Les boulons A325 et A490 sont bien connus, mais qu’est-ce qui caractérise les boulons F1852 et F2280?
LES BOULONS ASTM A325 et A490 sont des pièces à haute résistance utilisées pour les charpentes en Amérique du Nord. Les boulons F1852 et F2280 sont, respectivement, les versions à couple de serrage contrôlé (Figure 1). Les normes ASTM A325M et A490M portent sur les versions métriques (même si les boulons métriques sont rares). Les nouvelles normes sur les boulons sont généralement adoptées lorsque de nouveaux produits répondant à une demande considérable sont offerts. Les normes ASTM A325 et A490 existent depuis un demisiècle, tandis que les normes A325M, A490M, F1852, et F2280 sont plus récentes. De nombreux articles sont repris dans au moins deux de ces six normes, alors que d’autres sont uniques. Dernièrement, ASTM International a reconnu le besoin d’uniformiser le processus et a donc entrepris de consolider ces normes.
NORME ASTM F3125
La norme ASTM F3125, publiée en janvier 2015, unifie et remplace les normes A325, A325M, A490, A490M, F1852, et F2280. Cette consolidation a pour but de simplifier les révisions à venir. Elle vise aussi à améliorer la convivialité du système en éliminant la répétition d’articles communs à tous les types et classes de boulons. Contrairement aux normes précédentes, la norme F3125 n’a pas été créée en réaction au lancement d’un nouveau produit. La nouvelle norme générale classifie les boulons selon l’ancienne norme correspondante (par exemple, les boulons A490 sont devenus des boulons F3125 de classe A490). Par contre, les types de boulons conservent leurs désignations (par exemple : « type 3 » pour l’acier patinable et « type 1 » pour les autres compositions d’acier à haute résistance). Il existe deux catégories de boulons: les boulons F1852 et F2280 sont des boulons à couple de serrage contrôlé, tandis que les autres sont des boulons hexagonaux larges.
Tous les boulons fabriqués après la date de publication de la norme F3125, en janvier 2015, doivent se conformer aux règles de marquage de la norme F3125. Dans le but de faciliter la transition, les marques sur les têtes de boulons sont restées essentiellement les mêmes, comme le montre la figure 2. De plus, les changements sur le plan technique ont été minimes.
Notons une hausse de la contrainte de rupture (Fu) pour les boulons A325 et F1852 de diamètre de 1 1/8 po ou plus grand, qui est maintenant de 120 kip/po2 (825 MPa). Ce changement uniformise la contrainte de rupture pour les boulons, peu importe leur diamètre. Des articles relatifs aux boulons F1852 de 1 ¼ po ont aussi été incorporés dans la norme F3125. Les autres changements apportés comprennent l’ajout d’exigences liées à la ductilité pour les boulons à couple de serrage contrôlé, de règles plus détaillées pour les essais de capacité de rotation et d’une annexe sur les revêtements.
La contrainte de rupture mentionnée plus haut influe généralement sur la conception des connexions qui utilisent des boulons A325 et F1852 de gros diamètre. Ces boulons ne sont pas souvent utilisés pour la construction de bâtiments et de ponts, mais on peut parfois recourir à des boulons A325 lorsque les travaux exigent des boulons solides en acier galvanisé (les boulons A490 et F2280 ne doivent pas être galvanisés ou plaqués, et les boulons F1852 ne doivent pas être galvanisés à chaud). La résistance à la traction et au cisaillement de ces boulons augmente avec la contrainte de rupture. La résistance au glissement (pour une surface de contact et une méthode d’installation données) augmente avec la précontrainte, valeur proportionnelle à la contrainte de rupture ultime.
Bien que les nouveaux boulons doivent se conformer à la norme F3125, les anciens boulons F1852 de 1 1/8 po étaient étalonnés pour se rompre sous un effort précontraint calculé en fonction de sa limite inférieure de contrainte de rupture (105 kip/po2 et non 120 kip/po2). Dans cette situation, ne pas tenir compte de la hausse de résistance des boulons A325 et F1852 est une solution sécuritaire et prudente.
CSA S16-F14
La norme S16-F14 a adopté la contrainte de rupture (Fu) et les forces de précontrainte minimales des normes ASTM avant la publication de la norme F3125, et les valeurs de Fu y sont clairement indiquées. Par conséquent, la hausse de résistance des gros boulons A325 et F1852 n’a aucune incidence sur les calculs selon la norme S16-F14.
CSA S6-F14
Comme la grande majorité des boulons utilisés pour la construction des ponts ont un diamètre de 7/8 po et de 1 po, leurs résistances ne sont pas touchées par la hausse de résistance des boulons plus gros. Lorsqu’on considère utiliser les boulons plus gros A325 et F1852, voici ce qui se produit: contrairement à la norme S16, la norme CSA S6 n’indique pas les valeurs de Fu, mais définit Fu comme étant la contrainte de rupture ultime du matériau des boulons et prescrit de serrer les boulons précontraints à au moins 70% de la valeur Fu. C’est pour cette raison que l’on peut tenir compte de la hausse de résistance dans les calculs s’il est confirmé que des boulons F3125 seront utilisés, mais qu’autrement, faire abstraction de la hausse de la résistance des boulons est une solution sécuritaire et prudente.
