Soutenance mémoire
Évaluation des surcharges climatiques
Les effets climatiques sur une structure métallique sont souvent prépondérants. Une étude approfondie et détaillée doit être menée minutieusement afin de déterminer les différentes actions et sollicitations.
La réglementation nationale Neige et Vent (RNV 2013) met à notre disposition les principes généraux et procédures à suivre afin de mieux prévoir ces surcharges et de mener à bien des calculs.
Les pressions du vent appliquées sur les structures métalliques dépendent des facteurs suivants:
La région (Zone 0), Les reliefs du site d’implantation, La hauteur de la construction, La configuration géométrique de la structure, La forme de la toiture.
Dimensionnement des pannes pour la toiture à plusieurs versants
Fonctionnement de base
La fonction des pannes de toiture est d’assurer le transfert des actions appliquées à la couverture d’un bâtiment et à sa structure principale, les lisses jouent le même rôle en façades. Les pannes et les lisses sont des constituants importants de la structure secondaire du bâtiment.
Un empannage comprend non seulement les pannes elles-mêmes mais également les éventuelles éclisses qui réalisent la continuité des pannes, les échantignoles qui assurent la liaison entre pannes et structure principale ainsi que les liernes et brettelles qui maintiennent les pannes latéralement.
Choix du bardage de couverture
Pour le choix de notre système de couverture il s’est avéré qu’une couverture de type TL 75 remplie correctement les critères de conception, à savoir :
Assurer la fonction élémentaire de protection face aux intempéries
Satisfaire les exigences acoustiques
Satisfaire à l’exigence nationale imposée par les documents réglementaires relatifs aux charges de neige, de vent et aux autres charges d’exploitation.
Prédimensionnement des potelets
Les potelets sont des profilés laminés, qui ont pour rôle de transmettre les différents efforts horizontaux à la poutre au vent et les efforts verticaux vers le sol. Ce sont des profilés disposés verticalement sur le pignon, et sont surtout sujet à la flexion composée sous les efforts suivant : Effort normal produit par le poids propre du potelet du bardage et des lisses.
Effort de flexion produit par l’action du vent sur le pignon.
Ils sont considérés comme articulés dans les deux extrémités. Évaluations des charges et surcharges revenantes à un potelet :
Charges permanentes G (verticale concentrée) :
Poids propre de bardage (panneau sandwich) 13,3 daN/m² ,Poids propre des accessoires d’attaches 5 daN/m² ,Poids propre de la lisse UPN 140 15.68 daN/ml.
Classification des ponts roulants
Les ponts roulants sont classés selon deux critères :
Intensité de l’usage du pont.
La variation de la charge soulevée.
Coefficient et Classements des ponts roulants selon le CTICM: Les ponts roulants à usage intensif, (les poutres de roulement roulants doivent être conçues et calculées avec soin).
Les ponts roulants d’usage peu fréquent, (le calcul de poutre de roulement est similaire à celui d’une poutre quelconque sous charge statique).
Utilisation régulière en service intensif suivant l’état de charge.
Etude Sismique
Parmi les catastrophes naturelles, le séisme est le plus proche et le plus destructeur des constructions en zone urbaine ou rurale.
Notre pays est l’un des pays les plus concernés par les tremblements de terre d’où, l’obligation de l’étude sismique pour n’importe quelle construction aussi minime soit son importance. En Algérie, les deux tremblements de terre de 1980 survenus à la wilaya de Chlef et de 2003 à Boumerdes ont certainement contribué à la prise en compte de ces phénomènes dans la construction. Lors de toute catastrophe naturelle, on se doit de protéger avant tout la vie humaine présente dans et autour des constructions.
Cela implique à la fois une connaissance scientifique du phénomène ainsi que la maîtrise des moyens techniques pour y faire face. Les risques du séisme dépendent de l’activité tectonique ainsi que de la nature du sol, les caractéristiques régionales.
Pour notre ouvrage implanté dans la wilaya de Ouargla, le règlement national parasismique RPA99v2003 classe cette zone comme zone 0, (zone de sismicité négligeable). Ce dernier propose trois méthodes de calcul dont les conditions d’applications différentes et cela selon, le type de la structure à étudier, le choix des méthodes de calcul et la modélisation de la structure doivent avoir pour objectif de s’approcher au mieux au comportement réel de l’ouvrage, ces méthodes sont les suivantes : Méthode statique équivalente, Méthode d’analyse modale spectrale, Méthode d’analyse dynamique par accélérogramme.
Concernant notre projet l’analyse de la structure est effectuée par le logiciel Robot conçu à base de la méthode des éléments finis.
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Table des matières
Chapitre-1 Généralité et présentation de l’ouvrage
1.1 Introduction
1.2 L’état limite ultime ELU
1.3 L’état limite de service ELS
1.4 Etude parasismique
1.5 L’effet du vent
1.6 Présentation de l’ouvrage
1.7 Caractéristiques géométriques
1.8 Matériaux
1.8.1 Acier
1.8.2 Béton armé
1.8.3 Ferraillages et armatures
Chapitre-2 Détermination des charges climatiques
2.1 Introduction
2.2 Détermination de l’action du vent
2.2.1 Détermination de la pression aérodynamique
2.2.2 Calcul de la pression dynamique de pointe qp
2.2.3 Coefficient de pression extérieure
2.2.4 Coefficient de pression intérieure
2.2.5 Détermination de la pression statique du vent
2.3 Détermination de l’action de la neige
2.4 Détermination de l’action du sable
2.5 Charge permanente
2.6 Charge d’exploitation
Chapitre-3 Dimensionnement des éléments secondaires
3.1 Dimensionnement des pannes pour la toiture à plusieurs versants
3.1.1 Fonctionnement de base
3.1.2 Choix du bardage de couverture
3.1.3 Redimensionnement des pannes avec IPE200
3.1.3.1 Évaluation des charges et surcharges
3.2 Dimensionnement de l’échantignole
3.3 Dimensionnement des lisses de bardages
3.3.1 Choix du bardage
3.3.2 Détermination de l’espacement entre lisse
3.3.3 Le dimensionnement se fait par la condition de limitation de la flèche
3.3.4 Vérification des différentes conditions de résistances
3.4 Dimensionnement des liernes
3.5 Calcul des chéneaux
3.6 Prédimensionnement des potelets
Chapitre-4 Etude du pont roulant
4.1 Introduction
4.1.1 Caractéristiques des ponts roulants
4.2 Classification des ponts roulants
4.2.1 Coefficient et classements des ponts roulants selon CTICM
4.2.2 Description générale du calcul
4.2.3 Définition des charges
4.2.4 Calcul des réactions des galets du pont roulant
4.2.5 Le choix du rail de roulement
4.3 Prédimensionnement de la poutre de roulement
4.3.1 Condition de la flèche
4.3.2 Classe du profilé HEB 300
4.3.3 Vérification de la résistance de la poutre de roulement
4.3.4 Résistance de l’âme à la charge transversale
4.3.5 Calcul du support du chemin de roulement
Chapitre-5 Etude sismique
5.1 Introduction
5.2 Analyse de la structure
5.2.1 Méthode de calcul
5.2.2 Calcul de la force sismique totale
5.2.3 Estimation de la période fondamentale
5.2.4 Méthode modale spectrale
5.2.5 Résultat de calcul dynamique
5.2.6 Vérification de la résultante des forces sismiques
5.2.7 Vérification de la période
5.2.8 Vérification des déplacements
Chapitre-6 Vérification des éléments structuraux
6.1 Introduction
6.2 Vérification de la traverse IPE400
6.3 Vérification des poteaux (HEA320)
6.4 Vérification des éléments de stabilités CAE (120×12)
6.5 Vérification des potelets (IPE300)
Chapitre-7 Calcul des assemblages
7.1 Introduction
7.2 Assemblage poteau-traverse (HEA320-IPE400)
7.2.1 Vérification de la soudure de la semelle à la traction
7.2.2 Vérification de la soudure de l’âme au cisaillement
7.2.3 Détermination des efforts dans les boulons
7.2.4 Détermination de diamètre requis des boulons
7.2.5 Vérification à la résistance de l’assemblage
7.2.6 Vérification des boulons à l’interaction cisaillement-traction
7.2.7 Vérification au poinçonnement de la semelle du poteau
7.2.8 Vérification de la pression diamétrale
7.2.9 Vérification de la résistance de l’âme du poteau dans la zone tendue
7.2.10 Vérification de la résistance de l’âme du poteau dans la zone comprimée
7.2.11 Vérification de la résistance de l’âme du poteau dans la zone cisaillée
7.3 Assemblage Traverse-Traverse (IPE400)
7.3.1 Vérification de la soudure de la semelle à la traction
7.3.2 Vérification de la soudure de l’âme au cisaillement
7.3.3 Détermination des efforts dans les boulons
7.3.4 Détermination du diamètre requis pour les boulons
7.3.5 Vérification à la résistance de l’assemblage
7.3.6 Vérification des boulons à l’interaction cisaillement-traction
7.3.7 Vérification au poinçonnement de la semelle du poteau
7.3.8 Vérification de la pression diamétrale…
7.4 Assemblage des palés de stabilité (2L 120×120 X12)
7.4.1 Vérification de la soudure gousset-semelle du poteau à la traction
7.4.2 Vérification au cisaillement des boulons
7.4.3 Vérification de la pression diamétrale
7.4.4 Vérification à la résistance du bloc
7.5 Assemblage Panne-Traverse (Echantignole)
7.5.1 Résistance des boulons au cisaillement
7.5.2 Résistance des boulons à l’effort combinée traction-cisaillement
Chapitre-8 Vérification des ancrages et calcul de fondations
8.1 Vérification d’ancrage des pieds de poteaux HEA320
8.1.1 Introduction
8.1.2 Dimensionnement de la plaque d’assise
8.1.3 Resistance du béton à la compression
8.1.4 Resistance de calcul à l’écrasement du matériau de scellement
8.1.5 Calcul de l’aire de la plaque
8.1.6 Cordon de soudure
8.1.7 Calcul de la résistance à la flexion en présence de l’effort axial
8.1.8 Vérification de la résistance de tiges d’ancrage
8.1.9 Résistance de la partie tendue de l’assemblage
8.1.10 Resistance à la flexion de la plaque d’assise (par unité de longueur)
8.1.11 Vérification de la résistance en flexion
8.2 Etude des fondations
8.2.1 Introduction
8.2.2 Détermination des sollicitations
8.2.3 Dimensionnement de la semelle
8.2.4 Vérification des contraintes
8.2.5 Vérification de la stabilité au renversement
8.2.6 Détermination des armatures de la semelle
8.2.7 Calcul des longrines
8.2.8 Vérification de la condition de non-fragilité
8.2.9 Ferraillage transversal
8.2.10 Calcul d’espacement des cadres
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