conception Et Dimensionnement de La Construction Métallique

8/9/2019 conception Et Dimensionnement de La Construction Métallique

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Faculté des Sciences et Techniques de Tanger – LST Génie Civil 2012

Projet de fin détudes

!éalisé "ar #lles $L G%&SS&L Siha' ( )%*+,& Sara

$ncadrées "ar #r $L *#!- &.derrahi'

Année universitaire : 2011/2012

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/*T&T-*/S G$/$!&L$S

G Charge permanente

Q Charge d’exploitation W n Charge de vent normal

E Module d’élastiité longitudinale de l’aier !E"21 105 N /mm2 #

M Moment solliitant$ en général M el Moment élasti%ue

& E''ort normal$ en général N pl E''ort normal de plasti'iation

( E''ort tranhant solliitantV pl E''ort tranhant de plasti'iation

f y )imite d’élastiité d’un aier

* Contrainte limite de isaillement pur en élastiité+lanement réduitʎ

ʎ ¿ +lanement de déversement

, !mu# Coe''iient de 'rottement- !rho# .endement d’une setion

!hi# Coe''iient de rédution de 'lamement χ ¿ Coe''iient de rédution de déversement

!psi# Coe''iient de distriution de ontraintes Ѱ !gamma# Coe''iient partiel de séuritéA etion rute d’une pi3e

A v Aire de isaillement

A s etion résistane de la tige d’un oulon en 'ond de 'ilet

I w 4ateur de gauhissement d’une setion

I y Moment d’inertie de 'lexion maximal

W el Module de résistane élasti%ue

W pl Module de résistane plasti%ue

t f +paisseur d’une semelle de poutre

5 !alpha# Angle en général6!phi# .otation

78: Moment d9inertie de la setion rute$ par rapport l9axe ;<

7t: Moment d9inertie la torsion uni'orme<

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7=: Constante de ourure de la setion<E: Module d9élastiité longitudinale<

>pl$?: Module résistant plasti%ue orrespondant la 'ire de plus grande tension$ pour

les setions de lasse 1 et 2<'?d: .ésistane de alul de l9aier<

)@: Coe''iient d9imper'etion élasti%ue<

)@: +lanement réduit<

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!$S+#$

)e présent mémoire onsiste étalir la oneption et le dimensionnement de

la onstrution métalli%ue d’un timent<

En raison de sa situation @anger$ l’ouvrage est exposé des 'ortes ations duvent !;one B#<

)e premier volet de notre travail porte sur la desription et la oneption de lastruture<

)e deuxi3me volet sera onsaré au dimensionnement de tous les éléments dela struture selon l$+!*C*$

4inalement$ nous e''etuerons une véri'iation l’aide du logiiel C,P$

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-4 Les charges "er'anentes;;;;;;;;;;;;;;;;;2>4 Les charges de="loitation;;;;;;;;;;;;;;;;;2>

4 C%&P-T!$ < 6 C&LC+L &+ $/T éter'ination des charges de vent;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2@

14 La "ression d9na'ique de .ase ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2@24 Les 'odifications des "ressions d9na'iques de .ase ;;;;;;;;;;;;2A

a $ffet de la hauteur;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2A. $ffet de site ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2Ac $ffet de 'asque ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2A

4 Les actions e=térieures et inferieures ;;;;;;;;;;;;;;;;;;2Aa !a""ort de di'ension;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;25

. Le coefficient ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;25c Les actions e=térieures ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;0d Les actions intérieures ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;1e Les actions résultantes ;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;1

4 C%&P-T!$ > 6 -#$/S-*//$#$/T $S P&//$S S$L*/L$+!*C*$

-4 Les co'.inaisons de calcul;;;;;;;;;;; ;;;;;;;>--4 7tude des "annes;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;>---4 éter'ination des sollicitations;;;;;;;;;;;;;;;;?

14 Calcul des sollicitations ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;@24 Calcul des co'.inaisons des sollicitations;;;;;;;;;;;;;;;;;@

-4 i'ensionne'ent des "annes ;;;;;;;;;;;;;;;;;A14 érification de la condition de la fl:che;;;;;;;;;;;;;;;;;;A24 érification au cisaille'ent ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;54 érification D la condition de déverse'ent;;;;;;;;;;;;;;;;


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4 C%&P-T!$ @ 6 -#$/S-*//$#$/T $T 7!-F-C&T-*/ P&!L*G-C-$L C,P$ 6

- i'ension du "ortique ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;>0-- &sse'.lages ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;??

--- Calcul et érification des "annes et deslisses;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;@1

4 C*/CL+S-*/

4 3-3L-*G!&P%-$

4 &//$$S

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Présentation du bureau

Le « Cabinet d’Ingénierie Rhoni » sis au 16 Rue !"r Ibn !# $ass % &anger est

un bureau d’études s'é(ia#isé dans #’étude de stru(tures en b)ti"ents et génie

(i*i#+ Ce bureau e,e(tue éga#e"ent des études d’I"'a(ts -o(io.é(ono"i/ues et

0n*ironne"entau+

C’est une so(iété % res'onsabi#ité #i"itée et régie 'ar #a #oi en *igueur+

Créé en ars 185 i# (onnat son 're"ier 'roet au ni*eau de #a *i##e de énitra en

é(e"bre de #a ""e année+ !u 9# des années son e,e(ti: é*o#ue 'our atteindre

auourd’hui 21 e"'#o;és dont 5 (adres+

Par"i #es 'roets #es '#us notab#es du (abinet on (ite #a (onstru(tion de #’é(o#e

Rabia !oua % &ange et de #’usine (onser*atri(e Lu


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7&@.DC@7&7&@.DC@7&

1=


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En tant %u’étudiants en )iene Génie Civil la 4aulté des ienes et @ehni%ues de @anger$nous sommes appelés e''etuer un stage de Froet de 4in d’Etudes de %uatre semaines<

&otre proet de 'in d’études s’est déroulé au sein d’un ureau d’études de strutures sis au1H$ .ueAmr 7n Al Iass< )e th3me du proet hoisi étant J )e alul d’une unité industrielle en harpentemétalli%ue K<

Gre ses avantages$ la harpente métalli%ue est un mode de onstrution %ui se développe de plus en plus dans le monde$ surtout pour les grands proets industriels et ommeriaux tels %ue lesgrandes usines$ les hangars stoLages ou enore les grandes et mo?ennes sur'aes de onsommation<

)e présent proet a été réalisé suivant di''érents étapes$ savoir :

• Généralités sur la oneption du proet

• Desription de notre proet• Calul de vent et des harges• Dimensionnement des pannes et de lisses selon )’E.CDEB• Calul et dimensionnement des éléments struturaux ave logiiel CFE<

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ne onstrution$ %uelle %ue soit sa destination !haitation$ usage industriel$ olletivité$spetale N# et son prinipe onstruti' !matériau$ t?pe de struture# $ doit Otre apale de résister auxe''orts %ui lui sont appli%ués$ e rPle de J résistane K est assuré par l’ossature ou struture en aier

onstituant le J s%uelette K de la onstrution <)’ossature d’une struture métalli%ue se ompose généralement d’un assemlage de poteaux et de

poutres stailisé par un s?st3me de ontreventement< Ces éléments sont 'ari%ués partir de pro'iléslaminés marhands ou reonstitués soudés<

)’aier utilisé en onstrution métalli%ue a des aratéristi%ues garanties< C’est un matériauisotrope et homog3ne a?ant un omportement idéal visvis de la théorie de l’élastiité$ ase des loisde la résistane des matériaux< 7l est dutile$ propriété néessaire la onne répartition des e''orts dansles assemlages< 7l est soudale$ sous réserve de respeter les dispositions presrites au proet<

$=e'"le dune construction en char"ente 'étallique

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&vantages 6)a struture métalli%ue présente par rapport aux strutures en éton armé ou préontraint$ de nomreuxavantages :

Industrialisation totale

7l est possile de pré 'ari%uer intégralement des timents en atelier $ ave une grande préision etune grande rapidité ! partir des laminés#$ don le montage sur site$ par oulonnage est d’une grandesimpliité<

Transport aisé

En raison du poids peu élevé$ %ui permet de transporter loin$ en partiulier l’exportation

Résistance mécanique

)a grande résistane de l’aier la tration permet de 'ranhir de grandes portées

)a possiilité d’adaptation plasti%ue o''re une grande séurité

)a tenue aux séismes est onne$ du 'ait de la dutilité de l’aier$ %ui résiste gre la 'ormation derotules plasti%ues et gre au 'ait %ue la résistane en tration de l’aier est é%uivalente sa résistaneen ompression$ e %ui lui permet de reprendre des inversions de moments imprévues<

Modification

)es trans'ormations$ adaptations$ surélévations ultérieures d’un ouvrage sont aisément réalisales<

-nconvénients 6

.ésistane en ompression moindre %ue éton

useptiilité aux phénom3nes d’instailité élasti%ue$ en raison de la mineur des pro'ils

Mauvaise tenue au 'eu$ exigeant des mesures de protetions onéreuses

&éessité d’entretien régulier des revOtements proteteurs ontre la orrosion$ pour assurer la pérennité

de l’ouvrage<

Remarque

Ces inonvénients peuvent Otre réupérés par les r3gles internationales de oneption<

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-4 S9st:'es "orteurs de lusine 6

14 Les "oteau=

)es éléments de la toiture reportent au sol les harges vertiales !Foids propre$ hargeslimati%ues sur la toiture


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#od

es de fi=at ion dun "oteau articule

!ied de poteau

)a harge de ompression peut Otre transmise au éton de 'ondation par une simple platinesoudée l’extrémité in'érieure du poteau pour ien répartir les pressions sur le éton< )es platinesdoivent Otre su''isamment épaisses ou omportent des raidis

$=e'"le de "ied de "oteau

Et pour asorer également les e''orts de soul3vement on utilise des oulons d’anrage no?és dansle éton de 'ondation<

24 Les "outres

)es poutres sont des éléments la plupart du temps hori8ontaux %ui doivent reprendreessentiellement des e''orts de 'lexion< )eur setion doit$ par onsé%uent$ présenter une inertie adaptéedans le sens de la 'lexion et don une ertaine hauteur< n parle non seulement de poutre$ mais aussi de

panne$ de traverse$ de poutre au ventN

)eur oneption est variale$ en 'ontion notamment :

• De leur portée$

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• Du shéma stati%ue retenu de la struture !%ui dépend de la nature du sol$ de l’existene ou

non de ponts roulants$ des é%uipements seondaires$ etN#• Des prati%ues ou des s?st3mes de 'ariation des onstruteurs<

)es poutres peuvent Otre onstituées :

• oit de pro'ils me plein$ 7FE$ IEAN• oit des poutres en treillis• oit de pro'ils inertie variale$ reonstituées soudés F.

--4 Les élé'ents secondaires de lusine

14 Les "annes

)a 'ontion premi3re des pannes de toiture est d9assurer le trans'ert des ations appli%uées laouverture d9un timent sa struture prinipale< )es pannes sont des onstituants importants de lastruture seondaire du timent<

D9une 'aRon générale le hoix s9op3re entre les pannes en poutrelles laminées haud$ le plussouvent 7FE$ les pannes mines 'ormées 'roid$ alors %ue les pannestreillis n9étant %ue plus rarementutilisées<

)a liaison panne / struture prinipale peut Otre réalisée :

• oit par oulonnage diret de la semelle in'érieure de la panne sur la semelle supérieure de

la poutre prinipale !traverse de porti%ue en général# :

$=e'"le de "anne

• oit par l9intermédiaire d9une éhantignolle$ simple ou doule :

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$chantignolle

24 Les contrevente'entsAssurer la stailité d’une struture spatiale onsiste la rendre stale suivant au moins trois

plans$ dans deux diretions non parall3les et suivant ses plans hori8ontaux< n herhe 'aire transiterles e''orts par des plans rigides pour les 'aire heminer us%u’aux appuis<

n distingue %uatre t?pes de ontreventement : en 'aRades et en toiture et transversal$représentés sur la 'igure idessous< )a rigidité en isaillement est on'érée un panneau parrigidi'iassions des nTuds de l’ossature pour réer un adre porti%ue$ par un diaphragme en tPle d’aier$

par un remplissage pour réer un voile en éton armé ou par triangulation pour réer un

ontreventement en treillis<

!e"résentation sché'atique des "anneau= de contrevente'ent

4 La couverture)a ouverture est l’ensemle des matériaux étanhes supportés par une harpente métalli%ue<

)’aier est tr3s 'ré%uemment utilisé pour les ouvertures des timents< 7l peut servir de supportd’étanhéité aux toitures plates ou 'ailes pentes$ permettant un net gain de poids par rapport unedalle en éton armé<

)es ouvertures é%uipant la grande maorité des timents métalli%ues sont de deux t?pes :

• les ouvertures en pla%ues ondulées<•

les ouvertures en as aier nervurés<

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3oulon en cisaille'ent 3oulonen traction

. Soudure)e soudage onsiste 'ondre l’aier loalement ave ou sans apport de métal !touours de

l’aier# de mani3re reonstituer une ontinuité de la mati3re aussi par'aite %ue possile<

T9"es de soudures

c !ivetagen rivet se présente omme un gros lou une tOte< 7l doit Otre préalalement hau''é au rouge$

puis posé haud< )e rivet se ontrate en se re'roidissant e %ui assure ainsi une 'ore de serrage et unassemlage par 'rottement des deux pi3es entre elles< 7l est ompl3tement aandonné auourd’hui pour

les assemlages sur les hantiers sau' dans les as de rénovation de timents aniens<

d Collage)e ollage de pi3es métalli%ues ne s’emploie en prati%ue %ue pour des pi3es d’enveloppe oV

les ontraintes méani%ues prendre en ompte sont 'ailes !par exemple raord d’angle pour un ardage#<

2=


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Chapitre 2 : DesriptionChapitre 2 : Desription

et oneption du proetet oneption du proet

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-4 Cahier de charge du "rojet

Dimensions Géométri%ues

)ongueur 1Wm

)argeur 2XmIauteur de poteau 10m

Fente de la toiture 11$BY

Espaement des porti%ues Xm

Conditions limati%ues.égion 777(ent

ite normal

--4 La structure "orteuse

Aper"u sur le pro#et

&otre timent s’étale sur une super'iie de 1000 mZ de 'orme retangulaire< 7l est onstitué d’unseul lo<

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ue du "rojet

En 'ontion du ahier des harges$ il s’agit d’étalir des ro%uis !toiture$ pignon$ long pan# %uidé'inissent la répartition des éléments !pannes$ lisses$ potelets$ ontreventements de versants$ etN#

Ces plans sont déterminés par l’étude des ouvertures et de ardages$ ave les atalogues des 'ariantset le ahier des harges<

Toiture

)ongueur de panne : Xm

)’entraxe : 1$02m

Lon$ pan

)ongueur lisse : Xm

)’entraxe entre les lisses : Bm

!i$non

)ongueur de poteau : 10 m

)’entraxe : 10m

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Chapitre B : I?poth3sesChapitre B : I?poth3ses

des alulsdes aluls

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)a oneption et le alul de notre struture sont régis par la norme L$+!*C*$

-4 Les 'atériau=

• Aier pour harpente métalli%ue : 4e E 2BX• Uoulon

--4 La "ortance du sol

D’apr3s l’étude géotehni%ue$ le sol travaille 2 ars<

---4 Le vent

)a 8one de @anger se situe dans la 8one ]77 !%" 1BX da&/mZ# et le site du proet est %uali'ié ommeétant normal<

-4 Les charges "er'anentes

)es harges permanentes sont essentiellement des ations suseptiles d’agir tout au long de la vied’un ouvrage S la variation de leur valeur en 'ontion du temps est négligeale< Ces harges

permanentes sont omposées du poids propre des éléments !ossature et autres éléments# et des poids desé%uipements et installations suseptiles de demeurer durant toute la vie de l’ouvrage<

)es di''érentes harges permanentes : 3ac acier isolant et étanchéité

4 Les charges de="loitation

)es harges d’exploitation sont généralement elles %ui résultent de l’usage des loaux<Dans notre as es harges orrespondent aux harges d’entretien !poids des ouvriers et du matériel#<)es harges variales sont$ en général$ données par le ahier des harges du lient ou dé'aut par les'ournisseurs<

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Chapitre W : CalulChapitre W : Caluldu ventdu vent

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)es ations dues au vent se mani'estent par des pressions exerées normalement aux sur'aes !%ui$ pour des onstrutions asses sont souvent admises uni'ormes#< es pressions peuvent Otre positives!surpression intérieure ou$ tout lairement$ pression# ou négatives !dépression intérieure ou suion#<

n dé'init par pression d?nami%ue$ la pression %u’exere le vent sur un élément plaé normalement par rapport la diretion de l’éoulement d’air$ lors%ue la vitesse du 'ilet d’air %ui 'rappe l’élémentvient s’annuler<

)a pression s’exerRant prendre en ompte dans les aluls est donnée par :

W ¿q10 × K s × K m × K h× δ ×(C e−C i)

Ave :

•q10 : pression d?nami%ue de ase 10 m

• K h : est un oe''iient orreteur du la hauteur audessus du sol<

• K s : est un oe''iient %ui tient ompte d’univers du site ou se trouve la onstrution

onsidérée<

•k m : est le oe''iient de mas%ue<

• δ : est un oe''iient de rédution des pressions d?nami%ues$ en ativité de la plus grande

dimension de la sur'ae o''erte au vent<•

(C e−C i ) : sont les oe''iients de pression extérieure et intérieure

éter'ination des charges de vent

14 La "ression d9na'ique de .ase

Cha%ue région est aratérisée par une pression d?nami%ue de ase$ %ui représente une valeur de pointe$ mesurée 10m audessus du sol<

)e taleau idessous indi%ue les valeurs normales et extrOmes de la pression d?nami%ue de ase pour haune des %uatre régions pour le as du MA.C<

Fression d?nami%ue de ase par région &otre onstrution métalli%ue est située dans la région 777$ don les pressions de ase sont :

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• Fression de ase normale<• Fression de ase extrOme<

24 Les 'odifications des "ressions d9na'iques de .ase

a $ffet de la hauteur

)a pression d?nami%ue de ase est elle régnant 10m audessus du sol$ notée< )a variation de la pression d?nami%ue en 'ontion de la hauteur d’une onstrution est donnée par la 'ormule suivante :

K h=2,5× H +18 H +60

)a hauteur de notre onstrution étant égale 1Wm don : K h "1$0^

. $ffet de site

)e oe''iient de site est un oe''iient d9augmentation pour les sites exposés omme le ord de lamer et de rédution pour les sites protégés omme l9intérieur d9une 'orOt dense<

)es valeurs du oe''iient du site sont données sur le taleau suivant:

Coe''iient de site par région

Four notre onstrution métalli%ue$ il s9agit d9un site normal$ don : K s=1

c $ffet de 'asque

)’environnement de notre onstrution est sans ostale$ alors on a K m=1

4 Les actions e=térieures et intérieures 6

Ce timent rentre dans le adre des onstrutions prismati%ues ase retangulaire$ reposant sur lesol<

2


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a !a""ort de di'ension

ent nor'al au "ignon 6

λb= H

b =

14

40=0,35

ent nor'al a long "an 6

λa= H

b =

14

25=0,56

. Le coefficient λ

D’apr3s la leture de l’aa%ue$ nous pouvons érire :

3=


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(aleurs du oe''iient 0

ent nor'al au "ignon 6 λb=0,35


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• Toiture 6

Dans le as du vent parall3le$ on prend # =0

C e=−0,33

3 ent nor'al a long "an6 Paroi verticale6

o 4ae au vent: C e=0,8

o 4ae sous vent : C e=−(1,3 " 0−0,8)=−0,37

Toiture 6

Dans notre as$ # =11,3

o i la toiture est au vent !e=−0,26

o i la toiture est sous le vent C e=−0,32

d Les actions intérieures C i 6

)es oe''iients de pression C i %ui s9exerent l9intérieur de la onstrution métalli%ue

dépendent de la perméailité _ de la onstrution$ %ui est égale au rapport de la sur'ae totale de sesouvertures sa sur'ae totale<

)a onstrution étant onsidéré 'ermée$ _ ` X$ on a soit :

o ne surpression ave : C i=$%6 (1,8−1,3" 0 )

o ne dépression ave C i=−$ %6(1,3" 0−0,8)

• ent nor'al au "ignon : " 0=0,87

o +ur$ression C i=$ %6 (1,8−1,3×0,87 )=+0,4

o &é$ression C i=−$ %6 (1,3×0,87−0,8)=−0,19

• ent nor'al au long "an 6 " 0=0,90

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o +ur$ression : C i=$%6 (1,8−1,3×0,90 )=+0,37

o &é$ression C i=−$ %6 (1,3×0,9−0,8 )=−0,22

e Les actions résultantes

ent nor'al au "ignon

o +ur$ression

o &é$ression

ent nor'al a long "an

o +ur$ression

33


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o &é$ression

#ajoration d9na'ique

Ations parall3les la diretion du vent :

• @ " 0$2s pour une ossature en aier S• b " 0$B• h " 1Wm

D’oV :

Don on prendra c"1 e %ui signi'ie %u’7l n’? a pas de maoration d?nami%ue appli%uer<

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Coe''iient d’amortissement

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Chapitre X:Chapitre X:DimenssionnementDimenssionnement

des pannes selondes pannes selon

l9EuroodeBl9EuroodeB

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%alcul des sollicitationso )a harge permanente :

Foids propre des pannes H $ Lg /m Foids propre de la ouverture 10 Lg/m Etanhéité Lg/mZ 7solant Lg/mZ

&=(9+7+10 ) ×1,02+6,9=33,42

o )a surharge d’exploitation: )a harge d’entretien :100 Lg/mZ

'=100×2=102k)/m

)a harge due au vent :

W =q10× K m × K s× K h × δ × e ×(C e−C i)

Ave : q10=135 *aN /ml S K m=1 S K s=1,08 S δ =0,7 S e=1,02m

o urpression: C e−C i=−0,63

W =135×1×1×1,08×0.7×1,02×−0,63=−65,5 k) /ml

o Dépression :C e−C i=−0.04

W =135×1×1×1,08×0.7×1,02×−0,04=−4,16 k) /ml

14 Calcul des co'.inaisons des sollicitations

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%as de surpression

• 1,35&+1,5'=198,11k)/m

• 1,35&+1,5W =−53,13 k)/m

• 1,35 (&+'+W )=−94,39 k) /m

• &+1,75W =−81,2 k) /m

• &+'=135,42 k) /m

• &+W =−32,08k) /m

• &+0,9 ('+W )=66,27 k)/m

%as de dépression •

1,35&+1,5'=198,11k)/m

• 1,35&+1,5W =38,87 k) /m

• 1,35 (&+'+W )=177,2k) /m

• &+1,75W =26,14 k)/m

• &+'=135,42 k) /m

• &+W =29,26 k)/m

• &+0,9 ('+W )=121,47 k)/m

n onstate %ue la premi3re ominaison est la plus dé'avorale :

E) :

'+=1.35&+1.5'=198,11k) /m

E) :

's=&+'=135,42 k)/m

3


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)a solliitation pondérée a E) : ' y+

='+ ×sin# =38,81k) /m

' ,+='+ ×cos# =194,2k) /m

)a solliitation pondérée a E) : ' ys=' s× sin# =26,53k)/m

' ,s='s ×cos# =132,8k)/m

%alcul des moments

A l’E) : M y=' , ×l

2

8=

149,2×(5)²8

=606,87 k)-m

M ,=' y ×l

2

8=

38,81×(2,5) ²8

=30,32 k)-m

4=


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A l’E): M y=' , ×l

2

8=

132,8×(5) ²8

=415 k)-m

M ,=' y ×l

2

8=

26,53×(2,5) ²8

=8,29 k)-m

%ondition de résistance

M

( I V )

M

. e

ahant %ue le t?pe d’aier est E2BX et . e=2400daN /m²

( I V )0 >25,28 !m3

S ( I V ) ,>1,26 !m3

Ce %ui orrespond un 7FE 100<

-4 i'ensionne'ent des "annes

&' (érification de la condition de la fl)che

-érification a l’)..+

)es ominaisons de harges pour l9étude des 'l3hes sont elles de l9état limite de servie<

D9apr3s le r3glement de onstrution métalli%ue l’E.CD B$ la 'l3he doit Otre in'érieur f ad <

7l 'aut véri'ier %ue :

f = 5× ' , ×l

4

384 × 1 × I y< f ad

*l)che +erticale sur deu, appuis

oit : f ad= l

250=0,02m ave : l"Xm

f ,=

5×' , ×l4

384× 1 × I y=

5×132,8×54

384×21×171×102=0,003< f ad

41


42/83


Ave : 1=21×105

daN /mm ²

*l)che latérale sur trois appuis

2 it : f ad=0,01m ave : l"2$Xm

f y=2%05×' y ×l

4

384× 1 × I ,=

5×26 %53×(2 %5)4

384×21×15 %91×102=0,0001< f ad

/V 3 4ifi 3

24 érification au cisaille'ent

7l 'aut véri'ier %ue :

V , 5 V 6l, et V y=V ply

n a :

V ,=

' , ×l

2 =194,2×5

2 =485,5 K)

V y=' y × l

2=

38,81×5

2=48,51 K)

Four 7FE100 : A vy=6,7!m ² 7 A v,=5,1!m²

V 6l,=

Av,×( f y√ 3 )" M =

5,1×(2350√ 3 )1 =6919,54 k)>V ,

V 6ly=

A vy ×( f y√ 3 )" M

=

6,7×(2350√ 3 )1

=9090,3 k)>V y

⇒V34ifi3

42


43/83


4 érification D la condition de déverse'ent

)e déversement orrespond au 4lamement latéral additionné la .otation de la setion

transversale< )ors%u’une poutre est 'léhie$ emelle supérieure est omprimée sous l’ation des harges

vertiales desendantes est suseptile de déverser< (u %uelle est 'ixée la toiture don il n’? a pas

ris%ue de déversement< Et le emelle in'érieure omprimée sous l’ation du vent de soul3vement est

suseptile de déverser du moment %u’elle est lire tout au long de sa portée<

)a ondition de stailité au déversement des poutres 'léhies dans l’E.CDEB Four la

'lexion déviée doit Otre véri'iée par l’é%uation suivante :

[ M y

M 80

]

#

+

[ M ,

M 8,

]

9

51

)’élanement réduit déterminé par la relation suivant:

´ λ¿=√W ply ×f y

M !4=[ λ¿ λ

1 ]

λ1=: ×√

1

f y=93,9=93,9 ;

Et ;=√235

f y=√235235=1

Don : λ1=93,9

Four les poutres setion onstante et doulement s?métri%ues !pro'ilés laminés en 7 et I#$

l’élanement λ¿ vaut :

λ¿=

li ,

C 1

0,5 [1+ 120 ( l

i ,

h

e)2

]0,25

Four 7FE100 i ,=1,24 !m $ h"10 m$ e=0,57 !m

43

http://fr.wikipedia.org/wiki/Poutrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Poutre


44/83


λ¿=

250

1,24

1,1320,5

[1+ 1

20 ( 250

1,2410

0,57 )2

]0,25

=76,65

´ λ¿=[ λ ¿ λ1 ]=76,65

93,9=0,81

ϕ¿=0,5 [1+# ¿ ( ´ λ¿−0,2 )+´ λ¿2 ]

¿0,5 [1+0,21 (0,81−0,2)+0,812 ]=0,89

χ ¿= 1

ϕ¿+[ϕ¿2−´ λ¿2 ]0,5

¿ 1

0,89+ [0,892

−0,812

]0,5=0,79

M 8y= χ ¿×W ply × f y

" M 1

¿0,79×39,4×23,5

1,1=665 K) -m

M 8,= χ ¿ ×W pl, ×f y

" M 1

¿0,79×9,1×23,5

1,1=153,6 K)- m

n a le moment l’E) : M y=606,87 K) -m te : M ,=8,24 K) -

44


45/83


Fuis%u’on a &"0$ alors # =2et 9=1

[606

665

]

2

+

[30,32

153,6

]

1

=0,99


46/83


Chapitre H :Chapitre H :DimensionnementDimensionnement

des lissesdes lisses

46


47/83


)es lisses de ardage sont onstituées de poutrelles !7FE$ AF$ F ou de pro'ils mines pliés<

Disposées hori8ontalement$ elles portent sur les poteaux de porti%ue<

Dans notre proet$ les lisses de long pan de X m de longueur$ posées un entraxe de B m$

supportent un ardage a aier de poids de ^$X [g/mZ<

)es lisses$ destinées reprendre les e''orts du vent sur le ardage$ sont posées naturellement

pour présenter leurs inerties maximales dans le plan hori8ontal<

Calcul de lisses6

14 Calcul en fle=ion horiEontale

a Condition de résistance

)a harge engendrée par le vent vaut

W =q10× K m × K s× K h× δ ×(C e−C i)× e

W =135

×1

×1

×1,08

×0.7

× (0.8

+0.2

)×3

=306,18

daN /ml

Four les lisses telles %ue d X m sur deux appuis:

M y=306,18×5

2

8=956,8daNm

Et par la suite le module plasti%ue d’inertie doit véri'ier :

47

http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc250196342http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc250196342


48/83


W ply=956,8

24=39,9 !m3

Ce %ui orrespond 7FE120<

. Condition de fl:che

7l 'aut véri'ier %ue : f < f ad

f = 5

384×

ql4

1 I yave! q=W n et l=5 f =

5

384×

306,18(5)4

21×317,8×102=0,4 !m


49/83


• # =2et 9=1

•ave! M y=606,7daN - met M ,=8,24daN - m

D’autres parts les moments plasti%ues résistants sont :

M ply=W ply × f y

" M 0=1426daNm et M pl,=

W pl, × f y

" M 0=319,6daNm

(606,871426 )2

+( 8,24319,6 )1

=0,2051

)a ondition de la résistane est ien véri'iée

. érification de déverse'ent

Fas de ris%ue de déversement pare %ue les ailles de notre lisse sont 'ixés d’un Pté ave les

poteaux et d’autre oté par le ardage<

c érification au cisaille'ent

Fas de véri'iation de isaillement pare %ue les ontraintes de isaillement sont tr3s 'aile par

rapport fe<

%onclusion

n adopte les 7FE 120 omme des lisses<

4


50/83


Calcul des co'.inaisons des sollicitations dun "ortique 6

)a harge du vent :o ent nor'al au "ignon

Sur"ression 6

W n ¿q10 × K s × K m× K h× δ × e × C 4

" 10W$10 C 4

W n1 "10W$10 !0$^0$W#" W1$HW da&/ml

W n2 "10W$10 !0$BB0$W#" H da&/ml

W n3 "10W$10 !0$B0$W#"2$^ da&/ml

W n


51/83


W n1 "10W$10 !0$^0$1#" 10B da&/ml

W n2 "10W$10 !0$BB0$1#" 1W$H da&/ml

W n3 "10W$10 !0$B0$1#"H2$WH da&/ml

W n


52/83


W n1 "10W$10 !0$^0$22#" 10H$1^ da&/ml

W n2 "10W$10 !0$2H0$22#" W$1H da&/ml

W n3

"10W$10 !0$B20$22#"10$W1 da&/ml

W n4 "10W$10 !0$B0$22#" 1X$H1 da&/m

)a harge permanente :

)a surharge d’exploitation :

/ )es ominaisons les plus dé'avorales :

E


53/83


E


54/83


Chapitre :Chapitre :

DimensionnementDimensionnement

et véri'iationet véri'iation

par logiiel CFE par logiiel CFE

54


55/83


- i'ensionne'ent du "ortique "ar C,P$ 6

*//7$S $ LJ*+!&G$

114 /or'es considérées

Aiers laminés ou soudés: Euroodes B et W

124 $tats li'ites

E


56/83


é"lace'ents

&ctions varia.les sans séis'eCoe''iients artiels de séurité4avorale Dé'avorale

Charge permanente !G#

(ent !Q#

1


57/83


1e 1


58/83


59/83


Charge permanente

Charge permanente

Charge permanente

(!0Y# as 1(!0Y# as 1(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 2(!0Y# as 2

(!0Y# as 2(!0Y# as 2

(!0Y# as 2(!0Y# as 1

(!0Y# as 1(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2(!0Y# as 2

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1(!20Y# as 2

(!20Y# as 2

(!20Y# as 2( 20Y as 2

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'ormeni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'ormeni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

ni'orme

0


60/83

Charges sur .arres

Uarre I?poth3se @?pe

(aleurs Fosition Diretion

F1 F2

)1

!m#

)2

!m# Axes j ;

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X &W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X &W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

&W/&X

(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 1(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 1

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!0Y# as 2

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!1^0Y# as 2

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1

(!20Y# as 1

(!20Y# as 2

(!20Y# as 2

(!20Y# as 2

(!20Y# as 2

Uande Uande

ni'orme

@rape8okdale

@riangulaire Gh<

@riangulaire Gh<

@rape8okdale Uande

Uande

Uande

ni'orme

Uande

ni'orme

ni'orme

@riangulaire Gh


61/83


62/83

é"lace'ent des noeuds "ar h9"oth:se

.é'érene Desription

Déplaement des axes gloaux

Dx!mm#

D?!mm#

D8!mm#

.x!m.ad#

.?!m.ad#

.8!m.ad#

(!0Y# as 2

(!1^0Y# as 1

(!1^0Y# as 2

(!20Y# as 1

(!20Y# as 2

0


63/83

/'- Les %ombinaisons

!éactions au= noeuds "ar co'.inaison

.é'érene

Cominaison .éations aux axes gloaux

@?pe Desription .x

!t#

.?

!t#

.8

!t#

Mx

!tm#

M?

!tm#

M8

!tm#

&1 Uéton dans les 'ondations G Q0


64/83


.é'éren

Cominais .éations aux axes loaux

@?p Desription . .? . Mx M? M8

G1


65/83

1


66/83


.é'érene

Cominaison .éations aux axes gloaux

@?pe Desription .x

!t#

.?

!t#

.8

!t#

Mx

!tm#

M?

!tm#

M8

!tm#

1


67/83

H1poth)se

$fforts dans les .arres "ar h9"oth:se

Uarre I?poth3se E''ortFositions sur la arre

0


68/83

$fforts dans les .arres "ar h9"oth:se

Uarre I?poth3se E''ortFositions sur la arre

0


69/83

Profils

Fi3e DesriptionGéométrie Aier

héma+paisseur totale

!mm#

)argeur de l9aile

!mm#

Epaisseur d9aile

!mm#

Epaisseur d9me

!mm#@?pe

' ?

!Lg'/mZ#

' u

!Lg'/mZ#

Foutre IE 1000 A 0 B00 B1 1H


70/83

Soudures en angle

Desriptiona

!mm#

Contrainte de (on Mises Contrainte normale ' u!Lg'/mZ# =

!Lg'/mZ#

!Lg'/mZ#

//!Lg'/mZ#

(aleur !Lg'/mZ#

tilis<!#

!Lg'/mZ#

tilis<!#

oudure de l9aile supérieure 22 W1


71/83

Co'"orte'ent de lJasse'.lage "our fle=ion si'"le dans le "lan =E

2# Foutre !# IE 1000 A ContrKles de résistance

Composant (éri'iation nités Dé'avorale .ésistant tilis< !#

Flatine 'rontale @ration par 'lexion t 1


72/83

Soudures en angle

Desriptiona

!mm#

Contrainte de (on Mises Contrainte normale' u

!Lg'/mZ# =

!Lg'/mZ#

!Lg'/mZ#

//!Lg'/mZ#

(aleur !Lg'/mZ#

tilis<!#

!Lg'/mZ#

tilis<!#

oudure de l9aile supérieure 22 W1


73/83

(is Diam3tre

E''ort tranhant @ration7nteration tration et

glissementtilis< Max< !#

(éri'iationDé'avorale

!t#.ésistant

!t#tilis<!#

(éri'iationDé'avorale

!t#.ésistant

!t#tilis<!#

tilis<!#

^ MBHGlissement 0


74/83

Co'"orte'ent de lJasse'.lage "our fle=ion si'"le dans le "lan =E

d# Métré

Soudures

' u!Lg'/mZ#

Exéution @?peEpaisseur de gorge

!mm#)ongueur des ordons

!mm#

XH0H


75/83

TKles

Matériau @?pe QuantitéDimensions

!mm#Foids!Lg#

WX0 @Ples 2 BXx200x2H B1

&oeuds)ongueur

!m#

Caratéristi%ues méani%ues

7nitial 4inalire!mZ#

7?!1#

!mW#78!1#

!mW#7t!2#

!mW#

0


76/83

Uarre

(+.747CA@7& !E.CDE B &4 E& 1B11/&A: 2000X# +tat

= &t & M M; (; ( M(;M;(

&MM;

&MM;((;

Mt Mt(; Mt(

ion

imite d'élancement 9 -oilement de l':me engendré $ar l'aile com$rimée" t Résistance à la traction" c Résistance à la com$ression

/ ; Résistance à la flexion suivant l'axe ; /


77/83

7(< Calul et véri'iation des lisses par CFE :

(éri'iation de résistane

(éri'iation de résistane

)e pro'il séletionné véri'ie toutes les onditions<

tilisation:

21

&!# &aux de travail 3?5 ".-. "on nécessaire


78/83

Uarre

(+.747CA@7& !E.CDE B &4 E& 1B11/&A: 2000X# +tat

= &t & M M; (; (M(;

M;(

&MM;

&MM;((;

MtMt(;

Mt(

-érifications non réalisées 3".-.5345 a vérification n'est $as réalisée car il n'( a $as d'effort normal de com$ression.365 a vérification n'est $as réalisée car il n'( a $as d'effort normal de traction.3@5 a vérification n'est $as réalisée car il n'( a $as de moment fléc=issant 35 a vérification n'est $as réalisée car il n'( a $as d'effort tranc=ant.3B5 Il n'( a interaction entre le moment fléc=issant et l'effort tranc=ant $our aucune combinaison. a vérification n'est donc $as réalisée.35 Il n'( a $as d'interaction entre l'effort normal et le moment fléc=issant ni entre les moments fléc=issants dans les deux directions, $our

aucune des combinaisons. a vérification n'est donc $as effectuée.3D5 Il n'( a interaction entre le moment fléc=issant, l'effort normal et l'effort tranc=ant dans aucune combinaison. e contrEle ne $eut donc $as

tre lancé.3F5 a vérification n'est $as réalisée car il n'( a $as de moment de torsion.3G5 Il n'( a interaction entre le moment de torsion et l'effort tranc=ant $our aucune combinaison. a vérification ne $eut donc $as tre lancée.

C*/CL+S-*/

Ce proet a été pour nous une oasion pour appli%uer les onnaissanes %uenous avons a%uises au ours de notre 'ormation< 7l nous a aussi permis d’avoirune idée générale sur la méthodologie du travail dans le monde pro'essionnel<

7l a été une oasion pour se 'amiliariser ave les nouvelles normes Européennes!E.CDEB#< 7l nous a permis aussi d’appro'ondir nos onnaissanes sur le logiiel CFE$ de

ien omprendre les étapes de la modélisation des strutures et d’a%uérirl’expériene au niveau d’interprétation et d’exploitation des résultats donnés parles logiiels de alul des strutures<

En résumé$ on peut dire %ue e travail de 4in d’études était pour nous une tr3s onne oasion pour ma\triser la harpente métalli%ue


79/83

3-3L-*G!&P%-$I$3*G!&P%-$

• .3glement Euroode B

• .3gles &eige et (ent HX !/?>M

• Coneption et alul des strutures métalli%ues ECB S ean M.E)

• Coneption des harpentes métalli%ues S A


80/83


81/83

Détails des nTuds &10$ &1X$ &20$ &2X

Composantes de l’assemlage


82/83

(éri'iation de poutres 7FEH00


83/83

Documents

conception Et Dimensionnement de La Construction Métallique