Analyse de rigidité - Assemblage moment W vers HSS (AISC)

L'exemple est tiré de l'article Shearly Perfect de Larry S. Muir et Carlo Lini :

https://lsc-pagepro.mydigitalpublication.com/publication/?m=7946&i=669446&view=articleBrowser&article_id=3736617&pre=1

Une poutre W16x31 avec une portée de 30 pieds est connectée à un poteau HSS 10x10x1/2 et chargée par un effort tranchant de 10 kips et un moment fléchissant de 318 kip-in.

Cet assemblage est souvent classifié comme rigide car les semelles sont directement soudées au poteau. Cependant, la paroi du poteau à section creuse n'est pas directement supportée et se déforme de manière significative. Les auteurs proposent une méthode très simplifiée pour estimer la rigidité de cet assemblage :

IDEA StatiCa fournit une analyse de rigidité approfondie basée sur les éléments finis. Plusieurs valeurs sont affichées :

• M_Ed - moment fléchissant appliqué
• M_j,Rd - résistance de l'assemblage
• S_j,ini - rigidité initiale supposée comme rigidité sécante à 2/3 M_j,Rd
• S_js - rigidité sécante à la charge appliquée
• \(\phi\) - rotation à la charge appliquée
• \(\phi_c\) - capacité de rotation estimée (à 15 % de déformation plastique des platines acier ; noter que tous les autres modes de rupture sont négligés - un détaillage suffisant, la résistance des soudures et des boulons doit être assurée)
• L - longueur de l'élément analysé utilisée pour la classification selon la rigidité
• S_j,R - limite inférieure pour un assemblage rigide
• S_j,P - limite supérieure pour un assemblage articulé

Selon les deux approches, l'assemblage est classifié comme semi-rigide. L'auteur indique : « Sur la base de cette analyse, il est douteux que l'assemblage puisse être considéré comme un assemblage à encastrement total, bien qu'un modèle plus précis puisse conduire à une retenue plus proche de 20. » Par « plus proche de 20 », les auteurs entendent la valeur de \(\frac{K_s L}{E I}\) égale à 5,3 dans ce cas. Cela signifie que l'assemblage est probablement plus rigide. Ceci est confirmé par l'analyse de rigidité dans IDEA Connection. 

Il est important de noter que les soudures bout à bout à pleine pénétration des semelles de poutre ne garantissent pas un assemblage rigide. La rigidité de l'appui, dans ce cas la paroi du HSS, doit également être prise en compte.