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Systèmes de fixation des tabliers en acier
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 1.1
1.1.8 Calculs du cisaillement et de la rigidité des diaphragmes
Contexte : Un programme d'essai en laboratoire indépendant
de grande envergure a été mené pour évaluer le rendement
des diaphragmes de tablier en acier fixés à l'aide de fixateurs
Hilti. Le programme comprenait des essais du système de
diaphragmes en vraie grandeur menés conformément à l'ICC-ES
AC43, ainsi que des essais de cisaillement comparatifs de joint
de recouvrement sur de petits éléments menés conformément
à la norme AISI S905, Test Methods for Mechanically Fastened
Cold-Formed Steel Connections. Les données d'essai obtenues
des essais sur des diaphragmes en vraie grandeur et de petits
éléments ont été analysées et des équations prévisionnelles ont
été mises au point pour la résistance et la rigidité du système de
diaphragmes de tablier en acier. Pour les autres conditions de diaphragmes de tablier en acier
(p. ex. profilé de tablier, calibre de tôle, remplissage de béton,
etc.), non représentées dans les tableaux de la présente section,
utiliser le logiciel Profis DF Diaphragm de Hilti ou se reporter au
rapport ICC-ES ESR-2197.
En raison de leur simplicité et de leur utilisation générale, les
équations de la méthode de la 3 e édition du manuel Diaphragm
Design Manual publié par le Steel Deck Institute (SDI) (DDM03)
servent de base pour déterminer la résistance et la rigidité des
diaphragmes de tablier en acier. Des valeurs de résistance
et de rigidité des fixateurs Hilti particuliers et des facteurs de
pondération de corrélation des données d'essai ont été mis au
point pour assurer une précision des résultats d'essai de 95 % ou
plus conformément aux exigences de l'ICC-ES AC43.
S nc = Q f x
Les données de calcul résultantes sont consignées dans la
présente section ainsi que dans les rapports ICC-ES ESR-2776
(vis SLC Hilti), ESR-3592 et ESR-2197 (vis HWH n o  10 Hilti).
Calcul : Les équations utilisées pour le calcul de la résistance (S)
et du facteur de rigidité (G') ou de flexibilité (F) des diaphragmes
de tablier en acier avec les fixateurs d'ossature X-HSN 24,
X-ENP-19 L15 ou S-MD 12-24x1 5/8 M HWH5 Hilti et les vis de
couturage (SLC) Hilti sont fournies. Les numéros des équations
entre parenthèses correspondent aux numéros des équations
figurant dans le manuel DDM03 du SDI. Les variables des
équations de calcul nécessaires lors des applications courantes
des diaphragmes de tablier en acier sont données aux tableaux 7
à 9. Les facteurs de conversion pour le calcul aux contraintes
admissibles (ASD), le calcul des facteurs de résistance de charge
(LRFD) et le calcul aux états limites (LSD) fournis au tableau 11
doivent être appliqués aux valeurs déterminées à partir des
équations de calcul afin de produire la résistance admissible au
cisaillement du diaphragme, S ASD ou la résistance pondérée au
cisaillement du diaphragme, S LRFD ou S LSD , respectivement. Les
valeurs de résistance au cisaillement calculées des diaphragmes
S ASD , S LRFD ou S LSD ne tiennent pas compte du flambage des
tabliers en acier et doivent être comparées à la valeur de
résistance au cisaillement de flambage appropriée, S flambage ,
donnée au tableau 12. Se reporter aux sections 1.2, 1.3 et 1.4
pour les tables de résistance au cisaillement et de rigidité des
diaphragmes précalculées pour les fixateurs X-HSN 24, X-ENP-19
et S-MD 12-24x1 5/8 M HWH5, respectivement.
Les équations de calcul et les valeurs de charge figurant dans
la présente section touchent les panneaux de tablier en acier
de 36 po de largeur à nervures de 1 1/2 po de largeur (tablier B
ou tablier BI) et se limitent aux patrons de fixation illustrés à la
figure 16 et aux entraxes des vis de couturage supérieurs à 3 po
conformément au tableau 10.
Équations de calcul de la résistance des diaphragmes de
tablier en acier :
S = P n = (2 x α + 2 x α + n ) x Q f , plf
ne
1
2
e
<
<
S ni = {2 x A x (λ - 1) + B} x
N 2 x B 2
Q f , plf
<
, plf
(Éq. 2.2-2)
(Éq. 2.2-4)
(Éq. 2.2-5)
< 2 x N 2 + B 2
S n = le moins de S ne , S ni , et S nc , plf
S = c x S n , plf
avec :
B = n s x α s +
λ = 1-
1
w 2
1,5 x < v
240 x t
x [ 2 x 2 x S ( x p2 ) + 4 S ( x e2 ) ]
≥ 0,7 α s =
Q s
Q f
où :
t = épaisseur nominale du tablier en acier, po (se reporter au
tableau 6)
w = largeur de tablier
N = nombre de fixateurs par longueur unitaire sur toute la largeur,
pi -1
x e = x p = distance entre l'axe d'un panneau et tout fixateur dans un
panneau aux supports d'extrémité (x e ) ou de panne (x p )
S = résistance nominale au cisaillement de diaphragme, plf
< v = portée, pi
< = longueur de panneau = 3 x < v , pi
n e = n s = 3 x < v x 12 ÷ (entraxe des vis de couturage en pouces)
c = facteur de corrélation pour l'effet du système de diaphragmes
Se reporter aux tableaux 7 et 8 pour la description et les valeurs
des autres variables pour des conditions courantes.
Soulèvement et charge combinée :  Les charges admissibles
permettant de résister aux forces de soulèvement sont données
dans les sections propres à chaque fixateur d'ossature. Se
reporter à la section 4.10 du manuel DDM03 du SDI pour
connaître l'interaction combinée entre le soulèvement dû à
la traction et le cisaillement des diaphragmes. Les calculs
du soulèvement et de la charge combinée sont illustrés dans
l'exemple de problème donné à la fin de la présente section, aux
pages 22 et 23.
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