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Relevé des poutrelles existantes pour renforcement |
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 | :: Stéphane Gauthier, ing.
Ingénieur
Canam Canada
Pour en connaître davantage au sujet de Stéphane Gauthier. |
Dans cet article :
Dans un article précédent du bulletin technique Canam Info-Tech, (Évaluation et types de renforcement des poutrelles dans les bâtiments en acier, novembre 2007), je vous ai parlé des types de renforcements utilisés pour des poutrelles existantes dans l’éventualité où il y aurait de nouveaux cas de chargements.
L’analyse du renforcement exige, a priori, de connaître en détails toutes les propriétés de la poutrelle existante afin de baser nos hypothèses de calcul à partir des éléments de conception et de fabrication originaux. Dans le cas où les documents de conception originaux sur les poutrelles ne sont plus accessibles chez Canam, il est alors requis, pour le concepteur du bâtiment d’effectuer un relevé que l’on nomme Relevé de poutrelles directement au chantier. Le but de cet article est de vous donner toute l’information nécessaire afin que vous puissiez produire un relevé complet en n’omettant aucun détail.
:: Géométrie
La géométrie est le point de départ de l’analyse. Elle nous informe sur le cheminement des efforts dans les membrures et les longueurs de ces dernières. Il est primordial de déterminer la longueur d’axe en axe ainsi que la profondeur hors-tout de la poutrelle. De plus, la localisation des points de panneaux, i.e. la rencontre des axes entre les membrures d’âme et les membrures principales, est aussi requise pour toutes les membrures. Par exemple, les points de panneaux sont donnés par rapport à l’axe de référence se trouvant à la gauche de la figure.
Membrure supérieure :
- 583 mm
- 1091 mm
- 1701 mm
- etc.
Les points de panneaux sont aussi donnés les uns par rapport aux autres. Membrure supérieure :
- 583 mm
- 508 mm
- 610 mm
- etc.
L’une ou l’autre des méthodes est acceptable. Veuillez prendre note que les points de panneaux sont différents à la membrure supérieure et à la membrure inférieure. Il existe plusieurs types de géométries. Pour en connaître davantage, consultez la page 25 du Catalogue de poutrelles Canam.
:: Les positions sont données par rapport à la ligne de référence gauche
Figure1 : exemple d’une géométrie
Pour une meilleure visualisation de la géométrie, veuillez cliquer ici. 
:: Profilés
Il est important de connaître, et ce pour toutes les membrures de la poutrelle, les types de profilés ainsi que leur caractéristiques distinctes. Selon l’année et l’endroit de la fabrication, les types de profilés peuvent changer considérablement. De plus, certains des profilés utilisés dans le passé ne sont plus disponibles.
Les membrures principales (supérieure et inférieure) sont généralement composées de cornières doubles dos à dos. Ces cornières peuvent être profilées à chaud ou à froid. Le profilé roulé à froid se distingue par son coin extérieur arrondi (Figure 2). Cette caractéristique doit être notée sur le relevé. Certaines cornières ont des côtés égaux tandis que d’autres ont des côtés inégaux. L’espacement (gap) entre les membrures doit être noté lorsqu’il y a utilisation de profilés doubles.
Figure 2 : profilés de type cornière
Le matériel utilisé pour les membrures d’âme diffère considérablement des membrures principales :
- barres rondes ou carrées
- sections en « U »
- cornières profilées à froid ou à chaud
- sections en « HSS »
Il peut même y avoir des membrures combinant deux types de profilés soudés ensemble, comme par exemple, une barre ronde avec cornière additionnelle. Pour chaque type de profilé, il est important de connaître toutes les dimensions respectives :
- diamètre
- largeur
- profondeur
- épaisseur
Lors de la production du relevé, il est important de mesurer les caractéristiques de toutes les membrures d’âmes. Il peut arriver que le type de membrures soit le même sur toute la longueur de la poutrelle mais que l’épaisseur du matériel diffère d’un panneau à un autre. Une attention particulière doit être portée à l’épaisseur de peinture qui varie selon le type de peinture, le nombre de couches, etc.
Afin de vous faciliter la tâche, l’utilisation d’outils tels que le pied à coulisse et un micromètre est fortement suggérée (Figure 3). À titre de référence, vous pouvez utiliser les tables de profilés du Catalogue de poutrelles Canam. Vous y trouverez la liste des profilés de toutes les usines canadiennes.
Figure 3 : micromètre et pied à coulisse
:: Soudure
En ce qui concerne la soudure, il n’est pas facile de déterminer le diamètre du cordon et sa longueur dû à l’accès difficile entre les membrures. L’utilisation d’une jauge de contrôle pour dimensions de soudure (fillet weld gage), montré à la Figure 4, peut s’avérer utile lorsque l’accessibilité au cordon est possible. La résistance du cordon sera cependant calculée selon le diamètre effectif déterminé par l’épaisseur des pièces soudées.
Figure 4 : jauge de contrôle pour dimensions de soudure
:: Système de retenue latérale
Les conditions de retenues latérales existantes sont aussi très importantes. Alors, les positions des lignes d’entretoises et le type (horizontales ou en « X ») doivent être déterminées. Un système de retenue latérale spécial peut avoir été utilisé, c’est-à-dire des conditions d’attache autres que les soudures par le tablier métallique (voir l’article 16.8 de la norme CAN/CSA S16-01 dans le Catalogue de poutrelles Canam). Dans certains cas très particuliers, des connecteurs spéciaux peuvent avoir été utilisés pour connecter la membrure supérieure. Il est alors important de connaître les types de connecteurs ainsi que leurs espacements.
:: Cales d’espacement ou plaques de liaison
L’utilisation de cales est une pratique courante dans le cas des membrures qui travaillent en compression. Elles sont utilisées afin de réduire la longueur d’élancement des pièces jointes. Il est donc nécessaire de connaître leur quantité et leur emplacement car elles font partie intégrante de la poutrelle. (Figure 5)
Figure 5 : cales d’espacement
:: Grades
Il est impossible de connaître le grade d’acier d’une pièce avec une simple inspection visuelle. Pour connaître le grade, vous devez communiquer avec votre bureau régional de Canam. Canam possède un registre des grades utilisés par le passé selon les types de profilés. Chez Canam, les informations relatives aux grades d’acier sont compilées depuis 1961, soit l’année marquant le début de la production de poutrelles à notre usine de Saint-Gédéon-de-Beauce.
:: Siège
La profondeur et la longueur du siège sont des données qui ne sont pas indispensables mais elles sont très utiles pour connaître le cheminement de l’effort transféré sur la pièce porteuse (Figure 6).
Figure 6
:: Critères de chargement
Le concepteur du bâtiment est responsable de fournir toutes les charges et critères de conception qui s’y appliquent. Toutes informations sur les charges existantes ainsi que les nouvelles charges doivent être spécifiées. Dans le cas de chargements spéciaux, tous les détails sont importants :
- la charge elle-même
- sa position
- son type
Comme vous pouvez le constater, connaître toutes les informations relatives à un relevé complet exige beaucoup de rigueur. Plus le relevé est complet, plus il est facile de faire une analyse précise pour le renforcement. Un manque d’informations amènera Canam à utiliser des hypothèses conservatrices.
Il est important de savoir que les éléments discutés dans cet article sont basés sur des pratiques de fabrication ou d’installation standard, mais il existe de nombreuses autres alternatives de connexions, de conditions d’assemblages et de fabrication qui peuvent être employées. Afin de vous simplifier la tâche, nous avons créé un document dont vous pouvez vous servir lors d’un relevé de poutrelles existantes au chantier, je vous propose de télécharger le modèle présenté ci-dessous (Figure 7).
Figure 7 : Relevé de poutrelles
:: Questions techniques
Pour tout besoin d’assistance technique, n'hésitez pas à consulter nos spécialistes à l’une ou l’autre des adresses courriel suivantes : , , et .
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