Vérification normative des soudures (EN)

Les soudures d'angle sont vérifiées selon l'EN 1993-1-8. La résistance des soudures bout à bout est supposée égale à celle du métal de base et n'est pas vérifiée.

Soudures d'angle

Résistance de calcul

La redistribution plastique dans les soudures est utilisée pour éviter automatiquement les singularités de contraintes dans les éléments de soudure et pour redistribuer la contrainte le long de la longueur de la soudure. La résistance de la soudure correspond approximativement au calcul manuel, et la contrainte est correctement répartie pour des cas complexes, comme la soudure sur une semelle non raidie (EN 1993-1-8 – § 4.10). La contrainte dans la section de gorge d'une soudure d'angle est déterminée selon l'EN 1993-1-8, § 4.5.3. Les contraintes sont calculées à partir des contraintes dans l'élément de soudure. Le moment de flexion autour de l'axe longitudinal de la soudure n'est pas pris en compte.

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

Taux de travail de la soudure

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

où :

• σ_w,Ed – contrainte équivalente dans la soudure
• σ_w,Rd – résistance de la soudure
• β_w – facteur de corrélation (EN 1993-1-8 – Tableau 4.1)
• f_u – résistance ultime, choisie comme la plus faible des deux matériaux de base assemblés ou selon le matériau choisi par l'utilisateur
• γ_M2 – coefficient de sécurité (EN 1993-1-8 – Tableau 2.1 ; modifiable dans les paramètres de la norme)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – contraintes dans la soudure selon la figure ci-dessous :

Toutes les valeurs nécessaires à la vérification sont présentées dans des tableaux. Ut est le taux de travail de l'élément le plus sollicité. Comme la redistribution plastique des contraintes dans la soudure est utilisée, il s'agit du taux de travail déterminant. Utc fournit une information sur le taux de travail le long de la longueur de la soudure. Il s'agit du rapport entre la contrainte réelle dans tous les éléments de la soudure et la résistance de calcul en contrainte sur toute la longueur de la soudure.

Le diagramme de la contrainte équivalente dans la soudure présente la contrainte suivante :

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

Soudures bout à bout

Les soudures peuvent être définies comme des soudures bout à bout. Une pénétration complète est considérée pour les soudures bout à bout ; ces soudures ne sont donc pas vérifiées.

Dispositions constructives

L'épaisseur minimale des plaques des assemblages soudés est vérifiée selon l'EN 1993-1-8 – 4.1(1) :

• Pour un profil creux en acier, l'épaisseur de la plaque doit être d'au moins 2,5 mm
• Pour les autres plaques, l'épaisseur de la plaque doit être d'au moins 4 mm

L'épaisseur de gorge maximale des soudures d'angle est vérifiée pour les plaques parallèles. Une erreur est émise lorsqu'une telle soudure n'est pas réalisable en raison de contraintes géométriques.

L'épaisseur de gorge minimale des soudures d'angle doit être d'au moins 3 mm selon l'EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Une erreur est émise lorsque cette exigence n'est pas satisfaite.

Un avertissement est émis lorsque l'épaisseur de gorge de la soudure est supérieure à l'exigence de la DIN EN 1993-1-8 – NA à 4.5.2 :

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

où :

• $a$ – épaisseur de gorge de la soudure
• $t_{max}$ – épaisseur de la plaque assemblée la plus épaisse 
• les unités doivent être en [mm]

Une information est émise lorsque l'épaisseur de gorge de la soudure est inférieure à l'exigence de ductilité minimale des assemblages soudés de la FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Cette exigence est vérifiée pour les soudures d'angle double face par :

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

où :

• $a$ – épaisseur de gorge de la soudure
• $t$ – épaisseur de la plaque assemblée par le bord
• $\beta_w$ – facteur de corrélation de la soudure 
• $\gamma_{M2}$ – coefficient de sécurité pour les boulons et les soudures ; modifiable dans les paramètres de la norme
• $f_y$ – limite d'élasticité de la plaque
• $f_u$ – résistance ultime de la soudure
• $\gamma_{M0}$ – coefficient de sécurité pour les plaques ; modifiable dans les paramètres de la norme

L'épaisseur de gorge d'une soudure d'angle simple face est deux fois supérieure à celle d'une soudure d'angle double face.