Mieux prescrire l’acier – Choix d’acier de qualité Z- Exemple d’application

Description

Sur un ouvrage d’art on compte mettre en œuvre la disposition suivante pour réaliser la rotule axe-chape

La chape constituée de deux plats de 120 mm d’épaisseur en acier S460 ML. Ces tôles sont soudées par des cordons d’angle de 25 mm de gorge sur une plaque de 80 mm.(les dimensions importantes sont en cohérence avec les efforts : l’effort de compression est égal à 10 MN et l’axe a un diamètre de 200 mm en acier 42CrMo4)

La tôle de 80 mm est en acier S460 ML, l’effort appliqué est de la compression

Qu’est-ce qu’il faut prescrire comme qualité Z pour la plaque de 80 mm d’épaisseur ?

Calcul de Z_Ed

Comme expliqué dans l’article paru sur metaletech.com Mieux prescrire l’acier – Choix d’acier de qualité Z (consultable et téléchargeable ici) on doit dans un premier temps calculer Z_Ed

Z_Ed = Z_a + Z_b + Z_c + Z_d + Z_e

Z_a

L’épaisseur de la gorge effective de soudure est égale à 25√2 = 35,4 mm

À partir du tableau 3.2

On obtient Z_a = 12

Z_b

En présence de soudures d’angle multi passes et par référence au tableau 3.2 de l’EN 1993-1-10

On obtient Z_b = 0

Z_c

C’est en fonction de la tôle qui va subir l’arrachement lamellaire

De plus en présence de la compression la valeur issue de ce tableau est à réduire de 50%

Dans notre exemple la valeur issue du tableau est égale à 15. Avec réduction de 50% on obtient Z_c = 7,5

Z_d

En l’absence de bridage Zd = 0 comme le montre le tableau 3.2

Z_e

Sans préchauffage on doit retenir Z_e = 0

Avec préchauffage d’au moins 100°C on a une bonification de Z_e = -8

Pour notre exemple le cumul donne Z_Ed

Z_Ed = 12 + 0 +7,5 + 0 + 0 = 19,5 sans préchauffage

Z_Ed = 12 + 0 +7,5 + 0 – 8 = 11,5 avec préchauffage

Prescription

Selon le tableau 3.2 de l’EN 1993-2

Si                       Z_Ed ≤ 10                        il n’est pas nécessaire de spécifier un acier Z

Si                 10 < Z_Ed ≤ 20                      La qualité pour l’acier doit être au moins Z15

Si                 20 < Z_Ed ≤ 30                      La qualité pour l’acier doit être au moins Z25

Si                        Z_Ed > 30                       La qualité pour l’acier doit être au moins Z35

Pour notre cas l’effet de préchauffage ne permet pas d’éviter la prescription de l’acier Z car avec ou sans préchauffage il faut prescrire un acier au moins Z15.

Pour la commande de la plaque de 80 mm on doit prescrire au moins S460 ML – Z15

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Daniel Bitar, directeur du département études , CTICM