La méthode du tour d’écrou est la méthode d’installation standard pour les attaches à haute résistance comme les boulons ASTM F3125 de classes A325 et A490.
Les assemblages serrés au préalable sont serrés selon la traction minimale spécifiée dans le tableau 7 de la norme CSA S16-14. Selon le tableau 8, pour un boulon à serrage non contrôlé de diamètres 4 à 8 (de moins de 200 mm de longueur), par exemple, il faut tourner l’écrou d’un demi-tour.
Les ingénieurs s’interrogent parfois sur les effets néfastes possibles d’un serrage excessif. Plus particulièrement, lorsque la traction indiquée dans le tableau 7 est dépassée?
Pour répondre à la question, pensez au comportement d’un boulon A325 de 7/8 po dont l’écrou est serré au préalable (traction par application de couple), qui est ensuite soumis à une charge de traction pure, tel qu’indiqué à la figure 1. La figure illustre la réserve de résistance en traction après l’installation des boulons et comporte quatre courbes :
- Traction par application de couple
- Traction pure (courbe pointillée)
- Traction pure après un demi-tour
- Traction pure après ⅔ de tour
Figure 1
Réserve de résistance en traction après la pose des boulons
La courbe no 3 montre un boulon à haute résistance soumis à une rotation d’un demi-tour, puis à une charge de traction pure. Si un autre boulon est serré davantage (p. ex., ⅔ de tour dans la courbe no 4), les deux boulons finiront essentiellement sur la même courbe pointillée de « traction pure ». En effet, la courbe charge-déformation est relativement linéaire dans la phase non élastique. Toute variation de la condition de serrage non contrôlé entraînera des variations mineures dans la précontrainte des boulons.
Selon Kulak et coll. (1987) : « Soumettre un boulon dont l’écrou a été serré au préalable (traction par application de couple) à une charge de traction pure ne diminue pas de façon significative la résistance en traction du boulon […] Les contraintes de torsion induites par le serrage au couple du boulon ont un effet négligeable sur la résistance en traction du boulon. Cela signifie que les boulons installés par l’application de couple peuvent supporter des charges de traction pure et cela n’a aucune incidence sur leur résistance en traction. »
L’article 23.8.2 de la norme S16-14 stipule ceci : « Les tractions supérieures à celles indiquées au tableau 7 ne sont pas des motifs de rejet. » En résumé, un serrage excessif ne pose pas problème tant que le boulon est en bon état une fois installé.
Références :
AISC, Modern Steel Construction, 2010. Questionnaire sur l’acier, American Institute of Steel Construction, février.
Kulak, G.L., J.W. Fisher et J.H.A Struik, J.H.A., 1987. Guide to Design Criteria for Bolted and Riveted Joints, 2e édition, John Wiley and Sons, pages 41 et 56.
