est activée)

• Dans les résultats et les rapports, une flèche pointant vers le bas a été ajoutée à côté du symbole rectangulaire de la soudure d'angle

Vous pouvez appliquer tout type de soudure d'angle en combinaison avec le contact (c'est-à-dire continue, partielle ou intermittente). Les soudures bout à bout ne sont pas combinées par nature.

Limitations de la procédure

L'approche présentée peut être appliquée lorsque les opérations de fabrication réelles sont garanties : les bords de l'élément soudé doivent être précisément usinés de sorte qu'il n'y ait aucun jeu entre les éléments soudés. En raison de ces critères stricts, cette procédure est limitée à certains pays tels que les Pays-Bas et le Royaume-Uni. Nous ne saurions trop insister sur le fait que la responsabilité du respect de ces critères incombe à l'ingénieur.

En savoir plus 

La combinaison du contact en compression et d'une soudure sur le même bord de la plaque acier est l'une des nouvelles fonctionnalités de la version 22.1 d'IDEA StatiCa publiée en octobre de cette année. Consultez la liste complète des nouvelles fonctionnalités dans nos Notes de version d'IDEA StatiCa 22.1 pour l'acier et le béton, ou regardez une présentation en direct dans notre webinaire de lancement Nouveautés d'IDEA StatiCa 22.1.