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03.09.2026

Comportement des assemblages par platine d’about boulonnée avec ou sans raidisseurs avec le module complémentaire Assemblages acier pour RFEM

Quatre assemblages poutre-poteau par platine d'about boulonnée (BC1-BC4, poteau HEA 120, poutre IPE 240, acier S235) ont été testés expérimentalement et réévalués avec le module complémentaire Assemblage en acier pour RFEM 6 et avec le calcul manuel selon l'EN 1993-1-8. L'article compare la résistance au moment et la rigidité en rotation initiale entre les trois méthodes et présente les équations sous-jacentes des composants en T.

Cette étude vérifie le module complémentaire Assemblages acier pour RFEM en examinant le comportement structurel d’assemblages par platine d’about boulonnée, avec et sans raidisseurs. La performance de ces assemblages est évaluée par rapport aux dispositions de l’Eurocode 3 (EC-3) et validée par comparaison avec des résultats expérimentaux antérieurs.

Modèle analytique

Cette étude adopte les critères de calcul spécifiés dans l’EN 1993-1-8 pour évaluer la résistance des boulons (cisaillement et traction) et la résistance des plaques (portance locale et poinçonnement), en utilisant les formulations d’états limites fournies au Tableau 3.4.
La résistance de calcul du tronçon en T équivalent est évaluée indépendamment pour la platine d’about et la semelle de poteau. Pour chaque composant, la résistance de calcul gouvernante, F_T,Rd, est définie comme la valeur minimale issue de trois mécanismes de ruine potentiels.

F_{T, R d} = m i n (F_{T 1, R d}, F_{T 2, R d}, F_{T 3, R d})

Vérification du tronçon en T – Résistance (valeur déterminante de trois modes d'échec)

La résistance individuelle de chaque mode est calculée sur la base de la capacité en moment plastique de la semelle (M_pl,1,Rd et M_pl,2,Rd) et de la résistance en traction du groupe de boulons (∑F_t,Rd). Ces modes couvrent la plastification complète de la semelle (Mode 1), la ruine des boulons couplée à la plastification de la semelle (Mode 2) et la rupture pure des boulons (Mode 3).
Modes de ruine :

F_{T, 1, Rd} = \frac{(8 n - 2 e_{w}) \cdot M_{pl, 1, Rd}}{2 mn - e_{w} (m + n)}

Résistance du T-stub – Mode de défaillance 1 (Plastification complète de la semelle)

F_{T, 2, Rd} = \frac{2 \cdot M_{pl, 2, Rd} + n \cdot (\sum F_{t, Rd})}{(m + n)}

Résistance du tronçon en T – Mode de rupture 2 (échec du boulon avec fluage de l'aile)

F_{T, 3, Rd} = \sum F_{t, Rd}

Résistance de la semelle en T – Mode de rupture 3 (Rupture des boulons)

La rigidité initiale de l’assemblage est donnée par la formule :

S_{j, ini} = \frac{E \cdot z^{2}}{\sum_{i = 1}^{n} \frac{1}{k_{i}}}

Rigidité en rotation initiale de l'assemblage

Fig. 1 Modèle mécanique de l'assemblage selon EC-3 et modes de rupture des composants du tronçon en T

Fig. 1 Modèle mécanique d'assemblage selon EC-3 et modes de rupture des composants en T

Détails géométriques de l’assemblage poutre-poteau

Conformément aux pratiques de construction courantes, tous les éléments de poutre et de poteau ont été fabriqués en acier de classe S235. Les configurations géométriques, y compris la disposition de la platine d’about et des groupes de boulons, sont illustrées à la Figure 2, tandis que la matrice d’essais expérimentaux et les propriétés de matériaux mesurées sont résumées au Tableau 1. Comme défini dans la matrice d’essais, les spécimens du Groupe A (1BC-4BC) comportaient un poteau HEA 120 associé à une poutre IPE 240, avec une épaisseur de platine d’about uniforme de 15 mm maintenue pour tous les spécimens.

Tableau 1 Configuration géométrique des spécimens testés
Spécimens	Poteau	Classe d’acier	Poutre	Classe d’acier	Épaisseur de platine d’about, mm
BC1	HEA120	S235	IPE240	S235	15
BC2	HEA120	S235	IPE240	S235	15
BC3	HEA120	S235	IPE240	S235	15
BC4	HEA120	S235	IPE240	S235	15

Fig. 2 Configuration des spécimens

Discussion

Solution Assemblages acier pour RFEM

Cette étude présente une investigation expérimentale et numérique combinée de la performance structurelle de quatre assemblages poutre-poteau par platine d’about, avec une attention particulière portée au comportement des assemblages par platine d’about boulonnée avec et sans raidisseurs. Le programme expérimental a été complété par des essais dédiés sur des composants de tronçon en T et une modélisation détaillée par éléments finis (EF). La vérification des assemblages a été réalisée à l’aide du module complémentaire Assemblages acier pour RFEM 6, entièrement intégré dans le modèle structural global. Les modèles EF ont été validés par rapport aux mesures expérimentales et vérifiés par rapport aux dispositions de calcul de l’Eurocode 3 (EC-3), puis utilisés pour examiner en détail le comportement en déformation localisée. Les Figures 3 et 4, ainsi que les Tableaux 2 et 3, comparent la résistance au moment et la rigidité en rotation obtenues à partir des essais, des prédictions d’Assemblages acier pour RFEM 6 et des calculs analytiques EC-3.

Fig. 3 Comparaison de la résistance au moment – Expérience, assemblages en acier dans RFEM et EC-3

Fig. 3 Comparaison de la résistance au moment – expérimentale, assemblages en acier dans RFEM et EC-3

Fig. 4 Comparison of Stiffness – Experimental, Steel Joints in RFEM and EC-3

Tableau 2 Comparaison de la résistance au moment – Expérimentale, Assemblages acier dans RFEM & EC-3 | Capacité en moment (kNm)
Spécimens	Expériences	Assemblages acier pour RFEM	EC-3	EC-3/RFEM
BC1	34,00	24,02	18,00	0,75
BC2	47,00	34,51	33,00	0,96
BC3	53,00	34,36	33,00	0,96
BC4	65,00	39,15	33,00	0,84

Tableau 3 Comparaison de la rigidité – Expérimentale, Assemblages acier dans RFEM & EC-3 | Rigidité initiale S_j,ini (MNm/rad)
Spécimens	Expériences	Assemblages acier pour RFEM	EC-3
BC1	8,10	5,10	9,30
BC2	8,70	11,00	18,30
BC3	9,50	14,70	22,60
BC4	10,10	24,80	22,60

Fig. 5 Contraintes équivalentes, déformation plastique, taux d'utilisation et rigidité en rotation du modèle BC1

Fig. 5 Contraintes équivalentes et déformation plastique et rapport de vérification et rigidité en rotation du modèle BC1

Fig. 6 Contraintes équivalentes et déformation plastique, taux d'utilisation et rigidité en rotation du modèle BC2

Fig. 6 Contraintes équivalentes et déformations plastiques et taux d'utilisation et rigidité en rotation du modèle BC2

Fig. 7 Contraintes équivalentes et déformation plastique et ratio de conception et rigidité en rotation du modèle BC3

Fig. 7 Contraintes équivalentes et déformations plastiques et ratios de conception et rigidités en rotation du modèle BC3

Fig. 8 Contraintes équivalentes et déformation plastique et rapport de vérification et rigidité en rotation du modèle BC4

Fig. 8 Contraintes équivalentes, déformations plastiques, taux d'utilisation et rigidité rotationnelle du modèle BC4

Conclusions

La comparaison montre que RFEM suit le comportement expérimental plus fidèlement que l’EC-3, tant pour la résistance au moment que pour la rigidité initiale. L’EC-3 sous-estime la capacité plus sévèrement et plafonne à 33,00 kNm pour BC2-BC4 malgré une augmentation de 40 % de la capacité mesurée, ce qui indique que sa prédiction est gouvernée par une vérification de composant limitante unique, insensible aux paramètres variés. Pour la rigidité initiale, RFEM présente un écart moyen par rapport à l’expérience plus faible (0,66) que l’EC-3 (0,97) et constitue la seule méthode qui continue de suivre la tendance croissante de rigidité à travers BC3-BC4 au lieu de plafonner. La surestimation de la rigidité par RFEM aux valeurs plus élevées est cohérente avec la tendance générale des modèles basés sur les composants vers une rigidité idéalisée des composants, et l’EC-3 présente une surestimation comparable ou plus importante pour BC2-BC3.
Dans l’ensemble, RFEM est l’outil le plus fiable des deux pour saisir les tendances de résistance et de rigidité des assemblages, et il est recommandé comme méthode de vérification principale, l’EC-3 étant conservé comme vérification indépendante.

Références

Eurocode 3. Calcul des structures en acier – Partie 1-8 : calcul des assemblages. Norme européenne EN 1993-1-8. Comité européen de normalisation, Bruxelles, Belgique ; 1993.
Abidelah, Anis & Bouchair, Abdelhamid & Kerdal, Djamel. (2012). Experimental and analytical behaviour of bolted end-plate connections with or without stiffeners. Journal of Constructional Steel Research.

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