Sculpture en marbre et goujon en inox

[invite4d2f5c5b]

Bonjour à tous!
afin de présenter une sculpture en marbre de Carrare (poids : 400 kg) sur son socle, je souhaiterais utiliser une barre en acier inox 304l à section ronde, scellée dans le socle.
En sachant que le logement taillé dans la pierre est de 23 cm de profondeur, et qu'il présente un faible angle de 5 degrés par rapport à la verticale (données non modifiables, voir schéma ci-joint en pdf), quelqu'un peut-il m'aider à évaluer l'épaisseur de la barre en inox pour que la sculpture reste en sécurité ?
Pour des questions d'esthétique, il est souhaitable que la barre soit la plus fine possible...
Merci

Pièce jointe supprimée.
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[JPL]

Les schémas doivent être postés en pièce jointe dans un format graphique : gif, png ou jpl. Voir http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html
Merci.

[Jaunin]

Bonjour, Aleingo,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Déjà un petit coup de main pour faire avancer la discussion, ci joint votre image.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, Aleingo,
Donc, le bleu ciel est le pied d'estale, la sculpture est en vert et tout l'ensemble est bien vertical, c'est juste une confirmation.
Cordialement.
Jaunin__

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4d2f5c5b]

Merci pour le coup de main, je suis bien nouveau dans le forum...
cordialement,
Aleingo

[Jaunin]

Bonjour, Aleingo,
J'ai fait quelques estimations avec un diamètre de 30 [mm] Ac Inox 304 L.
Les contraintes sont très faibles et l'inclinaison aussi au sommet du au 5 [°] d'inclinaison du goujon.
Je n'ai pas réussi à voir les contrainte dans le marbre.
J’aimerais bien si mes petits camarades avait une idée pour le calcul.
Cordialement.
Jaunin__

[Zozo_MP]

Bonjour Jaunin

Tu pourrais regarder du coté du cône d'arrachement du béton d'un tige SPIT ou HILTI de même diamètre.

Bien que dans ce cas il ne s'agisse pas d'arrachement puisque c'est comparable à une poutre encastrée des deux côtés.

Question de bon sens ? qu'elle idée saugrenue ou justifiée font qu'il y a un angle de 5°
Par ailleurs est-ce que l'on utilise un mortier ou une résine pour fixer le goujon dans le marbre.

Jaunin le problème c'est que dans le marbre de Carrare tu as différentes duretés selon que tu est prêt de la croute ou non, car cela varie de 50 à 200 N/mm²
http://www.pierreetsol.com/Pages/Inf...t%20essais.htm

Le danger viendra plutôt du transport si l'on dépasse une certaine inclinaison. Les manut's ne sont pas toujours délicats.
Avec deux goujons ce serait plus sûr car à ce moment l'un travaillerais en compression et l'autre en traction.

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Zozo_MP,
Merci pour le lien, j'avais déjà regardé les caractéristiques techniques du marbre, mais ça ne travail pas comme l'acier.
La disposition des 5 [°] n'est pas modifiable, il existe peut être déjà un trou ?
Cordialement.
Jaunin__

[invite4d2f5c5b]

Bonjour Jaunin, Bonjour Zozo,
tout d'abord merci pour vos remarques et vos commentaires.
Je ne suis pas spécialiste de la RdM, mais je ferai plutôt confiance à la résistance d'un marbre compacte et homogène, d'autant plus que le trou de goujon (déjà existant et non modifiable hélas pour des questions de conservation) est placé au centre de la base, donc loin de la surface.
La résine de scellement choisie est du type époxy (genre Hilti RE), haute performance.
Question mouvements, l'ensemble socle-goujon-statue est fixe et immobile, présenté à l'intérieur de manière définitive.
Le trou du goujon a été percé anciennement et il est assez irrégulier, une barre inox 304L de 25 mm de diamètre serait mieux adaptée. Mais sa résistance au cisaillement serait elle suffisante en présence d'un moment de force?
Cordialement,
Aleingo

[Jaunin]

Bonjour, Aleingo,
J'ai refait quelques estimations avec un diamètre de 25 [mm] Ac Inox 304 L.
Donc je répète un peu mon message précédent, les contraintes sont toujours très faibles et l'inclinaison aussi au sommet du au 5 [°] d'inclinaison du goujon.
Cordialement.
Jaunin__

[cardan]

Bonjour,

A mon sens pour l'acier il n'y a pas de souci bien évidemment ce qui est confirmé par Jaunin, ce qui peut éventuellement poser problème c'est le contact acier / résine localement, surtout si le trou est irrégulier, il faut être certain que la pression de contact acier / résine soit supportable par cette dernière ou par le marbre car sinon il y a un risque d'éclatement local. En analysant la fixation c'est vrai que ce mode de fixation est pour le moi étrange, la verticalité de la statue est elle assurée ?

Cordialement

[invite4d2f5c5b]

Bonjour,
le centre de gravité de la sculpture est à l'intérieur du périmètre du socle.
Il faut savoir que un "fourreau" tubulaire en acier inox serait scellé à l'intérieur du trou pour accueillir le goujon. Ma question porte vraiment sur la résistance du goujon de 25 mm, qui sera soumis en permanence à un poids de 400 kg accentué par le moment de force du à l'angle.
Le mode de fixation peut paraître étrange, mais il doit répondre en même temps à des critères mécaniques, fonctionnels et esthétiques.
Encore merci
Aleingo

[cardan]

Bonsoir,

Nous ne nous sommes pas compris, en effet lorsque je parlais de verticalité je ne parlais pas de stabilité (au sens de renversement) j'ai bien compris que le poids coupe la surface de sustentation du support inférieur mais je pensais juste à deux considérations:

Le perçage dans la statue sera fait avec une perceuse manuelle sans gabarit ( ? ) donc l'angle de 5 ° après il devient quoi....? Alors évidemment si le trou est plus grand que le fourreau qui est scellé à la résine après avoir calé la statue à 3 cm ça peut marcher. Ca vous me dirait c'est le pb des gens qui organisent le concours mais bon faut voir si après l'axe de la statue est vertical ou pas.

Je me demande si avec une configuration à un goujon il n'existe pas un couple de pivotement résiduel (du au poids) de la statue autour du goujon, bon il sera peut être bloqué par le couple de frottement axe / fourreau. En effet il faudrait un drôle de concours de circonstance pour que le vecteur Poids soit dans le plan défini par l'axe et le poids.

Après concernant la résistance mécanique de l'axe de 25 mm s'il y a un fourreau dans la statue ça ira.

Cordialement

[invite4d2f5c5b]

Bonsoir,
l'idéal serait en effets d'avoir deux goujons en métal, mais je dois m'adapter au trou actuel qui existe déjà.
Encore une petite question concernant la méthode de dimensionnement d'un élément métallique tel qu'il se présente dans mon cas de figure. S'agit il d'un effort de cisaillement, flambement ou autre? Quelle est la marge de sécurité à prendre? Y a t il une formule pour l'estimation?
Merci.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Attendons le verdict de Cardan (que je salue)

En situation statique

Je dirais 94% en compression mais avec peu, voir pas de flambement. Flambement qui ne pourrait intervenir dans le faible espace entre le socle et le bloc de marbre. A mon avis NS
En flexion mais de toute façon bien loin des limites d'élasticité du goujon. Jaunin pourrait faire une simulation et le résultat sera sûrement inférieur à 0.05 mm
Pour la marge de sécurité 1,5 à 2 grand max si l'on veut mettre des bretelles à la ceinture du pantalon.
Il faudrait prendre la cote exacte du trou par rapport au bord et au centre de gravité. (Pour notre collègue Jaunin )

Cordialement

[Jaunin]

Bonnjour, Zozo_MP, Oui, c'est ce que j'ai fais et je n'arrive pas à mettre en évidence de fortes déformation et contraintes même avec le diamètre de 25 [mm]. Cordialement. Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, Zozo_MP, Vous avez l’œil, je viens de faire une simulation en assemblage, j'ai une flèche, au sommet de la statut de 0.0438 [mm] et une contrainte maxi au fond du trou dans le marbre et le goujon de 46.6 [MPa] et environ 15 [MPa] dans le goujon entre la statut et le socle. Cordialement. Jaunin__