Calcul de structures d’acier (partie 1)

Commentaire sur la norme  CAN/CSA S-16 , traduction de certains articles du code de calcul de charpente d’acier canadien.

Les différents dessins et représentations

Le dessin d’ingénierie

Le dessin de conception doit être suffisamment clair pour communiquer sans ambiguïté les localisations, dimensions, détails permettant la préparation, la fabrication des structures et équipements.

Le dessin de conception doit indiquer clairement le type de construction (voir article 8) Ainsi que la catégorie de système retenue pour le calcul sismique (voir article 27). Le dessin doit indiquer à quel standard de matériau se réfèrent les éléments de structure utilisés.

Le dessin doit montrer clairement la combinaison qui gouverne le calcul des cisaillements, moments et forces axiales au niveau des assemblages (connections).

Lorsque des boulons à haute résistance sont nécessaires pour résister au cisaillement entre les parties assemblées, le dessin doit indiquer le type d’articulation et la capacité (voir article 23).

Les dimensions  et localisations des raidisseurs, renforcements, contreventements requis pour la stabilisation des éléments en compression ainsi que les longerons, poutres et poutrelles doivent apparaître sur le dessin.

Documents pour la fabrication et l’érection

Les détails des connections doivent être préparés avant les dessins d’atelier et soumis au concepteur pour approbation. Les connections doivent être accompagnées d’informations tel que le type d’attache et les charges nécessaires à la préparation des dessins d’atelier.

Le référencement de ces dessins doit se faire sur la base des plans d’ingénierie de structure.

Les dessins d’atelier

Les dessins d’atelier doivent être soumis en phase de préparation pour approbation par le concepteur. Les dessins d’atelier doivent  contenir toute information utile à la fabrication des différentes membrures, composants de structure incluant les  matériaux, les types de produits, les normes, positions, différents types de boulons, cordons de soudure et indiquer les couples de serrages.

Les diagrammes d’érection

Les diagrammes d’érection doivent être soumis au concepteur pour validation. Les diagrammes d’érections sont généralement des dessins représentant les principales pièces, dimensions, la taille et la numérotation des éléments, tel que les membrures, boulons, soudures de chantier, les élévations des colonnes et les détails des ancrages et plus généralement toutes informations nécessaires à la construction.

Les procédures d’érection

La procédure d’assemblage doit être explicitée sur la procédure d’érection. L’enchaînement des différentes séquences, les stabilisations temporaires prévues, et tous les besoins et détails d’ingénierie couvrant l’expédition, le transport, le montage et la maintenance de la stabilité de la structure d’acier.

La méthode doit être accompagnée de schémas et dessins montrant les stabilisations temporaires. La procédure doit être soumise pour approbation lorsque spécifié par le concepteur.

Les détails de chantier

Les modifications sur les éléments d’origine effectuées en usine ou en chantier doivent être accompagnées de dessins d’usine modificatifs.

Matériau : normes et identifications

Normes

Généralités

Les normes et spécifications (édition à jour) acceptables pour les matériaux acier sont listés dans les paragraphes 5.1.3 à 5.1.9 inclus les matériaux répondants à des normes hors de cette liste sont convenables à condition d’être approuvé. L’approbation sera basée sur les propriétés, les caractéristiques et la convenance des matériaux par comparaison aux normes contenues dans la liste.

Niveaux de résistance

Les contraintes élastiques de référence Fy  plastique ultime Fu utilisées comme base pour le calcul doivent être celle spécifiées dans la norme et non la valeur atteinte dans les mills tests (test chimiques de moulin)

Norme structural d’acier

CAN/CSA G40.21-M Qualités pour acier de type structural

Plaques en acier

ASTM A570    Spécification requise pour acier, plaques et bandes, carbone, roulé à chaud et de destination structural

Acier moulé

ASTM A27           Spécificité pour aciers moulés, au carbone pour application générale
ASTM A148        Spécifications pour acier moulé à haute performances et de destination structural

Acier forgés

ASTM A521        Spécification des  aciers forgés pour utilisation industriel général
ASTM A668        Spécification pour aciers forgés, alliages et carbones pour usage industriel général

Normes pour boulons

ASTM A307        Spécifications pour boulons en aciers enrichi au carbone et de limite ultime minimum de Fu  (413Mpa)
ASTM A325        Spécifications pour boulons en aciers structural traités à chaud et de limite ultime minimum de Fu (720-830 Mpa)  ASTM A325M    Spécifications pour boulons à haute résistance en acier structural (métriques)
ASTM A490        Spécifications pour les boulons structuraux traités à chaud de limite ultime minimum de (1000Mpa)
ASTM A490M    spécifications de l’ASTM A490 mais pour des boulons métriques

* note : Le concepteur doit vérifier la disponibilité de boulons métriques et la quantité requise avant de le spécifier dans son design

Soudure à l’aide d’électrodes

CSA W48.1                         Spécification pour acier doux (pauvre en carbone) et soudé à l’arc
CSA W48.3                         Spécification pour alliages pauvres et soudé à l’arc
CSA W48.4                         Spécification pour alliage pauvre et soudé au gaz
CSA W48.5                         Spécification pour acier doux (pauvre en carbone)
CSA W48.6                         Autres Spécifications pour acier doux (pauvre en carbone)