Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1

Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Les sections suivantes décrivent les solutions de fixation des tôles
Hilti pour les secteurs de l'acier et des métaux. Ces solutions
se composent de fixateurs pistoscellés à poudre et de vis qui
permettent à l'installateur d'atteindre un rendement supérieur et une
qualité élevée convenant aux exigences de l'application en question.
Fixateurs d'ossature X-EDN19/X-EDNK22
pour solive composée
Les systèmes de fixation des tôles Hilti sont des solutions de
rechange aux soudures conformes aux codes et offrent de
nombreux avantages au propriétaire de l'immeuble, au concepteur
et à l'installateur. Les systèmes de fixation de charpente sont
composés de fixateurs à poudre pour la fixation d'une vaste gamme
de profilés de tabliers en acier à l'acier de charpente et aux solives
ajourées en acier ou aux solives composées. Les systèmes de
fixation de recouvrements latéraux sont composés de vis pour la
fixation de panneaux de tablier en acier aux panneaux adjacents.
Fixateur d'ossature X-ENP-19
pour acier de charpente
Vis de couturage SLC-01
et SLC-02
Les systèmes de fixation de tôlerie Hilti ont fait l'objet d'évaluations
très approfondies et possèdent toutes les homologations relatives
aux codes du bâtiment pertinentes, y compris ICC-ES, COLA, FM,
UL et ABS.
Veuillez vous reporter aux sections 3.5.2, 3.5.3 et 3.5.4 pour de plus
amples renseignements sur les homologations, évaluations et limites
d'application spécifiques du produit.
Afin de faciliter et d'accélérer la conception-calcul et la sélection
des fixateurs de tôlerie HIlti, Hilti a mis en œuvre le révolutionnaire
logiciel Profis DF Diaphragm. Ce logiciel d'élaboration de conception
et de devis comprend une fonction puissante d'optimisation de
la conception pour mettre au point les solutions de conception
des tabliers en acier les plus économiques et les plus fiables.
L'établissement de propositions de devis de projets comprenant
les fixateurs de tôlerie Hilti est également simplifiée grâce à un
générateur automatique de calcul et de propositions de devis.
Visitez le centre technique des tabliers Hilti pour télécharger votre
copie ou demandez à votre ingénieur externe ou à votre gérant de
comptes – Acier et métaux Hilti des détails dès aujourd'hui.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.1 Notations et terminologie
3.5.1.1.1 Notations — fixateurs
pour tôles
3.5.1.1.3 Terminologie — pose de
tôles
DX
= terminologie Hilti pour la technologie de fixation
directe par pistolet de scellement à poudre
Arrachement (pullover) – Mode de rupture caractérisé par le
soulèvement de la tôle, le fixateur ou la rondelle restant en place.
ENP
= fixateur Hilti pour fixer les tôles de tablier sur les
profilés de charpente en acier au moyen des pistolets
de scellement à poudre DX 76 et DX 860-ENP
(X-ENP19 L15)
Brûlure (burn through) – Perforation accidentelle de la tôle
associée aux opérations de soudage.
F
= facteur de flexibilité de diaphragme, micropouce/lb
(mm x 10-6/N)
G'
= rigidité au cisaillement du diaphragme lb/po
(N/mm x 10-6)
HSN
= fixateur à cisaillement élevé Hilti pour l'assemblage
de tôles sur des solives composées au moyen des
pistolets de scellement à poudre DX 860-HSN et
DX 460-SM (X-EDN19 THQ12, X-EDNK22 THQ12)
q
= cisaillement admissible de diaphragme, plf (N/mm)
Qf
= résistance structurale du connecteur, lb (kN)
Qs
= résistance de fixateur, tôle dans tôle, lb (kN)
Sf
= facteur de flexibilité de fixateur, tôle dans l'ossature,
po/kip (mm/kN)
Ss
= facteur de flexibilité de fixateur, tôle dans tôle,
po/kip (mm/kN)
tf (t||)
= épaisseur d'aile de la poutre ou de la solive composée
pour tabliers en acier, po (mm)
ICC-ES = International Code Council - Evaluation Service
SDI
= Steel Deck Institute
ICTAB
= Institut canadien de la tôle d'acier pour le bâtiment
Calibre (gauge) – Mesure de l'épaisseur des tôles. Se reporter à la
section 3.5.1.7 pour connaître les calibres de tôle courants.
Cartouche de poudre (powder-actuated cartridge) – Enveloppe
de métal renfermant la poudre utilisée comme charge propulsive
des pistolets de scellement. Le terme utilisé dans la norme ANSI
A10.3 est « cased powder load ».
Embossage (button punch) – Méthode d'assemblage mécanique
de tôles de tablier à recouvrement emboîté (BI) au moyen d'un outil
de sertissage spécial.
Fixateur de scellement au pistolet (powder-actuated fastener
[PAF]) – Clou ou goujon fileté pouvant être enfoncé dans l'acier, le
béton ou la maçonnerie. Ce type de fixateur peut comporter une
rondelle qui assure le serrage de l'élément à fixer sur le matériau
support. Aussi désigné sous le nom de fixateur Hilti DX, fixateur de
scellement au pistolet à poudre (PAF), fixateur de scellement au
pistolet (PDF), fixateur pistoscellé.
Fixation directe (direct fastening) – Méthode de fixation
n'exigeant aucune préparation, comme le perçage d'avant-trous.
Le pistoscellement, les vis autoperceuses et le soudage en sont
des exemples.
Fixation (fastening) – Assemblage définitif non démontable
comprenant le fixateur, le matériau à fixer et le matériau support.
Fixation temporaire (wind tacking) – Opération qui consiste à
fixer légèrement le bord des tôles de tablier en attente de la pose
des fixateurs prescrits.
3.5.1.1.2 Notations — connecteurs
X-HVB (section 3.5.6)
Matériau à fixer (fastened material) – Élément à fixer au matériau
support.
hr
= hauteur nominale de nervure, po (mm)
Hs
= hauteur de connecteur, po (mm)
Matériau support (base material) – Partie d'un ouvrage qui sert
de base à la fixation (l'acier de charpente et les solives composées
dans le cas des tabliers en acier).
Nr
= nombre de connecteurs par nervure
q
= résistance admissible au cisaillement, lb (kN)
Qn
= résistance nominale au cisaillement, lb (kN)
Rg
= coefficient tenant compte de l'effet de groupe
wr
= largeur moyenne de nervure, po (mm)
Ycon
= distance entre la surface des poutres en acier et la
surface de la dalle de béton, po (mm)
Outil pneumatique (pneumatic tool) – Outil de fixation qui
fonctionne à l'air comprimé.
Panne (purlin) – Pièce de charpente secondaire fixée
horizontalement sur l'ossature principale et qui est destinée à
supporter la couverture du toit.
Patron de fixation (fastener pattern) – Nombre et entraxe des
fixateurs pour chaque élément porteur du tablier.
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Pistolet de scellement à poudre à action indirecte (powderactuated, indirect-acting tool) – Outil de scellement dont la
charge de poudre explosive agit sur un piston intégré qui, à son
tour, assure l'enfoncement du fixateur dans le matériau support.
Un outil satisfait aux exigences de la norme ANSI A10.3 et est
classé outil à basse vitesse quand, au cours des essais, la vitesse
du fixateur le plus léger enfoncé à l'aide de la charge de poudre
la plus puissante est inférieure à 328 fps (100 m/s). Tous les
pistolets de scellement à poudre Hilti utilisés dans le domaine de la
construction sont classés comme outils à basse vitesse.
Poutre (beam) – Un des principaux éléments porteurs horizontaux
dans un bâtiment.
Recouvrement latéral chevauché (nestable sidelap) – Type de
tablier où le bord latéral d'une tôle est constitué d'un creux de
largeur partielle qui chevauche le bord latéral de la tôle adjacente
qui est constitué d'un creux pleine largeur. La fixation est souvent
réalisée à l'aide de vis de couturage autoperceuses.
Recouvrement latéral emboîté [BI] (interlocking sidelap [BI
connection]) – Panneaux de tablier ayant des bords latéraux mâle
et femelle. Les bords mâle et femelle adjacents pénètrent l'un
dans l'autre et sont fixés par embossage, système d'embossage
exclusif, soudage ou vissage.
Recouvrement latéral (sidelap) – Largeur sur laquelle les
tôles adjacentes doivent se superposer (les bords latéraux sont
parallèles aux cannelures des tôles).
Recouvrement transversal ou d'extrémité (endlap) – Largeur
sur laquelle deux tôles adjacentes doivent se superposer à
leur extrémité (bords perpendiculaires aux cannelures) et qui
est généralement de 2 ou 4 pouces. Les tabliers aboutés sans
recouvrement d'extrémité sont utilisés pour certains tabliers en
acier (p. ex. cellulaires).
Retrait (pullout) – Mode de rupture caractérisé par l'extraction du
fixateur du matériau support en acier.
Solive ou poutrelle (joist) – Élément structural qui compose
l'ossature rigide du plancher ou du toit dans un bâtiment.
Soudure de pointage (tack weld) – Soudure ne jouant aucun rôle
structural important et qui sert à fixer temporairement les tôles sur
la charpente porteuse de façon à maintenir le bon alignement des
pièces en attente de la réalisation des soudures finales.
Soulèvement (uplift) – Charge verticale exercée par le vent sur les
tôles de tablier.
Système de fixation (fastening system) – Ensemble comprenant
le fixateur, l'outil de fixation et la source d'alimentation et ayant des
caractéristiques de rendement précises.
Système d'embossage (punch systems) – Mode d'assemblage
mécanique des tôles de tablier à recouvrement emboîté qui
consiste à poinçonner l'acier de façon à créer un rabat qui est
ensuite serti au moyen d'un outil pneumatique breveté.
Tablier à diaphragme (diaphragm deck) – Tablier conçu pour
résister aux charges latérales dues au vent ou aux forces sismiques
en plus des charges de gravité et de soulèvement sous l'action du
vent.
Tablier sans diaphragme (non-diaphragm deck) – Tablier conçu
pour résister aux charges de gravité seulement.
Vis de couturage (stitch screws) – Vis utilisées pour l'assemblage
des bords chevauchants de deux tôles entre les solives ou les
poutres.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.2 Conception-calcul et théorie des diaphragmes de tablier
en acier
3.5.1.2.1 Généralités
Par diaphragme, on entend un assemblage horizontal qui permet
au tablier en acier de résister aux charges dues au vent, aux forces
sismiques et autres efforts latéraux. Par analogie, le diaphragme
est équivalent à une poutre horizontale : les tôles interconnectées
du tablier de plancher ou de toit constituent l'âme de la poutre
dont les ailes sont les poutres périmétriques. Les solives ou les
poutres intermédiaires servent de raidisseurs d'âme. La figure 1,
qui est basée sur les dessins figurant dans le Diaphragm Design
Manual publié par le Steel Deck Institute (SDI), montre un modèle de
diaphragme de tablier de toit.
Habituellement, le calcul des diaphragmes de tablier en acier est
fondé sur les méthodes décrites dans le Diaphragm Design Manual
publié par le Steel Deck Institute (SDI) ou le Technical Manual
(TM) 5-809-10 Seismic Design for Buildings des forces armées
des États-Unis (Tri-Services Design Manual). Les deux méthodes
comprennent des équations qui permettent de calculer la résistance
et la rigidité des diaphragmes en fonction des paramètres suivants :
1. type et épaisseur du profilé de tablier;
2. espacement des pièces de charpente métallique porteuses
ou portée du tablier;
3. type et entraxe des fixateurs (tôle à la charpente);
4. type et entraxe des fixateurs de recouvrements latéraux
(tôle à tôle);
5. coefficients de sécurité (ASD) ou facteurs de résistance
(LRFD/LSD) selon le type de charge (vent, forces sismiques,
autres) et le type de fixation (mécanique, soudée).
Selon la norme AC 43, Acceptance Criteria for Steel Deck Roof
and Floor Systems d'ICC Evaluation Services, les deux méthodes
de calcul sont acceptables. Dans un rapport d'évaluation (ESR)
basé sur l'ICC-ES AC 43, l'ICC reconnaît la conformité au Code
international du bâtiment (IBC). Les fixateurs de tôlerie Hilti figurent
dans le manuel DDM03 du SDI et l'appendice VI et les résultats de
leur évaluation sont publiés dans les rapports ICC-ES ESR-2776 et
ESR-2197 Le rendement des fixateurs de tôlerie Hilti utilisés avec
des systèmes d'emboîtement des tôles exclusifs figure également
dans les rapports ESR-1116, ESR-1735P, ESR-1169 et ESR-1414.
Des recherches supplémentaires de l'industrie portant sur les
charges quasi-statiques et sismiques et cycliques exercées sur
les diaphragmes sont aussi en cours. D'autres homologations et
rapports d'évaluation des systèmes sont en instance.
Figure 1 : Modèle de diaphragme
3.5.1.2.2 Programmes d'essai des fixateurs
De nombreux programmes d'essais portant sur de petits éléments
ou des diaphragmes en vraie grandeur ont été menés sur des
fixateurs de tôlerie Hilti pour évaluer leur rendement.
1. Essais portant sur de petits éléments de connexion
Les essais portant sur de petits éléments de connexion servent
à évaluer la résistance au retrait, la résistance à l'arrachement, la
résistance au cisaillement ainsi que la rigidité des fixateurs, les
tôles et l'acier support étant représentatifs d'une construction
type. Les données sont analysées et insérées dans un modèle
de prévision qui permet de calculer le rendement de plus grands
ensembles ou systèmes de diaphragme de tablier en acier. Ces
essais sont menés conformément aux normes suivantes et sont
illustrés à la figure 2.
•
AISI S905 Test Methods for Mechanically Fastened
Cold-Formed Steel Connections
•
ASTM E1190 Standard Test Methods for Strength of
Power-Actuated Fasteners Installed In Structural Members
•
ICC-ES AC70 Acceptance Criteria for Fasteners Power Driven
Into Concrete, Steel and Masonry Elements
•
ICC-ES AC118 Acceptance Criteria for Tapping Screw
Fasteners
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Figure 2 : Essais portant sur de petits éléments de connexion
2. Essais des systèmes de diaphragmes en vraie grandeur
Les essais en vraie grandeur des diaphragmes visent à évaluer
directement la résistance et la rigidité de plus grands ensembles
de diaphragmes de tablier en acier. Les données obtenues sont
analysées et insérées dans un modèle de prévision qui permet
de calculer différentes configurations d'acier support, de tôles,
de fixateurs et de portées. Ces essais sont menés conformément
aux normes suivantes et sont illustrés aux figures 3, 4 et 5.
•
ICC-ES AC43 Acceptance Criteria for Steel Deck Roof and
Floor Systems
•
AISI S907 Cantilever Test Method for Cold-Formed Steel
Diaphragms
•
ASTM E455 Standard Test Method for Static Load Testing
of Framed Floor or Roof Diaphragm Constructions for
Buildings
Figure 3 : Schémas de bâti d'essai de diaphragme (ICC-ES AC43)
30
i
24 p
pi
0
po
0 po
Figure 4 : Bâti d'essai de diaphragme (AC43)
Laboratoire FSRL (Fastening Systems Research Laboratory), Schaan, Liechtenstein
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
Charge (kips)
Les fixateurs de scellement au pistolet à poudre Hilti sont une
solution de rechange reconnue aux soudures par point et aux vis
autoperceuses couramment utilisées. Ces fixateurs conviennent
aux diaphragmes de tablier de toit ainsi qu'aux diaphragmes de
plancher composites. Hilti offre aux utilisateurs de pistolets de
scellement à poudre une formation conforme à la norme ANSI A10.3
Safety Requirements for Powder-Actuated Fastening Systems.
Les systèmes de fixation mécanique Hilti : des solutions
supérieures pour la fixation des tôles aux ossatures en acier
• Qualité de fixation uniforme
Déplacement (pouce)
Figure 5 : Courbe de déplacement en charge des diaphragmes de
tablier (AC43)
• Rythme de production élevé
• Absence de brûlures ou de dommages aux solives causés par
le soudage
• Rendement supérieur des charges cycliques
3.5.1.2.3 Sélection des fixateurs et mise en place des tôles
(avant la pose des fixateurs)
La sélection du fixateur de tôlerie Hilti à utiliser dépend de
l'épaisseur de l'acier du matériau support, comme l'illustre la
section 3.5.1.3.1. L'installateur de tablier doit utiliser le guide de
sélection des fixateurs Hilti illustré à la figure 6 pour choisir le bon
fixateur. Pour ce faire, il lui suffit d'appuyer l'entaille dont le guide est
muni sur la membrure supérieure de la solive composée ou sur l'aile
de la poutre, puis de glisser le calibre à l'intérieur du guide aussi loin
que possible. Le fixateur Hilti approprié est celui au regard duquel
la case est verte. Quand celle-ci est rouge, c'est que le fixateur
correspondant ne convient pas au matériau support et ne devrait
pas être utilisé pour la fixation des tôles sur le matériau faisant l'objet
du calibrage.
Figure 6 : Guide de sélection des fixateurs de tôlerie Hilti
Pour s'assurer que les tôles sont bien fixées sur les éléments en
acier porteurs, les installateurs de tablier en acier doivent veiller
à placer correctement les tôles et à marquer à l'aide de lignes
l'emplacement des points de fixation. Le marquage de lignes
repères est essentiel quand on doit fixer les tôles de tablier sur des
éléments de charpente en acier de faible épaisseur (tII < 1/4 po),
y compris les solives ajourées en acier. On doit toujours poser
les fixateurs à au moins 3/8 po (10 mm) du bord extérieur de la
membrure supérieure des poutrelles ou de l'aile des poutres en
acier de faible épaisseur. De plus, dans le cas des membrures
supérieures constituées par cornière, les fixateurs doivent être
posés à une distance égale à bx ≤ 8 x tII de l'angle extérieur formé
par les deux ailes. Se reporter à la figure 7 pour la distance des
bords et les dimensions de bx.
Poutre laminée ou profilé à
larges ailes
Membrure supérieure de
poutrelle (cornières)
bx
t||
≥ 3/8 po
t||
≥ 3/8 po
bx ≤ 8 t||
Figure 7 : Distances de rive recommandées
Il faut être particulièrement attentif aux recouvrements d'extrémité
et de coin là où plusieurs tôles adjacentes se chevauchent ou
s'emboîtent. Pour être en mesure de réaliser la fixation quand deux
ou quatre tôles se recouvrent en bout ou en coin, on doit s'assurer
qu'elles sont bien serrées les unes contre les autres ainsi que contre
la charpente en acier porteuse (se reporter à la figure 8). Cette
exigence concerne tous les types de fixation et influe directement
sur le rendement des soudures par point, des vis, des fixateurs
pistoscellés, des embossages et des rivets. Si les recouvrements
d'extrémité et de coin ne sont pas bien serrés, la fixation ne peut
pas être effectuée correctement.
Figure 8 : Chevauchement serré des tôles
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
3.5.1.2.4 Inspection suivant la pose des fixateurs
Dans les projets de construction de tabliers en acier, le contrôle de
la qualité des connexions réalisées entre les tôles et la charpente
en acier porteuse peut présenter des difficultés. Dans le cas des
méthodes de fixation courantes, le contrôle de la qualité peut
présenter des difficultés, car il consiste généralement à effectuer
une inspection visuelle et à vérifier la conformité des dimensions
ou des tailles, ce qui n'est pas toujours suffisant. Pour s'assurer
que la fixation mécanique des tôles réalisée au moyen d'outils
de scellement à poudre est adéquate, on peut avoir recours à
la méthode de vérification sur le terrain décrite dans la présente
section.
L'utilisation de fixateurs mécaniques ne veut pas nécessairement
dire que chaque point de fixation doit être vérifié, sauf indication
contraire de l'ingénieur en structures. Aucune ligne directrice ni
norme du SDI, de l'AWS, de l'AISC ou de l'OSHA ne prescrit le
pourcentage des connexions de tablier qui doit être vérifié ou qui
peut être inapproprié. Cette exigence doit être fixée par l'ingénieur
en structures et l'autorité compétente.
Hilti offre plusieurs services et aides
qui permettent de s'assurer que
les fixations de tablier en acier sont
réalisées correctement dès le départ.
Dans la mesure où l'installateur
de tablier a à cœur le contrôle de
qualité, ces systèmes peuvent
réduire le besoin d'inspection
après la pose des fixateurs. Plus
de mille gérants de comptes et
ingénieurs externes de Hilti peuvent
offrir une formation sur le chantier
aux installateurs. La formation
pratique porte sur l'utilisation
des pistolets de scellement à
poudre Hilti en conformité avec
les exigences de sécurité de la
norme ANSI A10.3, l'emploi du
Figure 9 :
guide de sélection des fixateurs,
Guide de réglage de la
la mise en place appropriée des
puissance Hilti
tôles et le chevauchement des
recouvrements d'extrémité et de
coin, conformément à la section 3.5.1.2.3. La sélection du fixateur,
de l'outil et de la cartouche à utiliser (section 3.5.1.3) ainsi que le
mode d'emploi du guide de réglage de la puissance Hilti (illustré à
la figure 9 et expliqué à la section 3.5.1.3.3) sont aussi des éléments
clés de la formation offerte aux installateurs. De plus, les outils
Hilti DX 860-HSN sont équipés d'une butée de piston qui élimine
pratiquement tout risque de surenfoncement des fixateurs.
Il y a trois facteurs principaux à prendre en compte pour assurer une
fixation appropriée :
1. Emplacements des fixateurs. Les fixateurs doivent être posés à
travers les cannelures ou les creux appropriés, en conformité avec
les plans et le calcul des tabliers de toit et de plancher ainsi qu'au
bon endroit dans l'acier support (se reporter à la section 3.5.1.2.3).
La pointe du fixateur doit pénétrer dans l'élément porteur en acier
(membrure ou aile supérieure), mais pas nécessairement le traverser,
selon la configuration fixateur-tablier-acier support.
2. Serrage de la pièce à fixer sur le matériau support.
Les fixateurs doivent serrer solidement les tôles sur l'acier support
(membrure ou aile supérieure). Il ne doit pas y avoir d'espace visible
entre la tôle et l'acier support ni entre les recouvrements de tôles.
3. Mise en place et état de la rondelle. En général, les bords de
la rondelle doivent retenir solidement la tôle sur l'acier support et
ne doivent pas être relevés par rapport à la surface de la tôle ni
être enfoncés dans celle-ci. Le chapeau des fixateurs X-EDN19 et
X-EDNK22 doit être comprimé et dans le cas du fixateur X-ENP-19,
la marque de piston (empreinte) doit être bien visible sur la rondelle,
comme l'illustre la figure 10.
Marque de
piston
Figure 10 : X-ENP-19 L15 : Marque de piston (empreinte)
Quand l'inspecteur n'est pas en mesure de confirmer que le serrage
est adéquat par l'observation du chapeau ou de la marque de
piston, le guide de réglage de la puissance Hilti peut être utilisé
pour mesurer la saillie de la tête au-dessus de la surface (hNVS). Il
faut souligner que la mesure de la saillie ne permet pas de savoir
si la longueur de scellement est adéquate, sauf si le tablier est
fermement serré sur le matériau support et que ce dernier n'est
ni déformé ni plié. Inversement, la mesure de la saillie de la tête
au-dessus de la surface ne permet pas de confirmer que la fixation
est inadéquate. Si la mesure est légèrement à l'extérieur de la plage,
un examen supplémentaire des trois facteurs à prendre en compte
pour assurer une fixation appropriée donnés ci-dessus doit être
effectué.
Les figures 11 et 12 montrent des exemples d'installations
appropriées et non appropriées des fixateurs Hilti pour solives
composées (X-EDN19/X-EDNK22) et profilés de charpente
(X-ENP-19 L15).
L'inspection du tablier en acier installé et l'installation des
couvertures, de l'isolant et des membranes doivent être faites peu
de temps après l'installation du tablier en acier pour aider à atténuer
la corrosion ou d'autres problèmes qui pourraient survenir par suite
d'une exposition prolongée aux intempéries. Les fixateurs doivent
être complètement protégés des intempéries dans les 180 jours
suivant l'installation.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
hNVS bien
au-dessus de la
plage optimale*
Le chapeau n'est pas
comprimé ni bien appuyé
contre la rondelle et n'assure
pas le serrage approprié de
la tôle sur l'acier support.
Figure 11a : Sous-enfoncement du fixateur X-EDN19/X-EDNK22 (une tôle sur
acier support)
hNVS dans les
limites de la
plage optimale*
Le chapeau est comprimé
et bien appuyé contre la
rondelle et assure le serrage
approprié de la tôle sur
l'acier support.
Figure 11b : Enfoncement adéquat du fixateur X-EDN19/X-EDNK22 (une tôle
sur acier support)
hNVS bien
au-dessous de la
plage optimale*
Les rondelles sont enfoncées
dans la tôle, ce qui cause sa
déformation et celle de l'acier
support.
Figure 11c : Surenfoncement du fixateur X-EDN19/X-EDNK22 (une tôle sur acier
support)
* La plage de saillie optimale (hNVS) pour les fixateurs X-EDN19 et X-EDNK22 est de 5 mm ≤ hNVS ≤ 9 mm.
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
hNVS bien
au-dessus de la
plage optimale*
Marque de piston
(empreinte) non visible
Espace visible entre les
rondelles
Les rondelles n'assurent
pas le serrage approprié de
la tôle sur l'acier support.
Figure 12a : Sous-enfoncement du fixateur X-ENP-19 (une tôle sur
acier support)
hNVS dans les
limites de la plage
optimale*
Marque de piston (empreinte)
bien visible
Les rondelles sont bien
appuyées l'une sur l'autre et
assurent le serrage adéquat
de la tôle sur l'acier support.
Figure 12b : Enfoncement adéquat du fixateur X-ENP-19 (une tôle sur
acier support)
hNVS bien
au-dessous de la
plage optimale*
Les rondelles sont enfoncées
dans la tôle, ce qui cause sa
déformation et celle de l'acier
support.
Figure 12c : Surenfoncement du fixateur X-ENP-19 (une tôle sur
acier support)
* La plage de saillie optimale (hNVS) pour le fixateur X-EDN19 est de 8,2 mm ≤ hNVS ≤ 9,8 mm.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.3 Sélection des fixateurs, des outils et des cartouches
Solutions pour les travaux dans les solives composées (solives ajourées) (se reporter à la section 3.5.2)
DX 460-SM
SLC 01
DX 860-HSN
SLC 02
HWH
no 10
SLC 02
HWH
no 10
X-EDN19 THQ12 ou X-EDNK22 THQ12
Solutions pour les travaux dans l'acier de charpente (se reporter à la section 3.5.3)
SDT 30
DX 76
SLC 01
X-ENP-19 L15
DX 860-ENP-L
SDT 30
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
3.5.1.3.1 Gamme de fixateurs
Tableau 1 – Fixateurs pour solives composées et profilés de charpente en acier de faible
épaisseur (se reporter à la section 3.5.2)
Matériau support1
Type de fixateur2
Outil d'installation recommandé
X-EDN19 THQ123
Solive composée et profilé de charpente
3/16 po (5 mm) ≤ tf ≤ 3/8 po (10 mm)
DX 860-HSN
X-EDNK22 THQ12
Solive composée
1/8 po (3 mm) ≤ tf ≤ 1/4 po (6 mm)
DX 860-HSN
1 La résistance à la traction du matériau support en acier (fu) doit être comprise entre 58 et 91 ksi pour les épaisseurs d'acier support (tf) inférieures
ou égales à 5/16 po. Pour le fixateur X-EDN19 THQ12 dans des épaisseurs d'acier support (tf) supérieures à 5/16 po, être comprise entre 58 et
68 ksi.
2 Les fixateurs X-EDN19 et X-EDNK22 conviennent à tous les types de tabliers, sauf les tôles de type A.
3 Ce fixateur peut être utilisé avec l'acier de charpente dont l'épaisseur se situe dans la plage indiquée.
Tableau 2 – Fixateurs pour profilés de charpente en acier (se reporter à la section 3.5.3)
Matériau support1
Acier de charpente, acier de charpente
trempé et solives composées épaisses
tf ≥ 1/4 po (6 mm)
Type de fixateur2
Outil d'installation recommandé
X-ENP-19 L15
DX 860-ENP-L
1 La résistance à la traction du matériau support en acier (fu) doit être comprise entre 58 et 91 ksi pour toutes les épaisseurs d'acier support (tf)
supérieures ou égales à 1/4 po.
2 Les fixateurs X-ENP-19 L15 conviennent à tous les types de tabliers, sauf les tôles de types A et F.
Tableau 3 – Fixateurs pour recouvrements latéraux tôle à tôle (se reporter à la section 3.5.4)2
Calibres de tôle
Type de fixateur1
Outil d'installation recommandé
S-SLC 01 M HWH
18 à 26
SDT 30
3
S-SLC O2 MHWH
16 à 22
SDT 30
Vis HWH no 10 Hilti
SDT 30
16 à 26
1 Utilisation avec tous les types de tôles à recouvrement chevauché ou de tôles à recouvrement emboîté vissable.
2 D'autres types de vis de couturage sont possibles avec les fixateurs pistoscellés Hilti. Se reporter à la 3e édition du manuel Diaphragm Design
Manual publié par le Steel Deck Institute (SDI) (DDM03).
3 L'utilisation des vis S-SLC 01 M HWH dans les tabliers en acier de calibre 18 est recommandée uniquement pour les tabliers en acier ayant une
résistance à la traction normale (45 ≤ fu≤ 65 ksi). Pour les tabliers en acier de calibre 18 ayant une résistance à la traction élevée (fu > 65 ksi), utiliser
les vis S-SLC 02 M HWH.
Capuchons étanches
Le SDK2 est un capuchon étanche en acier inoxydable SAE 316
muni d'un joint en néoprène. Ce bouchon est posé sur la tête du
fixateur X-ENP-19 à l'aide de l'outil de pose
manuel SDK2. Pour les tabliers en acier
extérieurs, le capuchon SDK2 procure une
protection additionnelle contre la corrosion
Outil de pose SDK2
qui répond aux exigences du code IBC.
Capuchon étanche
SDK2
X-ENP-19 L15
hnvs = 8,2 mm à 9,8 mm
Remarque : Le capuchon étanche et le fixateur doivent être posés correctement pour obtenir une étanchéité à l'eau. Communiquez avec Hilti pour obtenir des précisions.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.3.2 Gamme d'outils
Outils pour solives composées et profilés de charpente en acier de faible épaisseur (se reporter à la section 3.5.2)
DX 860-HSN
L'outil de tôlerie vertical DX 860 HSN est un pistolet de scellement à
poudre entièrement automatique conçu pour fixer les tôles aux matériaux
supports en acier. Proposant une cadence de fixation élevée et un
chargeur de 40 fixateurs, il aide à réduire substantiellement le temps
qu'il faut pour fixer les tabliers. La fixation est possible sur les structures
très minces sans faire appel à une rondelle de soudage. Il convient aux
charpentes en acier de 1/8 po à 3/8 po d'épaisseur. Il s'utilise avec les
fixateurs en bandes X-EDN19 THQ12M et X-EDNK22 THQ12M.
DX 460-SM
L'outil de tôlerie DX 460-SM est un pistolet de scellement à poudre pour
travaux d'intensité moyenne avec réglage de puissance qui sert à fixer
les tôles aux matériaux supports en acier. Il convient parfaitement aux
tabliers à cannelures de 1/2 po ou plus de largeur et aux supports en acier
de 3/16 po à 3/8 po d'épaisseur. Il s'utilise avec les fixateurs en bandes
X-EDN19 THQ12 et X-EDNK22 THQ12.
Outils pour profilés de charpente en acier (se reporter à la section 3.5.3)
DX 860-ENP-L
L'outil DX 860-ENP-L est un pistolet de scellement à poudre totalement
automatique conçu pour fixer les tôles aux poutres en acier de charpente.
Sa capacité est de 1 bande de 40 cartouches et de 4 bandes flexibles de
10 fixateurs X-ENP-19 en chargeurs MXR.
Le DX 860 ENP-L est conçu pour être ergonomique en travaillant debout;
on peut même le charger sans se pencher. Il convient aux tabliers à
cannelures de 3/4 po ou plus de largeur et aux supports en acier de 1/4 po
ou plus d'épaisseur.
DX 76
Le système pour tabliers DX 76 est un ensemble de fixation robuste
composé d'un pistolet de scellement à poudre semi-automatique à basse
vitesse, de fixateurs et de cartouches pour fixer les tôles aux matériaux
supports en acier. Il comporte plusieurs caractéristiques particulières,
comme le réglage de puissance des cartouches, qui permet d'augmenter
la productivité. Il convient aux tabliers à cannelures de 3/4 po ou plus de
largeur et aux supports en acier de 1/4 po ou plus d'épaisseur. Il s'utilise
avec les fixateurs X-ENP-19 unitaires ou en chargeurs MX ou MXR.
Outil de fixation des recouvrements latéraux tablier à tablier (se reporter à la section 3.5.4)
SDT 30
L'outil de tôlerie vertical SDT 30 est un outil de fixation des recouvrements
latéraux des tôles et des ossatures. Utilisé conjointement avec le
DX 860-HSN ou le DX 860-ENP-L, il permet la fixation mécanique
des tôles à une cadence élevée. Le SDT 30 permet de poser de façon
uniforme jusqu'à 50 vis de couturage Hilti dans les tôles à recouvrement
chevauché no 16 à no 26 avant de devoir être rechargé. De construction
robuste, mais confortable, il dispose d'un limiteur de couple à 18 positions
qui permet d'assurer des assemblages de qualité uniforme. Dans un
marché où la concurrence est féroce, le SDT 30 permet des gains de
productivité importants, ce qui est essentiel pour réaliser les travaux à
temps en respectant les budgets.
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
3.5.1.3.3 Sélection des cartouches et du niveau de puissance
Lors de la pose des fixateurs de scellement au pistolet à poudre,
il est important de s'assurer que la saillie de la tête, hNVS, se trouve
dans les limites prescrites. Le guide de réglage de la puissance
Hilti, illustré à la figure 13, constitue une aide précieuse en matière
d'assurance de la qualité pour le contremaître d'installation de
tablier. Ce guide sert principalement au réglage de la puissance
du pistolet de scellement à poudre. Pour choisir la cartouche et
le niveau de puissance appropriés, on installe, avant le début
des travaux, des fixateurs d'essai dans un matériau support
représentatif, puis on mesure la saillie de tête, hNVS. Il s'agit d'une
étape essentielle, compte tenu de la variabilité des valeurs de
résistance de l'acier de charpente (Fy, Fu) et de l'épaisseur des
éléments. En consacrant du temps dès le départ à cette tâche et
en choisissant le système de fixation qui convient aux matériaux
utilisés sur le chantier, on peut éviter la plupart des problèmes de
fixation. On conseille aussi au contremaître de vérifier régulièrement
le travail pendant l'installation afin de repérer les défauts avant que
de grandes parties du tablier soient mal fixées. Si on ne choisit
pas les éléments qui conviennent (fixateur, cartouche et niveau de
puissance de l'outil) avant d'entreprendre les travaux, cela peut
diminuer l'uniformité de la qualité de fixation.
Les couleurs de cartouches offertes
pour les outils de tôlerie Hilti
sont, dans l'ordre croissant de la
puissance, jaune, bleu, rouge et noir.
Tous les outils de tôlerie Hilti sont
munis d'un bouton de réglage de la
puissance allant de 1 à 4.
Les figures 14 et 15 donnent à
l'installateur des indications sur la
couleur de cartouche et la puissance
de réglage recommandées pour
la pose des fixateurs Hilti dans les
solives composées et l'acier de
charpente. Ces lignes directrices
permettent à l'installateur de mettre
à l'essai les fixateurs, comme il est
indiqué ci-dessus, et de s'assurer
qu'il a bien en main sur le chantier les
cartouches de la couleur appropriée.
Avant le début des travaux, l'installateur doit poser un fixateur
d'essai et vérifier la valeur de hNVS en consultant le guide de réglage
de la puissance Hilti. Il règle ensuite, au besoin, la puissance ou
la force qui entraîne le fixateur dans l'acier support. Il y a deux
façons de modifier la puissance. La première consiste à utiliser une
cartouche de couleur différente et la deuxième, à régler la puissance
directement sur l'outil.
Figure 13 :
Guide de réglage de
la puissance Hilti
> 3/4 po
Noir
2
5/16 po
1/4 po
Jaune
4
Rouge 4
ou
noir 1
3/16 po
3/16 po
Jaune
4
Noir
3
5/8 po
Noir
2
3/8 po
Rouge
3
5/16 po
1/8 po
X-EDN19
Épaisseur du matériau support tII [pouces]
Épaisseur du matériau support tII [pouces]
3/8 po
X-EDNK22
Figure 14 : Lignes directrices pour la sélection des
cartouches et du niveau de puissance : pose de fixateurs
dans les solives composées au moyen du DX 860-HSN1
1/4 po
Bleu 3
ou
rouge 1
X-ENP-19
Figure 15 : Lignes directrices pour la sélection des
cartouches et du niveau de puissance : pose de fixateurs
dans l'acier de charpente1
1 Les cartouches recommandées pour le fixateur X-ENP-19 conviennent à tous les outils de tôlerie Hilti actuels utilisés pour la fixation dans l'acier de charpente.
Les cartouches recommandées pour les fixateurs X-EDN-19 et X-EDNK-22 conviennent au DX 860-HSN. Dans le cas de l'outil DX 460-SM, les cartouches
recommandées figurent dans le mode d'emploi. Ces recommandations ne sont données qu'à titre indicatif; elles nécessitent une vérification au chantier.
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.4 Proposition de devis pour tablier de toit
Gérant de comptes Hilti :
Date :
Téléphone :
DDAATT :
Installateur de tablier :
Ingénieur régional externe de Hilti :
Personne-ressource (nom, prénom) :
Téléphone :
Installateur formé par Hilti : l Oui
formation au calendrier
Télécopieur/courriel :
l Non, veuillez inscrire la
Ingénieur responsable :
Personne-ressource (nom, prénom) :
Téléphone :
Télécopieur/courriel :
Nom du projet :
Code postal du projet :
Superficie totale :
Fabricant des tôles :
Code du bâtiment : □ IBC 2012 □ IBC 2009 □ IBC 2006 □ Autre
Code de référence : □ SDI □ ICC-ES □ ICTAB □ Autre
Destinataire de la proposition :
□ Gérant de comptes
□ Installateur de tablier
□ Autre :
Solive
composée
Profilé
Résistance au cisaillement calculée
Zone _______ Portée des supports (pi) _______ Acier des supports
□
□
du diaphragme (plf) ________
Ossature supp. : □ X-ENP-19
Recouvr. lat. supp. : □ Hilti SLC □ Vis no 10 □ Vis no 12
□ Exposition aux intempéries
□ X-EDN19/X-EDNK22
□ Embossage □ Système d'embossage exclusif
Type de tablier Calibre de tôle Type d'ossature Patron d'ossature Type de recouvr. lat. Patron de recouvr. lat. Épaiss. support
□ B (1,5 po)
□ 24
□ 1/2 po PW
□ 36 / □ 9
□ Vis no 10
□ _____/portée
□ < 3/16 po
□ BI (1,5 po)
□ 22
□ 5/8 po PW
□ 30 / □ 7
□ Vis no 12
□ _____po entraxe
□ 3/16 po
□ N (3 po)
□ 20
□ 3/4 po PW
□ 24 / □ 5
□ Embossage
□ 1/4 po
□ Autre
□ 18
□ Vis no 12 ou 14 □ __ / □ 4
□ Soudure linéaire supérieure _______po
□ 5/16 po
□ 16
□ Autre
□3
□ Système d'embossage exclusif
□ 3/8 po
□ __
□ Autre
□ > 3/8 po
Solive
composée
Résistance au cisaillement calculée
Profilé
Zone _______ Portée des supports (pi) _______ Acier des supports
□
□
du diaphragme (plf) ________
Ossature supp. : □ X-ENP-19
Recouvr. lat. supp. : □ Hilti SLC □ Vis no 10 □ Vis no 12
□ Exposition aux intempéries
□ X-EDN19/X-EDNK22
□ Embossage □ Système d'embossage exclusif
Type de tablier Calibre de tôle Type d'ossature Patron d'ossature Type de recouvr. lat. Patron de recouvr. lat. Épaiss. support
□ B (1,5 po)
□ 24
□ 1/2 po PW
□ 36 / □ 9
□ Vis no 10
□ _____/portée
□ < 3/16 po
□ BI (1,5 po)
□ 22
□ 5/8 po PW
□ 30 / □ 7
□ Vis no 12
□ _____po entraxe
□ 3/16 po
□ N (3 po)
□ 20
□ 3/4 po PW
□ 24 / □ 5
□ Embossage
□ 1/4 po
□ Autre
□ 18
□ Vis no 12 ou 14 □ __ / □ 4
□ Soudure linéaire supérieure _______po
□ 5/16 po
□ 16
□ Autre
□3
□ Système d'embossage exclusif
□ 3/8 po
□ __
□ Autre
□ > 3/8 po
Solive
composée
Résistance au cisaillement calculée
Profilé
Zone _______ Portée des supports (pi) _______ Acier des supports
□
□
du diaphragme (plf)
Ossature supp. : □ X-ENP-19
Recouvr. lat. supp. : □ Hilti SLC □ Vis no 10 □ Vis no 12
□ Exposition aux intempéries
□ X-EDN19/X-EDNK22
□ Embossage □ Système d'embossage exclusif
Type de tablier Calibre de tôle Type d'ossature Patron d'ossature Type de recouvr. lat. Patron de recouvr. lat. Épaiss. support
□ B (1,5 po)
□ 24
□ 1/2 po PW
□ 36 / □ 9
□ Vis no 10
□ _____/portée
□ < 3/16 po
□ BI (1,5 po)
□ 22
□ 5/8 po PW
□ 30 / □ 7
□ Vis no 12
□ _____po entraxe
□ 3/16 po
□ N (3 po)
□ 20
□ 3/4 po PW
□ 24 / □ 5
□ Embossage
□ 1/4 po
□ Autre
□ 18
□ Vis no 12 ou 14 □ __ / □ 4
□ Soudure linéaire supérieure _______po
□ 5/16 po
□ 16
□ Autre
□3
□ Système d'embossage exclusif
□ 3/8 po
□ __
□ Autre
□ > 3/8 po
Remarques
Transmettre les formulaires remplis au Soutien technique de Hilti par télécopieur au numéro 918-459-3004 ou par courriel à l'adresse
deck@Hilti.com.
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Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
3.5.1.5 Proposition de devis pour tablier de plancher
Gérant de comptes Hilti :
Date :
Téléphone :
DDAATT :
Installateur de tablier :
Ingénieur régional externe de Hilti :
Personne-ressource (nom, prénom) :
Téléphone :
Installateur formé par Hilti : □ Oui
formation au calendrier
Télécopieur/courriel :
□ Non, veuillez inscrire la
Ingénieur responsable :
Personne-ressource (nom, prénom) :
Téléphone :
Télécopieur/courriel :
Nom du projet :
Code postal du projet :
Superficie totale :
Fabricant des tôles :
Code du bâtiment : □ IBC 2012 □ IBC 2009 □ IBC 2006 □ Autre
Code de référence : □ SDI □ ICC-ES □ ICTAB □ Autre
Destinataire de la proposition :
□ Gérant de comptes
□ Installateur de tablier
□ Autre :
Solive
composée
Profilé
Résistance au cisaillement calculée
Zone _______ Portée des supports (pi) _______ Acier des supports
□
□
du diaphragme (plf)________
Ossature supp. : □ X-ENP-19
Recouvr. lat. supp. : □ Hilti SLC □ Vis no 10 □ Vis no 12
□ X-EDN19/X-EDNK22
□ Embossage □ Système d'embossage exclusif
Type de tablier Calibre de tôle Type d'ossature Patron d'ossature Type de recouvr. lat. Patron de recouvr. lat. Épaiss. support
□ B (1,5 po)
□ 28
□ 1/2 po PW
□ 36 / □ 9
□ Vis no 10
□ _____/portée
□ < 3/16 po
□ BΙ (1,5 po)
□ 26
□ 5/8 po PW
□ 30 / □ 7
□ Vis no 12
□ _____po entraxe
□ 3/16 po
□ N (3 po)
□ 24
□ 3/4 po PW
□ 24 / □ 5
□ Embossage
□ 1/4 po
□ 2 po x 12 po
□ 22
□ Vis no 12 ou 14 □ __ / □ 4
□ Soudure linéaire supérieure____ po
□ 5/16 po
□ 3 po x 12 po
□ 20
□ Autre
□3
□ Autre
□ 3/8 po
□ 9/16 po
□ 18
□ __
□ > 3/8 po
□ Autre
□ 16
□ Béton de densité normale . . . . . □ 3 000 psi
□ Béton léger
. . . . . . . . . □ 3 500 psi
□ 4 000 psi
□ Béton isolant
□
________(pouces) d'épaisseur de béton sur la cannelure supérieure
. . . . . . . . . □ 130 psi
Fonder les calculs sur les connecteurs de cisaillement présents dans les plans.
Tablier fixé selon un patron 36/4 et couturé par embossage à 36 po maximum d'entraxe.
Se reporter au rapport ICC-ES ESR-2197, tableaux 16 à 20, pour obtenir plus de renseignements.
Armature de cisaillement minimale du béton
□ 0,00075 bw s2
Entraxe minimal moyen des connecteurs de cisaillement
□ 12 po
Treillis soudé minimal pour obtenir le cisaillement aux tableaux
□ 6 x 6 – W 1,4 x W 1,4
□ 6 x 6 – W 2,0 x W 2,0
□ 6 x 6 – W 2,9 x W 2,9
□ 6 x 6 – W 4,0 x W 4,0
□ 4 x 4 – W 4,0 x W 4,0
□ 6 x 6 – W 7,5 x W 7,5
□ 6 x 6 – W 8,3 x W 8,3
□ 0,00025 bw s2
□ 18 po
□ 24 po
□ 30 po
□ 36 po
Remarques
Transmettre les formulaires remplis au Soutien technique de Hilti par télécopieur au numéro 918-459-3004 ou par courriel à l'adresse
deck@Hilti.com.
Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013 107
Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.6 Estimation du nombre de fixateurs
Tableau 4 – Fixateurs d'ossature par carré de toit1,2,3
Patron de Entraxe des
fixation
fixateurs
36/11
36/9
36/7
36/5
36/4
36/3
30/6
30/4
30/3
24/5
24/3
24/4
6 po
6 po
6 po
6-12-12-6
12 po
18 po
6 po
6-18-6
12-18
6 po
6 po
8 po
4,0
78
61
53
37
29
21
53
34
24
53
29
41
Espacement des supports, pi
5,0
5,5
6,0
6,5
63
59
53
50
50
45
43
39
43
39
37
34
30
28
26
24
22
22
21
19
17
16
15
14
43
39
37
34
28
26
24
22
20
19
17
16
43
39
37
34
22
22
21
19
34
31
29
27
4,5
69
56
48
33
26
19
48
30
22
48
26
37
Estimation du nombre de vis de
couturage
7,0
46
36
32
23
18
13
32
21
15
32
18
25
8,0
40
33
28
20
16
12
28
19
14
28
16
22
Pour estimer le nombre de vis nécessaire
pour le recouvrement latéral d'un projet
de couverture ou de plancher en tôle,
multiplier la superficie totale du tablier
en pieds carrés par le nombre de vis
d'assemblage requis par portée, puis
diviser le résultat par le produit de la
largeur de tôle et de l'espacement
des solives (tous deux en pieds). Il est
également recommandé de prévoir une
réserve de 5 % pour tenir compte du
gaspillage et des pertes.
Exemple :
Superficie totale :. . . . . . . 50 000 pieds
carrés
1 Le logiciel Profis DF Diaphragm de Hilti permet également d'estimer le nombre de fixateurs requis.
2 Nombre approximatif pour un carré de tablier, soit une superficie de 100 pi2. Ne tient compte d'aucune perte.
Calculs pour des fixations périmétriques à un entraxe de 12 po.
3 Pour les recouvrements à emboîtement, ajouter 15 % aux valeurs données.
Largeur de tôle : . . . . . . . 36 po = 3 pi
3.5.1.7 Dimensions courantes des tôles
Nombre de vis de couturage
par portée : 5
Tableau 5 – Types et dimensions de tablier en acier courants1,3
Épaisseur
courante
6 po
2,5 po
Cal. 16 à 24
1,75 po
36 po
6 po
BI
Cal. 16 à 24
Tableau 6 – Équivalents en pouces
et en millimètres des calibres
d'épaisseur des tôles2,3
2,5 po 3,5 po
1,75 po
1,5 po
B
Nombre de vis requis =
50 000 pi2
x 5 x 1,05 = 17 500
3 pi x 5 pi
Dimensions standard
1,5 po
Type de
tablier
36 po
8 po
2,75 po
Cal. 16 à 22
3 po
N
1,75 po
24 po
0,75 po
6 po
Cal. 18 à 22
0,5 po
36 po
Tablier
composite
1 po
12 po
7,25 po
3 po
Cal. 16 à 22
4,75 po
Tablier à
coffrage
0,75 po
F
1,5 po
1,75 po
Cal. 24 à 28
1,5 po
1 po
Espacement des solives : 5 pi
Calibre
(no)
Épaisseur nominale
des tôles, t
po (mm)
16
0,0598 (1,52)
18
0,0474 (1,21)
20
0,0358 (0,91)
22
0,0295 (0,76)
24
0,0239 (0,61)
26
0,0179 (0,45)
28
0,0149 (0,38)
1 Dimensions types indiquées. Cependant,
l'ingénieur en structures doit toujours vérifier
auprès du fabricant de tôles les dimensions
du produit utilisé, car elles peuvent varier
d'un fournisseur à l'autre.
2 Équivalents en pouces tirés du manuel
Diaphragm Design Manual publié par le SDI.
Équivalents en millimètres tirés du manuel
Design of Steel Deck Diaphragms publié par
l'ICTAB.
3 Grâce au logiciel Profis DF Diaphragm de
Hilti, il est possible d'effectuer les calculs
pour produire des tables de résistance au
cisaillement du diaphragme avec les profilés
de tablier et les calibres de tôle indiqués.
36 po
9/16 po
2,5 po
30 po
108 Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013
Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
3.5.1.8 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.
En raison de leur simplicité et de leur utilisation générale, les
équations de la méthode de la 3e 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.
Les données de calcul résultantes sont consignées dans la présente
section ainsi que dans les rapports ICC-ES ESR-2776 (vis SLC Hilti)
et ESR-2197 (vis HWH no 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 pistoscellés X-EDNK22 THQ12,
X-EDN19 THQ12 ou X-ENP-19 L15 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,
SASD ou la résistance pondérée au cisaillement du diaphragme, SLRFD
ou SLSD, respectivement. Les valeurs de résistance au cisaillement
calculées des diaphragmes SASD, SLRFD ou SLSD ne tiennent pas
compte du flambage des tabliers en acier et doivent être comparées
à la valeur de résistance au cisaillement de flambage appropriée,
Sflambage, donnée au tableau 12. Se reporter aux sections 3.5.2 et
3.5.3 pour les tables de résistance au cisaillement et de rigidité des
diaphragmes précalculées pour les fixateurs X-EDN19/X-EDNK22 et
X-ENP-19, 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.
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.
Équations de calcul de la résistance des diaphragmes de
tablier en acier :
Sne =
Pn
Qf , plf
= (2 x α1 + 2 x α2 + ne) x
Sni = {2 x A x (λ - 1) + B} x
Snc = Qf x
Qf , plf
N2 x B2
, plf
x N2 + B2
2
(Éq. 2.2-2)
(Éq. 2.2-4)
(Éq. 2.2-5)
Sn = le moins de Sne, Sni, et Snc, plf
S = c x Sn , plf
avec :
1
x [ 2 x 2 x ( xp2 ) + 4 ( xe2 ) ]
w2
1,5 x v
Q
λ = 1≥ 0,7
αs = s
240 x t
Qf
B = ns x αs +
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
xe = xp = distance entre l'axe d'un panneau et tout fixateur dans un
panneau aux supports d'extrémité (xe) ou de panne (xp)
S = résistance nominale au cisaillement de diaphragme, plf
v = portée, pi
= longueur de panneau = 3 x v, pi
ne = ns = 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 114 et 115.
Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013 109
Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
Équations de calcul des facteurs de rigidité et de flexibilité des
diaphragmes de tablier en acier :
Ext
G' =
3,78 + 0,9 x Dn + C , kips/po
(Éq. 3.3-3)
Avec :
t
C = 29 500 x
x Sf x
w
Dn =
1 000 , micropouces/lb
F=
G'
D
(
1
Sf
Ss
α1 + α2 + ns x
)
x x 12 (Éq. 3.3-1)
(Éq. 3.3-2)
x 12
Se reporter aux tableaux 7 et 9 pour la description et les valeurs des
autres variables pour des conditions courantes.
E = module d'élasticité de l'acier = 29 500 ksi
Tableau 7 – Valeurs des variables de l'équation de la résistance (S) et du facteur de rigidité (G') des diaphragmes
Patron
de
fixation
Type de
tablier
Tablier B
ou
tablier BI à
cannelures
de 1 1/2 po
de largeur
Facteur de
distribution
α1 – extrémité
Facteur de
distribution
α2 – panne
xe2,
po2
xp2,
po2
Constante D-gauchissement, po
N,
pi-1
A
Cal. 22
Cal. 20
Cal. 18
Cal. 16
36/11
3,667
3,667
1 944
1 944
2
3,000
1 548
1 164
756
540
36/9
3,000
3,000
1 656
1 656
2
2,333
1 548
1 164
756
540
36/7
2,000
2,000
1 008
1 008
1
2,000
1 548
1 164
756
540
36/5
1,667
1,667
936
936
1
1,333
9 096
6 804
4 464
3 144
36/4
1,333
1,333
720
720
1
1,000
12 864
9 624
6 312
4 452
36/3
1,000
1,000
648
648
1
0,667
26 508
19 824
13 008
9 180
Tableau 8 – Valeurs des variables de l'équation de la résistance (S) des diaphragmes
Calibre de tôle (pouces)
Configuration
Type
de
tablier
Résistance
à la traction
(élasticité)
min., ksi
45 (33)
B
92 (80)
BI
B
ou
BI
45 (33)
45 à 92
(33 à 80)
22
(0,0295)
Épaisseur du
matériau support
vis de
des fixateurs
couturage1,2
d'ossature, po
Qf, pi
Qs, lb
Facteur de
corrélation, c
X-EDNK22
1/8 ≤ tf < 3/16
Hilti
SLC
1 357
X-EDNK22
3/16 ≤ tf ≤ 1/4
Hilti
SLC
1 590
X-EDN19
3/16 ≤ tf ≤ 3/8
Hilti
SLC
1 590
X-ENP-19
tf ≥ 1/4
Hilti
SLC
1 597
X-EDNK22
1/8 ≤ tf < 3/16
Hilti
SLC
1 357
X-EDNK22
3/16 ≤ tf ≤ 1/4
Hilti
SLC
1 941
X-EDN19
3/16 ≤ tf ≤ 3/8
Hilti
SLC
1 941
X-ENP-19
tf ≥ 1/4
Hilti
SLC
1 964
X-EDNK22
1/8 ≤ tf < 3/16
Hilti
SLC
1 357
X-EDNK22
3/16 ≤ tf ≤ 1/4
Hilti
SLC
1 516
X-EDN19
3/16 ≤ tf ≤ 3/8
Hilti
SLC
1 516
X-EDNK22
ou X-EDN19
1/8 ≤ tf ≤ 3/8
Vis HWH
no 10 Hilti
X-ENP-19
tf ≥ 1/4
Vis HWH
no 10 Hilti
844
20
(0,0358)
Qf, pi
1 824
1,155
844
2 107
844
844
844
1 824
954
2 208
954
2 208
954
2 165
844
1 712
882
1 712
882
1 712
1 795
1,000
1 933
–
2 553
769
1 018
2 529
2 924
1 284
1,000
1 018
1,000
2 051
1,040
1,000
1,000
2 051
1,040
1 591
2 348
–
2 553
1,140
769
2 343
–
1 591
2 450
1,000
633
3 577
1,140
1 111
2 343
1,046
1 591
2 450
1,233
633
3 095
1,203
1 111
2 343
1,062
1 859
1 865
1,233
1,284
3 095
1,108
1 111
–
1,062
1 859
3 022
1,172
1,284
–
1,058
1 341
2 024
–
1 859
2 698
1,166
1,155
3 079
1,058
1 341
2 024
1,000
1 701
2 698
1,054
1,197
3 035
1,203
1 341
2 024
1,028
1 701
1 865
1,054
1,052
3 035
1,106
1 260
–
1,028
1 701
2 764
1,172
1,052
–
1,066
1 260
Qs, lb
Facteur de
corrélation, c
–
1 701
2 663
1,204
1,155
Qf, pi
1,066
1 260
2 112
1 701
2 663
1,102
1,257
1,000
1 865
16
(0,0598)3
1,203
1 260
2 107
Qs, lb
Facteur de
corrélation, c
1,102
1,121
1 603
1 260
Qf, pi
1,172
1,121
1 489
Qs, lb
Facteur de
corrélation, c
18
(0,0474)
3 149
1 284
1,000
1 L'entraxe des vis de couturage doit répondre aux exigences du tableau 10.
2 Se reporter au tableau 3 et à la section 3.5.4 pour obtenir plus de renseignements sur la sélection des vis de couturage (SLC) Hilti.
3 Pour les tabliers de calibre 16, les valeurs de Qf, Qs et c figurant au tableau pour les fixateurs X-EDNK22 et X-EDN19 ainsi que pour les vis de couturage Hilti ne sont valides
que pour les portées supérieures à 7 pi 6 po. Pour les portées inférieures à 7 pi 6 po, utiliser Qf = 2 924 lb, Qs = 1 452 lb et c=1 000.
110 Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013
Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Tableau 9 – Valeurs des variables de l'équation des facteurs de rigidité (G') et de flexibilité (F) des diaphragmes
Calibre de tôle (pouces)
Configuration
Type de
tablier
Résistance
à la traction
(élasticité)
min., ksi
B ou
BI
45 à 92
(33 à 80)
Fixateur
d'ossature
Vis de couturage1
22
(0,0295)
20
(0,0358)
18
(0,0474)
16
(0,0598)3
Sf, po/kip
Sf, po/kip
Sf, po/kip
Sf, po/kip
Ss, po/kip
Ss, po/kip
Ss, po/kip
Ss, po/kip
X-EDNK22 ou Vis SLC Hilti ou vis HWH
X-EDN19
no 10 Hilti
0,0073
0,0066
0,0057
0,0051
0,0175
0,0159
0,0138
0,0123
Vis SLC Hilti ou vis HWH
no 10 Hilti
0,0044
0,0040
0,0034
0,0030
0,0175
0,0159
0,0138
0,0123
X-ENP-19
1 Se reporter au tableau 3 et à la section 3.5.4 pour obtenir plus de renseignements sur la sélection des vis de couturage (SLC) Hilti.
Tableau 10 – Entraxe minimal recommandé des vis de couturage (entraxe, pouces) pour les types de tabliers B ou BI avec une
résistance à la traction (fu) variant de 45 à 92 ksi
Épaisseur du
matériau support Calibre
des fixateurs
de tôle
d'ossature, po
Patron de fixation d'ossature
36/3
36/4
36/5
36/7
36/9
36/11
SLC1
No 10
SLC1
No 10
SLC1
No 10
SLC1
No 10
SLC1
No 10
SLC1
No 10
–
–
≥ 12
≥6
≥ 12
≥6
≥6
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
≥ 12
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥ 12
≥3
≥ 12
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
–
–
≥ 18
≥6
≥ 18
≥6
≥ 12
≥6
≥ 12
≥6
≥ 12
≥6
–
–
–
–
≥ 18
≥ 12
≥ 18
≥ 12
≥ 12
≥ 12
≥ 12
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥ 12
≥3
≥ 12
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
≥6
≥3
≥ 18
≥6
≥ 18
≥6
≥ 12
≥6
≥ 12
≥6
≥ 12
≥6
–
–
–
–
≥ 18
≥ 12
≥ 18
≥ 12
≥ 12
≥ 12
≥6
≥3
≥6
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
≥3
22
X-EDNK22
1/8 ≤ tf < 3/16
20
18
16
22
X-EDNK22
3/16 ≤ tf ≤ 1/4
20
18
16
22
X-EDN19
3/16 ≤ tf ≤ 3/8
20
18
–
–
16
22
X-ENP-19
tf ≥ 1/4
20
18
≥6
≥3
16
1 Des entraxes de vis de couturage Hilti inférieurs à ceux figurant au tableau peuvent être utilisés. Les entraxes figurant au tableau doivent être utilisés dans le calcul de la
résistance au cisaillement du diaphragme lorsque les valeurs Qf, Qs et c tirées du tableau 8 sont utilisées. Sinon, uniquement lorsque les entraxes des vis de couturage sont
inférieurs à ceux figurant au tableau, les valeurs Qf, Qs et c tirées du tableau 8 peuvent être remplacées par les valeurs suivantes.
X-EDNK22 THQ12 ou X-EDN19 THQ12 – Tous les types de tabliers, de résistances et d'épaisseurs d'acier support énumérés au tableau 8
Calibre 22 (0,0295 po) - Qf = 1 489 lb, Qs = 716 lb, c = 1,000
Calibre 20 (0,0358 po) - Qf = 1 795 lb, Qs = 869 lb, c = 1,000
Calibre 18 (0,0474 po) - Qf = 2 348 lb, Qs = 1 151 lb, c = 1,000
Calibre 16 (0,0598 po) - Qf = 2 924 lb, Qs = 1 452 lb, c = 1,000
X-ENP-19 L15 – Tous les types de tabliers, de résistances et d'épaisseurs d'acier support énumérés au tableau 8
Calibre 22 (0,0295 po) - Qf = 1 603 lb, Qs = 716 lb, c = 1,000
Calibre 20 (0,0358 po) - Qf = 1 933 lb, Qs = 869 lb, c = 1,000
Calibre 18 (0,0474 po) - Qf = 2 529 lb, Qs = 1 151 lb, c = 1,000
Calibre 16 (0,0598 po) - Qf = 3 149 lb, Qs = 1 452 lb, c = 1,000
Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013 111
Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
Tableau 11 – 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)
Pour
Multiplier la résistance au
cisaillement calculée du
diaphragme par1,2
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges
sismiques ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges sismiques
0,400
Méthode
de calcul
La méthode Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges dues
ASD
au vent ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges dues au vent
LRFD
LSD
0,426
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à toutes les autres
combinaisons de charges
0,400
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges
sismiques ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges sismiques
0,650
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges dues
au vent ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges dues au vent
0,700
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à toutes les autres
combinaisons de charges
0,650
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges
sismiques ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges sismiques
0,600
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à des charges dues
au vent ou à des combinaisons de charges qui comprennent des charges dues au vent
0,650
Les diaphragmes assemblés mécaniquement à une structure soumise à toutes les autres
combinaisons de charges
0,600
1 Facteurs de conversion déterminés à partir du tableau D5 de la norme AISI S100.
2 Les valeurs de résistance des diaphragmes doivent être limitées aux valeurs respectives de résistance au cisaillement des diaphragmes ASD, LRFD et LSD pour le flambage
données au tableau 12.
Tableau 12 – Valeurs de résistance au cisaillement des diaphragmes ASD et LRFD (plf) et valeurs de résistance au cisaillement
du diaphragme LSD (N/mm) pour le flambage, Sflambage1,2
Type de tablier
en acier
Calibre
de tôle
Moment
d'inertie, mm4/mm
Cannelures de
1 1/2 pouce de
profondeur, entraxe
de 6 pouces
22
20
18
16
0,152
0,198
0,284
0,355
8444
11 000
15 778
19 720
4750
6 188
8 875
11 094
ASD (PLF)
3040
2111
3 960
2 750
5 680
3 944
7 100
4 931
LRFD (PLF)
1551
2 020
2 898
3 622
1188
1 547
2 219
2 773
938
1 222
1 753
2 191
760
990
1 420
1 775
628
818
1 174
1 467
528
688
986
1 233
22
0,152
13 511
7 600
4 864
3 378
2 482
1 900
1 501
1 216
1 005
844
20
0,198
17 600
9 900
6 336
4 400
3 233
2 475
1 956
1 584
1 309
1 100
Cannelures de
1 1/2 pouce de
profondeur, entraxe
de 6 pouces
Type de tablier
en acier
Cannelures de
1 1/2 pouce de
profondeur, entraxe
de 6 pouces
Portée, v (pi po)
3 pi 0 po 4 pi 0 po 5 pi 0 po 6 pi 0 po 7 pi 0 po 8 pi 0 po 9 pi 0 po 10 pi 0 po 11 pi 0 po 12 pi 0 po
18
0,284
25 244
14 200
9 088
6 311
4 637
3 550
2 805
2 272
1 878
1 578
16
0,355
31556
17 750
11 360
7 889
5 796
4 438
3 506
2 840
2 347
1 972
Calibre
de tôle
Moment
d'inertie, mm4/mm
22
20
18
16
208
270
388
485
Portée, v (mm)
900
192,6
250,0
359,3
449,1
1 200
1 500
1 800
2 100
2 400
2 700
3 000
3 300
3 600
108,3
140,6
202,1
252,6
LSD (N/mm)
69,3
48,1
90,0
62,5
129,3
89,8
161,7
112,3
35,4
45,9
66,0
82,5
27,1
35,2
50,5
63,2
21,4
27,8
39,9
49,9
17,3
22,5
32,3
40,4
14,3
18,6
26,7
33,4
12,0
15,6
22,5
28,1
1 Valeurs de charge reposant sur un coefficient de sécurité (Ω) de 2,00 pour ASD, un coefficient phi (Φ) de 0,80 pour LRFD ou un coefficient phi (Φ) de 0,75 pour LSD.
2 Les résistances au cisaillement des diaphragmes du présent tableau ne s'appliquent qu'au mode de défaillance de flambage du tablier en acier et doivent être utilisées selon
les prescriptions de la section 3.5.1.8. Si les valeurs de calcul ne figurent pas au tableau, les résistances au cisaillement des diaphragmes pour le flambage peuvent être
calculées à l'aide des équations suivantes :
Pour ASD, Sflambage = ( x 106/(v)2) / 2,0, plf
Pour LRFD, Sflambage = ( x 106/(v)2) x 0,8, plf
Pour LSD, Sflambage = ( x 106/(v)2) x 0,75, N/mm
112 Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013
Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Patron 36/3
Patron 36/4
Patron 36/5
Patron 36/7
Patron 36/9
Patron 36/11
Remarque 1 : Tablier B à recouvrement chevauché illustré. L'emboîtement du tablier BI avec un recouvrement latéral vissable est également couvert par les équations traitées à
la section 3.5.1.8.
Remarque 2 : Solive composée illustrée. L'assemblage aux éléments en acier de charpente est également couvert par les équations traitées à la section 3.5.1.8.
Figure 16 : Patrons de fixation d'ossature courants
Se reporter
à la remarque
2 po min.
Fixateurs
Hilti
Remarque : Certains patrons
peuvent nécessiter deux
fixateurs par cannelure. Les
fixateurs peuvent être posés
d'un côté ou de l'autre de
la poutre ou de la solive
composée en acier de
charpente.
17a. Fixation pistoscellée de tablier en
acier sur ossature
17c. Vis de couturage avec tablier B
17b. Recouvrement en bout de tablier en acier
17d. Vis de couturage avec tablier BI vissable
Figure 17 : Assemblages types d'ossature, recouvrement d'extrémité et recouvrement latéral
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Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
Exemple de problème
Paramètres de conception-calcul :
Problème de conception-calcul :
Type de charge : Vent
Méthode de calcul : ASD
Portée : 6 pi 0 po
Tablier : Tablier B 1 1/2 po, cal. 20 (fu ≥ 45 ksi)
Acier support : Solive composée avec
membrure supérieure 1/4 po
Patron de fixation d'ossature : 36/7
Entraxe des vis de couturage : 12 po c. à c.
Fixateur d'ossature : X-EDN19 THQ12
Vis de couturage : Hilti SLC
Résistance au cisaillement du diaphragme
requises (Q) : 650 plf
Soulèvement requis (T) : 35 psf
Déterminer la résistance admissible
au cisaillement du diaphragme
(SASD), le soulèvement (Tn (ASD)) et la
rigidité (G') pour le diaphragme de
tablier en acier donné et
comparer aux
charges requises.
Hilti
SLC
X-EDN19 THQ12
6 po
36 po
1 1/2 po
Étapes de calcul
Étape 1 : Calculer la résistance nominale au cisaillement du diaphragme limitée par les fixateurs de rive :
Ce calcul n'est pas requis lorsque le nombre de connecteurs de rive (ne) est égal au nombre de vis de
couturage (ns). Dans ces cas, Sne ne limite pas la résistance au cisaillement du diaphragme.
Étape 2 : Calculer la résistance nominale au cisaillement du diaphragme limitée par les fixateurs de panneaux
intérieurs :
Q
2 107
Sni = {2 x A x (λ- 1) + B} x f = {2 x 1 x (0,802 - 1) + 16,99} x
= 1 942 plf
18
avec :
1,5 x v
1,5 x 6
λ = 1= 1= 0,802 ≥ 0,7
240 x t
240 x 0,0358
B = ns x αs +
où :
ns = ne =
αs =
Qs
Qf
1
w2
x [ 2 x 2 x ( xp2 ) + 4 ( xe2 ) ] = 18 x 0,598 +
3 x v x 12
Entraxe des vis de couturage
1 260
=
= 0,598
2 107
=
3 x 6 x 12
12
[2 x 2 x 1 008 + 4 x 1 008]
362
= 16,99
Réf.
DDM03
SDI
Guide
technique
HNA
Éq.
2.2-2
Sect.
3.5.1.8
Éq.
2.2.3
Sect.
3.5.1.8
et
tableaux
7 et 8
Éq.
2.2-5
Sect.
3.5.1.8
et
tableaux
7 et 8
= 18
Étape 3 : Calculer la résistance nominale au cisaillement du diaphragme limitée par les fixateurs de coin :
Snc = Qf x
N xB
= 2 107 x
2 x N2+ B2
2
2
2,00 x 16,99
= 1 798 plf
182 x 2,002 + 16,992
2
2
Étape 4 : Appliquer le facteur de corrélation, c, pour déterminer la résistance nominale corrélée au
cisaillement du diaphragme
S = c x Sn = 1,102 x 1 798 = 1 981 plf
où :
Sn = le moins de Sne, Sni et Snc = Snc = 1 798 plf
Étape 5 : Appliquer le facteur de conversion approprié pour déterminer la résistance admissible du diaphragme
SASD (vent) = S x facteur de conversion = 1 981 x 0,426 = 844 plf
Étape 6 : Vérifier si les mesures du flambage du tablier en acier
Sflambage (ASD) = 2 750 plf > SASD (vent) donc, SASD (vent) = 844 plf ≥ 650 plf
Sect.
3.5.1.8
et
tableau 8
Sect.
2.4
Tableau 11
Tableau 12
114 Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013
Systèmes de fixation des tôles
Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie 3.5.1
Étapes de calcul
Réf.
DDM03
SDI
Guide
technique
HNA
Éq.
3.3-3
Sect.
3.5.1.8
et
tableaux
7 et 9
Manuel
Roof Deck
Construction
Handbook
Sect.
3.5.2.3
Étape 7 : Calculer la rigidité du diaphragme :
Ext
29 500 x 0,0358
G' =
=
= 86 kips/po
3,78 + 0,9 x 5,39 + 3,65
3,78 + 0,9 x Dn + C
F=
1 000
G'
=
1 000
85,99
= 11,6 micropouces/lb
où :
D
1 164
=
= 5,39
x 12
18 x 12
1
t x Sf
C =Ex
x α + α + n x Sf
1
2
s
w
Ss
Dn =
(
0,0358 x 0,0066
C = 29 500 x
x
36
(
)
x x 12
1
2 + 2 + 18 x
0,0066
0,0159
)
x 18 x 12 = 3,65
Étape 8 : Calculer la résistance nominale aux surcharges de soulèvement :
Tn =
K x Tn,f
6,00 x 1 305
=
= 435 psf
3x6
C x v
Où :
K = Nombre de fixateurs d'ossature par tôle par solive/poutre = 6,00
C = largeur de la tôle = 3 pieds
Tn,F = Capacité limite de résistance à la traction = 435 lb x 3,0 = 1 305 lb
Étape 9 : Appliquer le coefficient de sécurité du soulèvement pour déterminer la résistance admissible aux
surcharges de soulèvement :
Tn
435
Tn (ASD) =
=
= 145 psf ≥ 35 plf
Ω UP
3,00
Étape 10 : Vérifier les charges combinées :
ΩxQ
Ω xT
) + ( UP
) ≤ 1,0
S
Tn
0,85 x (
0,85 x (
2,35 x 650
3,00 x 35
) + (
) ≤ 1,0
1981
435
Sect.
4.10
0,897 ≤ 1,0
Remarque : Le logiciel Profis DF Diaphragm de Hilti fournit des calculs complets de la résistance au cisaillement et de la rigidité des diaphragmes, au besoin.
Hilti est un chef de file de la fabrication de systèmes de fixation
directe pour les travaux dans l'acier et le métal. À titre de membre
du Steel Deck Institute (SDI), Hilti participe à la recherche menée
par l'industrie sur les tabliers dans les grandes universités et les
grands laboratoires d'essai et appuie également cette recherche.
Des projets de recherche récents menés avec les systèmes de
fixation directe Hilti comprenaient des essais sismiques et des
mesures du comportement inélastique des diaphragmes de tablier
et des essais sur des diaphragmes de tablier épais/cellulaires.
d'évaluation ICC-ES, un logiciel de conception, des degrés de
résistance au feu et des résultats d'essai de charge pour les
systèmes de fixation directe Hilti utilisés pour les tabliers en acier.
Les données relatives aux diaphragmes sont calculées
conformément aux équations de conception des diaphragmes SDI
à l'aide des valeurs de résistance et de rigidité de fixateurs Hilti
particuliers ainsi que de facteurs de pondération de corrélation des
données conformément aux exigences du rapport ICC-ES AC43.
Des essais indépendants constituent le meilleur outil pour mesurer
le rendement et la fiabilité d'un produit et Hilti et SDI souscrivent
à ce principe. L'appui accordé aux programmes de recherche
en cours se mesure par le nombre d'essais déjà effectués et la
portée de ceux-ci ainsi que par la politique qui vise à parrainer de
nouveaux essais lorsque de nouveaux produits ou de nouvelles
applications sont mis sur le marché. Hilti fournit des données
de rendement sur le système de fixation directe, des rapports
Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000 | www.us.hilti.com I en español 1-800-879-5000 I Hilti (Canada) Corp. 1-800-363-4458 I www.hilti.ca I Guide technique de la fixation directe 2013 115
Systèmes de fixation des tôles
3.5.1 Conception-calcul et sélection des fixateurs de tôlerie
3.5.1.9 Utilisation des tables de résistance au cisaillement du
diaphragme
Généralités : Les sections 3.5.2 à 3.5.5 suivantes du Guide
technique des produits comprennent des fiches de données
techniques sur les fixateurs Hilti et des tables de résistance au
cisaillement et de rigidité des diaphragmes précalculées à l'aide
des équations de calcul fournies à la section 3.5.1.8. Les tables
de résistance au cisaillement et de rigidité des diaphragmes
précalculées sont présentées en deux formats.
Les tables des sections 3.5.2 et 3.5.3 sont dans un format de calcul
traditionnel où les valeurs de résistance au cisaillement et de rigidité
des diaphragmes sont dans la table même.
Les tables de la section 3.5.5 sont dans un format non traditionnel
Hilti qui comprend des patrons de fixation d'ossature Hilti à coût
optimisé, les entraxes des vis de couturage (SLC) Hilti et les
calibres de tablier pour une demande de charge de cisaillement
de diaphragme donnée. Ce format non traditionnel constitue une
référence rapide permettant de trouver des solutions de fixation
6''
équivalentes à coût optimisé fondées uniquement
sur la charge
de
36''
1-1/2''
cisaillement du diaphragme.
Tables de résistance au cisaillement du diaphragme
traditionnelles : Les sections 3.5.2 et 3.5.3 présentent des
tables dont le format est semblable à celui des tables publiées
dans le manuel DDM03 du SDI, par l'ICTAB et dans la plupart des
catalogues des fabricants de tabliers en acier.
Comme l'illustre la figure 18, ces tables de résistance au
cisaillement du diaphragme sont habituellement réalisées avec la
portée sur la largeur de l'en-tête et l'entraxe des vis de couturage
le long de la marge ou de la colonne gauche. En plus des autres
variables de calcul comme le calibre du tablier et le patron
de fixation, les tables renferment les valeurs de résistance au
cisaillement et de rigidité des diaphragmes.
L'ingénieur en structures parcourt les différentes combinaisons
jusqu'à ce qu'il trouve une résistance au cisaillement et un facteur
de rigidité des diaphragmes qui répondent aux exigences de calcul.
Tables optimisées de la résistance au cisaillement des
1-1/2''
914 mm des tables38
mm un
diaphragmes : La36''
section 3.5.5 comprend
dans
format non traditionnel qui permettent à l'ingénieur en structures
Steel Deck Fastening Systems
de sélectionner rapidement un patron de fixation d'ossature Hilti à
Dans tous les cas,
les valeurs de cisaillement du diaphragme
coût optimisé, les entraxes des vis de couturage (SLC) Hilti et des
déterminées à1.2
partir
de
l'un
ou
de
l'autre
des
formats
de
table
sont
Deck Fasteners for Attachment to Bar Joist
combinaisons de calibres de tablier pour satisfaire aux exigences de
uniformes.
36/7
914/9
36/9
charge de cisaillement des diaphragmes données dans la colonne
Ces tables ne tiennent pas compte des autres facteurs de calcul,
gauche de la table
6'' (se reporter
6''
152 mm à la figure 19). Ces tables reposent
notamment les charges de gravité ou de
soulèvement
sous l'action
36''
1-1/2''
36''
1-1/2''
914 mm du diaphragme;
38 mm la
uniquement sur la résistance
au cisaillement
du vent. Ces exigences
doivent
être vérifiées
séparément
par
Allowable Stress
Design
(ASD) - Allowable
Diaphragm
Shears, SASD, (plf) and Stiffness Factors, G', (kips/in.) for
rigidité
du
diaphragme
doit
être
vérifiée
séparément.
Standard 1-1/2" Deep Flutes, 6" Center-to-Center Steel Deck (Fy ≥ 33 ksi; Fu ≥ 45 ksi) Installed with Hilti X-EDN19
l'ingénieur en structures.
1,2,3,4
or X-EDNK22 Fasteners with 36/9 or 36/7 End and Interior Support Fastener Patterns
Portée (pi po)
6 pi 0 po
7 pi 0 po
8 pi 0 po
9 pi 0 po
10 pi 0 po
Nombre de fixateurs par tôle au support
36/9
36/11
914/11
9
7
9
7
9
7
9
7
9
7
9
7
9
7
715
499
612
431
529
378
467
341
421
313
388
292
363
277
SASD
Entraxe de 36 po
6'' 62,1 152
mm 62,5
6''
G'
51,9
48,5
56,4
52,0
59,2
54,1
60,9
55,4
56,5
62,9
56,5
36'' 56,2
1-1/2''
714
mm
36''
38 mm
1-1/2''
765
554
666
489
596
444
534
408
488
380
455
360
430
344
SASD
24 po o.c.
G'
52,9
50,2
58,1
54,5
61,6
57,5
64,1
59,6
65,8
61,0
67,1
62,1
68,0
62,9
813
607
719
545
651
501
601
469
555
445
522
426
497
410
SASD
22
18 po o.c.
G'
53,8
51,5
59,5
56,5
63,7
60,2
66,7
62,9
69,0
64,9
70,9
66,7
71,9
68,0
903
706
817
649
755
610
708
580
672
558
643
540
620
526
SASD
12 po o.c.
G'
55,2
53,5
61,7
59,6
66,7
64,3
70,7
68,1
74,1
70,9
76,3
73,5
78,7
75,8
1 123
941
1 060
902
1 014
874
980
853
952
837
931
824
760
760
SASD
6 po o.c.
36/11
G'
57,9
57,0
65,8
64,8
72,3
71,2
77,7
76,5
82,6
81,3
86,2
84,7
90,1
88,5
SASD
948
668
815
581
715
517
635
468
575
432
528
403
495
383
36 po o.c.
Steel
Deck Fastening
Systems
G'
71,9
66,1
75,9
68,9
77,9
70,1
78,7
70,4 6'' 78,8
70,3
78,7
69,9
78,1
69,4
36''
1-1/2''
SASD
1 021
749
894
665
804
607
734
564
673
530
627
502
593
481
24 po o.c.
G'
73,7
68,8
78,7
72,9
81,7
75,3
83,5
76,7
84,5
77,5
84,7
78,1
85,5
78,1
SASD
1 090
825
970
745
883
690
819
649
769
618
725
594
692
574
Figure
Extrait
20 18 :18
po o.c. de la table traditionnelle de la résistance au cisaillement et du facteur de rigidité du diaphragme
G'
75,2
70,9
81,3
76,3
84,7
79,4
87,7
82,0
89,3
83,3
90,9
84,7
91,7
85,5
SASD
1 218
964
1 110
894
1 032
844
973
808
927
779
891
757
861
739
12 po o.c.
G'
77,7
74,6
84,8
81,2
90,0
89,7
96,8
92,6
99,0
95,2
101,0
97,1
Portée86,1
= 4 pi 0 93,9
po
SASD
1 522
1 288
1 447
1 241
1 392 1 208
1 350
1 183
1 317
1 164
1 222
1 149
990
990
6 po o.c.
Résistance
Patron de
fixation80,9
d'ossature
pour pistolet
à poudre105,4
Hilti recommandé
–110,4
Entraxe 108,4
des vis de114,9
couturage112,4
(SLC) Hilti
(entraxe,116,3
po)*
G'
82,5
91,9
90,2 de scellement
99,4
97,5
103,4
117,6
SASD
1 171
831
1 010
724
895
651
800
593
726
548
669
513
623
485
de calcul36
admissible
po o.c.
po 110,9 97,4
X-EDN19*
avec 3/16
tf ≤ 3/8 po
≤ tf < 3/16
po
with
tf ≥ 1/498,7
109,9 X-ENP-19
99,0
111,5
109,3
95,7po ≤107,3
93,8 X-EDNK22
105,2 avec
91,71/8 po103,1
90,1
du diaphragme, plf* G'
SASD
1 266
935
1 112
833
1 003
763
921
712
855
672
798
641
752
614
SASD 24 poSo.c.
ASD
G'
113,6
104,2
116,8
105,9
117,7 106,3
117,5
106,0
116,6
105,3
115,5
104,4
114,9 103,1
Cal. 22
Cal.
20 1 210
Cal. 18937 Cal.
16 870Cal. 221 028 Cal.821
20
Cal. 18 784 Cal.920
22
Cal. 20 881 Cal.730
18
1 355
1 033
1 106
968
754
(sismique)
(vent) SASD
18
18 po o.c.
G'
117,6
108,7
122,0
112,4
123,5 113,6
125,0
114,9
125,0
114,9
125,0
114,9
123,5 114,9
272
289
36/3 -48
36/3
-48 1 390
36/3 -48
36/3
-48
36/3 -481 226 36/4
-48 1 36/4
-48991 36/41 -48
36/4 -48 1 09236/4 942
-48
SASD
1 519
1 211
1 127
1 296 1 068
1 024
171
128
964
o.c.
291 12 po 309
-48 128,9
36/3 -48
-48 125,7
36/3 -30
-48 137,6
36/4 -48130,2 36/4138,8
-48 131,6
36/4 -48138,936/4133,3
-48
G'36/3 -48
122,0 36/3
116,3
121,7 36/3
133,1
135,8 36/4
128,3
311
331
36/3 -42
-48 1 390
36/3 -48
-48 1 106
36/3 -241 243 36/4
-48 1 36/4
SASD
1 519 36/3
1 211
1 145 36/3
1 296
1 077
205 -481 054 36/41 -36
175
136/4
037 -48 1 15036/41-48
022
6 po o.c.
G'36/3 -30
133,3 36/3
129,9
139,9 36/3
151,5
157,5 36/4
153,6
333
354
-48 143,6
36/3 -48
-48 147,6
36/3 -18
-48 162,2
36/4 -48158,4 36/4166,0
-24 162,4
36/4 -48169,536/4166.7
-48
Calibre
Entraxe des
vis de
Facteur
couturage
(SLC) Hilti 5,6
4 pi 0 po
5 pi 0 po
Optimized Diaphragm Shear Tables 1.5
1 Tabulated
diaphragm
values
attachment
of
steel
base
from 3/16"
3/8". For
to base
356
379 shear36/3
-24are for36/3
-48
36/3
-48deck to36/3
-48steel thicknesses
36/4 -30 ranging
36/4 -48
36/4to-48
36/4attachment
-20
36/4
-48
36/4 -48
steel
3/16",
shear values
calculated
accordance
with -18
Section 1.1.8
of
381thicknesses
406less than 36/3
-18diaphragm
36/3 -48
36/3for
-48the X-EDNK22
36/3 -48 fasteners
36/4 should
-24 be36/4
-48 in36/4
-48
36/4
36/4 -48
36/4 -48
this Product Technical Guide Supplement.
408
434
36/3 -14
36/3 -42
36/3 -48
36/3 -48
36/4 -18
36/4 -48
36/4 -48
36/4 -14
36/4 -48
36/4 -48
2 Tabulated ASD diaphragm shear loads are calculated with a safety factor (Ω) of 2.35 for wind loads. To calculate ASD values for load combinations
437 earthquake,
464 multiply
36/4values
-20 in table
36/3 by
-302.35 and
36/3divide
-48 by a36/3
-48factor 36/4
36/4 -42
-48 checked.
36/4 -12
36/4 -36
36/4 -48
involving
safety
(Ω) of-14
2.50. Panel
buckling36/4
has been
Figure 19 : Extrait de la table optimisée de la résistance au cisaillement du diaphragme
497
36/4
-18 fasteners
36/3 -20
-48 at identical
36/3 -48spacing36/4
36/4 -30
36/4 -48
36/5 -16
36/4 -24
36/4 -42
3 At467
diaphragm perimeter,
Hilti
frame
should be36/3
spaced
as -12
sidelap connectors.
4 Interpolation
diaphragm 36/4
shear-14
strengths
and
factors
between
span
dimensions,
sidelap36/4
spacings
and36/5
deck
gauge.36/4 -20
500
532
-18stiffness
36/3
-36 is allowed
36/3
-42
36/5
-18
36/4 -24
-48
-14
36/4de-36la fixation directe 2013
116 Hilti, Inc. (U.S.) 1-800-879-8000
|ofwww.us.hilti.com
I en36/3
español
1-800-879-5000
I Hilti
(Canada)
Corp.
1-800-363-4458
I www.hilti.ca
I Guide technique
Alternatively,
use
calculations
discussed
Section 36/3
1.1.8-24
to determine
diaphragm
shear
and stiffness
535
569
36/4as-12
36/4in-24
36/3 -30
36/5
-14 strengths
36/4 -20
36/4 factors
-42 directly.
36/9 -48
36/4 -18
36/4 -24
5 To convert from sidelap spacing (SS) to sidelaps per span (SPS), use the following formula: SPS=((span, ft) x 12)/(SS, in.). Round up to the next
572
609
36/5 -16
36/4 -20
36/3 -20
36/3 -24
36/5 -12
36/4 -16
36/4 -30
36/9 -48
36/4 -14
36/4 -20
whole sidelap connector.
612
651 use S-SLC
36/502-14M HWH.
36/4More
-18 information
36/3 -16on Hilti36/3
-18 Connectors
36/9 -48(SLC) 36/4
-14found 36/4
-24 1.4.36/9 -30
36/4 -12
36/4 -18
6 For
18 gauge deck
Sidelap
can be
in Section
655
697
36/5 -10
36/4 -14
36/4 -24
36/3 -14
36/5 -8
36/5 -20
36/4 -20
36/9 -20
36/5 -18
36/4 -14
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