Etude du vent

Etude du vent

Présentation de l’ouvrage

La construction métallique a connu ces dernières années un essor important puisqu’elle a montré qu’elle peut être économique à souhait et présente un certain nombre d’avantages indéniables par rapport aux constructions classiques. Dans le but d’aller de l’avant, les concepteurs redoublent d’effort pour trouver des systèmes plus performants et répondant à un souci économique de plus en plus exigeant. La stabilité latérale de ces constructions constitue le problème primordial. Nous l’avons appris à nos dépends lors des différents tremblements de terre enregistrés. Dans ce type de construction, cette stabilité est assurée par différents systèmes de contreventement en amélioration perpétuelle. Parmi les structures dissipatives résistantes aux séismes, il existe essentiellement trois systèmes structuraux :

– L es structures en portique autostable : Dans ce type de structure, la résistance aux forces horizontales est assurée principalement par la flexion des poteaux et des poutres.

– le s structures à palées triangulées centrées : Ce sont des structures pour lesquelles l’intersection des barres du système de contreventement coïncide avec le milieu des éléments porteurs et ou avec les jonctions poteaux-poutres. Pour ce genre de structure la stabilité latérale est assurée soit par les diagonales tendues (contreventement en X), soit par la combinaison simultanée des diagonales tendues et comprimées (contreventement en V et V renversé).

– l es structures à palées excentrées : Dans ce type de structure, l’intersection des barres de contreventement peut se localiser à n’importe quel point de la poutre selon la configuration adoptée. Notre étude ne concerne cependant que les systèmes de contreventement. Elle a pour principaux buts la comparaison entre le comportement des configurations en X, en V, et en V renversé et en K, et montrer l’influence des méthodes dynamiques utilisées pour l’évaluation de l’effort sismique.

Notre projet consiste à la conception et le calcul d’une halle industrielle en charpente métallique, Notre étude ne concerne cependant que les systèmes de contreventement. Elle a pour principaux buts la comparaison entre le comportement des configurations en X, en V, et en V renversé, et montrer l’influence des méthodes dynamiques utilisées pour l’évaluation de l’effort sismique. L’ouvrage est implanté à la wilaya d’AIN TMOUCHENT – selon le RNV 99 – Zone de vent 2. – Zone de neige A.

Discussion des résultats

A la lumière des résultats obtenus, les conclusions suivantes s’imposent :

– Sur le plan économique, les configurations en X et en s’avèrent les moins onéreuses. La configuration en V exige de plus grandes sections pour atteindre, sur Le plan performance, celles en .

Pour les contreventements en V et en V renversé et K présentent un déplacement latéral supérieur à celui en X pour les deux variantes. Ceci nous permet de dire que les configurations en X et en / sont plus rigides que celles en V et VR ; les configurations en V et V renversé montrent qu’elles sont moins sensibles à une variation de la réponse sismique ce qui leur confère un meilleur comportement que celui de la configuration en X pourtant plus rigide. Les périodes de vibration des portiques des deux variantes sont sensiblement identiques. Cependant, les configurations en X et en / donnent les plus petites périodes ce qui confère aux portiques une plus grande rigidité. Pour les contreventements en V et en V renversé et K présentent un déplacement latéral supérieur à celui en X pour les deux variantes. Ceci nous permet de dire que les configurations en X et en / sont plus rigides que celles en V et VR.

– Les différents types de section des diagonales semblent ne pas influer sur le comportement global des structures. Leur efficacité réside dans la résistance au flambement tributaire des caractéristiques géométriques. En effet, les sections symétriques, tels que les profilés laminés en H, confèrent aux diagonales une meilleure résistance au flambement que les sections asymétriques.

– Bien que la configuration en X soit plus rigide que les deux autres configurations étudiées et présente l’avantage de ne créer de zones plastiques qu’au niveau des noeuds, il n’en demeure pas moins que le talon d’Achille de ce système de contreventement est le mauvais comportement des barres de contreventement vis-àvis du phénomène de flambement. Signalons que pour cette configuration, l’effort tranchant et le déplacement maximal au sommet accusent une augmentation non négligeable face à un séisme réel comparativement aux deux autres configurations étudiées. C’est la raison pour laquelle la recherche s’attèle à développer de nouveaux systèmes de contreventement plus performants visant à minimiser les effets nuisibles des séismes sur les constructions. La position du contreventement ne pas influer sur le comportement global des structures ;Leur efficacité réside sur la période et les modes propres de la structure(vérification du seisme).

Conclusion

Il est facile, voir aisée, d’« échafauder » sur papier un plan le plus parfait et de présenter un projet théorique le plus « beau » du monde, encore faut-il que cela soit concrètement réalisable sur le terrain et que tous les éléments soient entièrement réunis. Chaque cas est spécifique dans sa conception et sa réalisation, ce qui implique à ce titre un traitement spécifique tenant compte de tous les facteurs endogènes et exogènes. Il est indéniable que, d’une manière générale, dans n’importe quelle discipline bien définie, la formation de l’homme n’est jamais complète et reste toujours à parfaire. Notoirement, il est connu et reconnu que l’être humain est un éternel insatisfait et qu’il cherche en permanence à améliorer ses connaissances et les ouvrages qu’il sera amené à réaliser. Cet état d’esprit ouvre la voie à l’innovation, le perfectionnement et la maîtrise des sujets à traiter. Néanmoins, dans l’absolu, ceci n’est pas suffisant. Il importe d’abord et avant tout d’aimer son métier, de le pratiquer avec sagacité, clairvoyance et pragmatisme, ce qui nécessite en sus une panoplie de qualités telles que l’esprit d’équipe, le sens du commandement, l’honnêteté intellectuelle, le sens de l’écoute et une disponibilité à toute épreuve.

Notre modeste projet de fin d’études, indéniablement perfectible, consiste à présenter, dans son aspect théorique, étude comparative du choix et positionnement du contreventent sur la réponse de la structure. Ce travail nous a permis de mettre en pratique l’enseignement acquis et d’approfondir davantage nos connaissances en analyse et calcul de structure, tant ceux obtenus par l’utilisation de logiciels que ceux issus des vérifications et dimensionnements manuels. Ce projet nous a ainsi donné l’occasion de nous familiariser avec les différents outils informatiques utilisés dans la profession (SAP 2000, Autocad) et de maitriser les différentes dispositions légales et règlementaires régissant les principes et les concepts de calcul d’ouvrages dans le domaine du bâtiment et de la construction. Nous espérons avoir été à la hauteur de nos modestes prétentions et que cet humble travail servira comme point de départ à d’autres travaux qui pourront l’enrichir, l’améliorer et le compléter.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Présentation de l’ouvrage
I.1. Introduction
I.2. Présentation du projet
I.1.1.Caractéristiques géométriques de l’ouvrage
I.1.2. Règlements utilisés
I.3. Mode de construction
I.3.1.Acier
I.3.2.Béton
I.4. LES ASSEMBLAGES :
I.4.1.Le boulonnage :
I.4.2.Le soudage :
Chapitre II : Evaluation des charges
II.1.Introduction
II.2.La charge permanente :
II.3. Les surcharges d’exploitation :
II.4.Dimension de l’ouvrage :
II.5.Etude de la neige :
II.6.Etude du vent :
II.6.1. Détermination de coefficient dynamique Cd :
II.6.2. Détermination de la pression nette W(zj) :
II.6.3. Détermination de coefficient de pression extérieure Cpe :
II.6.4. Détermination de coefficient de pression intérieure Cpi :
II.7.Force de frottement du vent ??? :
II.7.1. Vent sur long pan :
II.7.2. Vent sur pignon :
Chapitre III : Etudes des éléments secondaires
III.1.Introduction :
III.2. Les pannes:
III.2.1. Espacement entre pannes
III.2.2.Charges à prendre en considération
III.2.3. Combinaisons des charges et actions.
III.2.4. Calcul de l’espacement
III.2.5 Dimensionnement des pannes
III.2.6. Choix du profile :
III.2.7 Condition de flèche avec poids propre inclus
III.2.8 Classe du profilé IPE 120
III.2.9. Résistance de la panne au déversement
III.2.10 Résistance au voilement par cisaillement
III.2.11. Stabilité au flambement de la semelle comprimée dans le plan de l’âme
III.3.Calcul des liernes
III.3.1. Dimensionnement des liernes
III.4 Calcul des lisses
III.4.1.Introduction
III.4.2.Détermination des sollicitations
III.5. Calcul des potelets
III.5.1. Calcul des charges et surcharges revenant au potelet le plus chargé
III.5.2. Vérification de la flèche à L’ELS
III.5.3. Classe du profilé
III.5.4. Incidence de l’effort normal
Chapitre IV. ETUDE DES ÉLÉMENTS PORTEURS :
IV.1.Introduction :
IV.2. Les poteaux :
IV.2.1. Justification du poteau (HEA300) :
IV.2.2.Justification de la traverse de lanterneau (IPE330) :
IV.3.Les Travers :
IV.3.1 Caractéristiques du travers (IPE330) :
IV.3.2 Efforts sollicitant :
IV.3.3 Classe de la section transversale :
IV.3.4.Condition de résistance :
IV.3.5. Vérification au déversement :
IV.4.Contreventement :
IV.4.1.Introduction :
IV.4.2.Effort axial de traction :
ChapitreV : Contreventement
V.1. Introduction :
V.2. Quelques types de contreventement :
V.2.1. Contreventement en X (croix de Saint André) :
V.2.2.Contreventement en V:
V.2.3.Contreventement en K:
V.3. Coefficient de comportement :
V.4.Positions :
V.5.Tableau de déplacement, effort tranchons à la base ; période pour chaque type et chaque position
V.6.Discussion des résultats :
Chapitre IV : Etude sismique
IV.1. Introduction :
IV.2.Principe de calcul :
IV.3.SPECTRE DE REPONSE DE CALCUL :
IV.4.ANALYSE DYNAMIQUE DE LA STRUCTURE :
IV.4.1. Modélisation de la structure :
IV.4.2. Etapes de la modélisation de la structure
IV.4.3. Analyse modale :
IV.4.4.Nombre de modes à considérer (RPA99 /V2003) :
IV.5.Vérification de la structure
IV.5.1 vérification de la période fondamentale de la structure
IV.5.2. Vérification de la force sismique à la base :
IV.5.3. Vérification des déplacements :
Chapitre VII :Assemblage
VII.1.Introduction
VII.2.Assemblages soudés :
VII.3.Assemblage par boulons H-R ou Assemblages par boulons a serrage contrôlé
VII.4.Résistance de l’assemblage au moment de flexion MRd
VII.5.LIAISON POTEAU-TRAVERSE (HEA300-IPE360):
VII.5.1.Efforts sollicitant :
VII.5.2.Soudure de la platine :
VII.5.3.Disposition constructives :
VII.5.4.Calcul des boulons sollicités en traction :
VII.5.5.Calcul des boulons sollicités au cisaillement :
VII.5.6.Vé ri fi ca ti on de l a pr es si on di amé t ra l e :
VII.6. LIAISON TRAVERSE-TRAVERSE (IPE 330-IPE330) :
VII.6.1.Efforts sollicitant :
VII.6.2.Soudure de la platine :
VII.6.3.Disposition constructives :
VII.6.4.Calcul des boulons sollicités en traction :
VII.6.5.Calcul des boulons sollicités au cisaillement :
VII.6.6.Vérification de la pression diamétrale :
VII .7. CALCUL DES PIEDS DE POTEAUX :
VII.7.1.Introduction :
VII.7.2.Effort sollicitant :
VII.7.3.Dimensionnement de la plaque d’assise :
VII.7.4. Vérification de la contrainte de compression sur la semelle
VII.7.5.Condition d’équilibre du BAEL
VII.7.6. Vérification de la tige d’ancrage :
Chapitre VIII :Fondation
VIII.1.Introduction :
VIII.2.CALCUL DES FONDATIONS :
VIII.2.2.Dimensionnement de la semelle :
VIII.2.3.Détermination de d et h :
VIII.3.Vérification des contraintes :
VIII.4.Vérification de la stabilité au renversement :
VIII.5.Calcul du ferraillage :
VIII.5.1 Ferraillage :
VIII.II.5.2. Calcul de nombre des barres :
VIII.II.5.3.Type d’ancrage :
VIII.6.1.Dimensionnement des longrines :
VIII.6.2.Calcul du ferraillage :
VIII.6.3 Vérification de condition de non fragilité
VIII.6.4.Calcul d’armatures transversales :
VIII.6.5.1Calcul d’espacement des cadres :
Conclusion

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