Connexions structurelles par serrage, une étude réalisée pour la ‘Boerentoren’ Fonctionnement d’un assemblage par serrage Le principe est assez simple à schématiser : une force de précontrainte ou normale Fp,C est appliquée sur n extrémités filetées situées de part et d’autre d’un profil mère, ce qui permet de serrer les profils secondaires contre ce profil mère. Sur la base du principe du frottement à sec, on peut alors développer une force de frottement Fs sur ces profils secondaires qui est directement proportionnelle à l’effort normal appliqué via un coefficient de frottement μs. Voir équation (1). Pour la conception des assemblages résistants au glissement, la partie de l’Eurocode dédiée aux assemblages en acier (EN 1993-1-8, 2003) tient compte du jeu possible dans les trous à l’aide d’un facteur ks et d’un coefficient de sécurité γM3 = 1,25, équation (2). L’indice serv correspond à la valeur de la charge ou de la résistance dans l’état limite d’utilisation. La classe de surface de frottement (A à D) détermine le coefficient de frottement μ (= μs) qui diminue de 0,5 à 0,2 (Tableau 1). La description correcte du traitement de surface nécessaire par classe se trouve dans la norme d’exécution pour les constructions en acier (EN 1090-2, 2018). Dès qu’un effort de cisaillement s’accompagne d’un effort de traction (déstabilisant) Ft,Ed par boulon, les équations (3) et (4) s’appliquent respectivement aux surfaces de frottement B et C. Application à la ‘Boerentoren’ Alors que les applications connues dans la pratique (Figure 1) sont plutôt à petite échelle, le projet ‘Boerentoren’ est d’une toute autre ampleur. Des dimensions de Introduction Il va sans dire qu’aujourd’hui, la réutilisation des structures est l’un des meilleurs moyens d’atteindre les objectifs de durabilité. L’industrie et les investisseurs demandent d’ores et déjà la réaffectation des structures en acier, anticipant ainsi l’évolution de la réglementation. À cela s’ajoute souvent, pour les structures historiques, l’exigence supplémentaire de pouvoir toujours les remettre dans leur état d’origine. Cela représente un défi pour la conception des assemblages, qu’ils soient temporaires ou permanents. En effet, les assemblages classiques ont presque toujours un impact irréversible sur les éléments structurels auxquels ils sont appliqués. Seuls les assemblages par serrage ne présentent pas cet inconvénient et apparaissent donc comme une alternative appropriée. Ils sont largement répandus dans un certain nombre de secteurs, comme par exemple la suspension des caténaires pour les trains ou les installations techniques, Figure 1. Cette étude a été lancée à la suite de la réaffectation de la ‘Boerentoren’ à Anvers. Le bâtiment et sa structure, construits en 1931, sont inscrits au patrimoine protégé depuis 1981, de sorte que les interventions irréversibles sur la structure doivent être limitées. En plus de sa fonction emblématique, il présente deux autres particularités structurelles : le bâtiment ne dispose pas de noyau rigide et doit sa rigidité à l’effet Vierendeel. Par ailleurs, les services municipaux ont prévu à l’époque une protection de base contre les incendies en recouvrant les colonnes porteuses principales de béton et de maçonnerie, voir Figure 2. Depuis 2021, Fernand Huts est propriétaire de ce bâtiment monumental, qui sera reconverti en musée et fera l’objet d’une importante rénovation pour le rendre accessible à un large public. Dans la situation temporaire, nécessaire pour le désamiantage, des contreventements provisoires doivent être ajoutés afin de garantir la stabilité horizontale du bâtiment. Pour ce faire, on a envisagé une réalisation à l’aide d’assemblages par serrage. Auteur: Tom Molkens = , (1) , = 3 , (2) , , = � , −0,8 , , � 3 (3) , = � , −0,8 , � 3 (4) , = ∙ , (5) = , (1) , = 3 , (2) , , = � , −0,8 , , � 3 (3) , = � , −0,8 , � 3 (4) , = ∙ , (5) Figure 1. Assemblage par serrage utilisé pour la fixation de caténaires pour trains (haut) et d’équipements techniques (bas). 1 Figure 2. Ossature métallique de la Boerentoren lors de la construction (haut) et détail de la protection contre l’incendie (bas). 2
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