Technologie de la fixation
Ancrage — Principes et conception-calcul 3.1
3.1.11 S
errage au couple
et précontrainte par
prétension des chevilles
Le serrage au couple vise à induire une force de traction dans le
boulon d'ancrage. Il est donc important qu'au moment de la mise
en place de la cheville, la relation couple-traction associée à l'écrou,
à la rondelle et à la tige filetée corresponde le plus possible aux
exigences de conception prévues (conditions en usine). Il est donc
conseillé de garder les pièces dans leur emballage pour éviter leur
contamination par la poussière, l'huile, ou toute autre matière jusqu'à
leur mise en place. Il faut souligner que les dommages causés
aux filets de la cheville par suite de chocs ou d'une tentative de
redressement après la pose peuvent modifier de façon importante la
relation couple-traction et entraîner un mauvais fonctionnement de la
cheville sous charge, y compris la rupture. De même, la lubrification
des filets peut occasionner des précontraintes excessives au moment
du serrage au couple de la cheville, ce qui peut également entraîner
une rupture.
Il existe trois raisons pour serrer une cheville au couple au moment
de sa mise en place dans le béton ou la maçonnerie :
1. Produire un effort de serrage afin d'éliminer le jeu entre les
pièces assemblées. Il faut souligner qu'on ne suppose pas
que cet effort de serrage soit suffisant pour permettre la
détermination de la résistance au cisaillement de la cheville
d'après le frottement de la plaque d'assise (p. ex. dans les
assemblages antiglissement), et ce, en raison de la perte des
efforts de serrage au fil du temps.
2. Produire une précharge en traction dans la cheville à laquelle
s'oppose une précompression correspondante du matériau
support (béton ou maçonnerie). La précharge vise à réduire le
déplacement d'une cheville soumise à des charges de service
ainsi que la fatigue causée par les surcharges cycliques.
3. Vérifier si la cheville résistera à la précharge de traction produite
par le couple recommandé. Cette vérification aide à réduire la
probabilité que la cheville soit vraiment mal mise en place et
qu'un matériau support complètement inapproprié soit utilisé.
La précharge induite dans la cheville diminue avec le temps en raison
d'une relaxation dans le béton et, à un degré moindre, dans les filets
du boulon. Le resserrage au couple des chevilles peut augmenter le
niveau de précontrainte résiduelle.
On ne doit pas se fier à la précharge de la cheville lorsqu'il y a risque
de fissuration du béton (p. ex. en présence de charges sismiques).
3.1.12 Calcul de la résistance à la
fatigue des chevilles
Le calcul de la résistance à la fatigue des éléments structuraux peut
constituer un aspect important de la conception de l'assemblage. Le
lecteur doit se reporter aux normes pertinentes pour obtenir d'autres
renseignements à cet égard. Le calcul de résistance à la fatigue doit
tenir compte des éléments ci-après :
1. L'utilisation de la précharge pour prévenir la fluctuation des
contraintes auxquelles est soumise le fût de la cheville n'est pas
toujours fiable en raison de la perte graduelle des contraintes
avec le temps, en particulier lorsqu'il existe un risque de
fissuration du matériau support et du fait que de nombreux
types de chevilles ne présentent pas une longueur entre repères
suffisante pour permettre d'assurer un niveau convenable
de précontrainte.
2. Le calcul de la résistance aux charges de fatigue d'un groupe
de chevilles est souvent beaucoup plus important que celui
d'une cheville unitaire en raison de la répartition inégale des
charges. En effet, la répartition des charges est déterminée
par le glissement des chevilles ainsi que par l'espace annulaire
entre la cheville et la plaque d'assise et par le positionnement
précis de la cheville par rapport au trou dans la plaque d'assise.
Ainsi, lorsqu'un groupe de chevilles est soumis à des charges
de fatigue importantes, il est recommandé de remplir l'espace
annulaire entre les chevilles et la plaque d'assise à l'aide de
rondelles soudées, de coulis ou par un autre moyen.
3. Les contraintes de flexion secondaire générées par les
excentricités et le jeu entre les pièces assemblées peuvent
avoir un effet important sur le comportement à la fatigue de
la cheville.
3.1.13 Calcul de la résistance au
feu des chevilles
Les codes du bâtiment ne comportent généralement aucune
exigence en ce qui concerne le calcul de la résistance au feu
des chevilles. Toutefois, on peut présumer que les éléments
d'assemblage dans le béton et la maçonnerie qui sont soumis à des
charges permanentes et à des surcharges soutenues doivent être
protégés contre l'exposition au feu de la même façon que le sont
les autres éléments en acier, p. ex. par l'utilisation d'un matériau
coupe‑feu ou d'un revêtement en béton.
Dans certains cas, il peut être nécessaire de déterminer le temps
pendant lequel des chevilles non protégées peuvent résister au
feu. Le calcul de la résistance au feu des chevilles dépend de la
disponibilité des données d'essai sur le rendement des chevilles
sous charge selon une courbe temps-température normalisée
(p. ex. ASTM E 119, ISO 834).
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