Il existe trois méthodes conventionnelles pour l’assemblage des structures de bâtiments en acier :

A. Assemblage des structures de bâtiments en acier – Soudage

L’assemblage soudé est la principale méthode d’assemblage des structures en acier.
Selon les positions relatives des deux soudures : soudure bout à bout, soudure par recouvrement, joint en T et joint d’angle.

1. avantages et inconvénients de l’assemblage soudé

Les connexions soudées présentent les avantages suivants :

1) Il n’est pas nécessaire de percer des trous, ce qui permet d’économiser de la main d’œuvre et du temps ; il n’affaiblit pas la section et peut réaliser un fonctionnement automatique ;
2) Forte adaptabilité aux formes géométriques ; les composants de toute forme peuvent être directement connectés, et la connexion est pratique ;
3) L’étanchéité à l’air et à l’eau, la rigidité structurelle et l’intégrité fonctionnelle sont adéquates.

Inconvénients de l’assemblage soudé d’une structure de bâtiment en acier

1) Il y a une zone affectée par la chaleur près de la soudure. Le matériau devient cassant ; le problème de la fragilité à froid à basse température est plus important.
2) La contrainte résiduelle de soudage rend la structure sujette à une rupture fragile, et la déformation résiduelle modifie la forme et la taille de la structure;
3) Une fois que les fissures de soudure se produisent, elles s’étendent rapidement.

2. les défauts de soudage courants des structures en acier :

Fissures, soufflures, inclusions de scories, contre-dépouilles, brûlures, puits, effondrements, soudure incomplète.

3. contrôle de la qualité du soudage :

Méthodes de contrôle de la qualité des soudures: inspection visuelle, détection des défauts par ultrasons, inspection par rayons X.
Classification de la qualité des soudures: Les soudures de premier niveau doivent passer l’inspection visuelle, l’inspection par ultrasons et l’inspection par rayons X ; les soudures de deuxième niveau doivent passer l’inspection visuelle et l’inspection par ultrasons ; les soudures de troisième niveau doivent passer l’inspection visuelle.
C’est pourquoi le raccordement par soudage nécessite généralement l’intervention d’une personne qualifiée. Ensuite, la pièce soudée doit être contrôlée par ultrasons.

B. Raccordement de la structure du bâtiment en acier – Boulonnage

Les boulons d’assemblage sont divisés en boulons ordinaires et boulons à haute résistance.

Les boulons ordinaires sont divisés en boulons C et boulons A, B. Les boulons de classe A, B conviennent à l’installation de structures essentielles où des forces de cisaillement importantes doivent être transmises au niveau de la partie d’assemblage. Et les boulons de classe C sont idéaux pour la fixation temporaire lors de l’érection de structures en acier.

Les boulons ordinaires sont destinés aux assemblages temporaires et à l’assemblage de structures amovibles à charge statique. Parmi eux, les boulons de classe A et B sont rarement utilisés à l’heure actuelle, et les boulons à haute résistance les remplacent. Par conséquent, les boulons standard font généralement référence aux boulons C.

Les boulons à haute résistance sont divisés en boulons à friction et boulons à pression.

Les boulons à friction à haute résistance sont actuellement largement utilisés dans les assemblages de structures métalliques industrielles et de construction civile. Ils constituent la méthode de connexion la plus appropriée pour supporter les charges dynamiques entre les différentes liaisons. Ils sont souvent utilisés dans les parties essentielles des connexions d’épissures et d’installations sur site. Lorsque les structures ne sont pas idéales pour le soudage, on peut les remplacer par des boulons à haute résistance. Les boulons à friction à haute résistance sont la forme de boulon la plus courante dans la conception des structures en acier.

Les boulons de pression à haute résistance sont étroitement liés, et leur capacité de charge est supérieure à celle des boulons à friction. La différence avec les boulons à friction est que lorsque les boulons à pression atteignent la capacité de charge maximale. La connexion peut produire un petit glissement, et le coût de construction est élevé. Parce que la déformation sous charge est beaucoup plus importante que celle des boulons à friction. Et les boulons de pression à haute résistance sont principalement utilisés pour l’assemblage d’éléments non sismiques, d’éléments à charge non dynamique et d’éléments à action non répétitive. Le reste des connexions sont des boulons à friction.

★ Raccordement ordinaire par boulons

Avantages: chargement et déchargement pratiques, construction adaptée et équipement simple.
Inconvénients: le traitement et l’installation sont compliqués, et le prix est élevé lorsque la précision du boulon est grande.

★ Raccordement par boulons à haute résistance

Avantages: Le type à friction présente une faible déformation de cisaillement et d’excellentes propriétés élastiques, et convient particulièrement aux structures soumises à des charges dynamiques. La capacité de charge des boulons de pression est supérieure à celle du type à friction, et la connexion est compacte.
Inconvénients: Le traitement de la surface de frottement et le processus d’installation sont légèrement plus compliqués, et le coût est légèrement plus élevé ; la précision de traitement des composants est élevée ; les assemblages par boulons doivent être ouverts, ce qui affaiblit la résistance de la section et provoque une concentration des contraintes.

C. Raccordement de la structure du bâtiment en acier – Rivet

Un rivet est un type d’élément étanche composé d’une tête et d’une tige de clouage. Il accomplit principalement le travail de connexion par le frottement généré par sa déformation. Les méthodes d’assemblage spécifiques comprennent le rivetage à froid et le rivetage à chaud.

Le bâtiment actuel adopte principalement la méthode du rivetage à chaud. C’est-à-dire que le rivet est d’abord chauffé pour se dilater à haute température, puis le rivet est rapidement enfoncé dans le trou du rivet. Le rivet se rétractera après le refroidissement, mais les plaques d’acier empêcheront le processus de déformation par rétraction des deux côtés.

Avantages: rigidité importante de la connexion, force de transmission fiable ; processus simple, connexion stable, forte résistance aux impacts.
Inconvénients: exigences élevées en matière de technologie de construction, forte intensité de main-d’œuvre, mauvaises conditions de construction et vitesse de construction lente. En raison de sa structure compliquée, du gaspillage d’acier et de main-d’œuvre, il est rarement utilisé aujourd’hui.

Les propriétés mécaniques de l’assemblage par rivets sont relativement bonnes. Et appliqué à des projets tels que les structures de bâtiments, les ponts ferroviaires et la fabrication de chaudières. Cependant, il est facile à trouver lorsqu’il est endommagé, et il est difficile à fabriquer, difficile à construire et peu résistant à la traction, de sorte qu’il n’est plus utilisé en ingénierie.