Etude et dimensionnement de la charpente métallique

Etude et dimensionnement de la charpente métallique

Géneralites sur les charpentes métalliques

Une construction a` charpente m´métallique permet un gain financier d’environ 10% par rapport a` une construction beton ou bois. Cette ´Economie importante est liée en grande partie au mode de fabrication d’une structure acier. D’Abord, puisque tout est prépare en atelier, sur le chantier seul l’assemblage est `a mettre en œuvre et aussi le poids reduit de la structure entraîne des économies logistiques d’une part, d’autre part sur l’´épaisseur des fondations qui peuvent ˆêtre sensiblement reduites. Sur le long terme, ce type de construction est rentable grˆace a` une isolation exterieure optimale et a` l’inertie thermique de ces constructions, les frais de chauffage sont reduits quant aux frais d’entretien ils sont quasi inexistants.
Construction en acier Vs Construction en b´eton :
Comparant aux structures en beton, arme ou precontraint, les structures metalliques presentent de nombreux avantages et certains inconvenients.
Principaux avantages : • Industrialisation totale : il est possible de pre-fabriquer integralement des batiments en atelier avec une grande precision et une grande rapidite, le montage sur site par boulonnage est d’une grande simplicite.
• Transport ais´e : en raison du poids bas permettant de transporter loin et en particulier a` l’exportation.
• Resistance mecanique : grˆace a` la grande resistance de l’acier `a la traction nous aurons une duree de vie plus longue. • La possibilite d’adaptation plastique offre une grande s´ecurit´e. • La tenue aux s´eismes est bonne, grˆace a` la ductilit´e de l’acier, ce dernier r´esiste graˆce `a la formation des rotules plastiques ainsi que sa resistance en traction qui est ´equivalente `a celle en compression, ce qui lui permet de reprendre des inversions de moments imprevus. • Modifications (transformations, adaptations…) sont aisement realisables. • Possibilites architecturales : beaucoup plus etendues qu’en beton.
Principaux inconvenients : • Resistance en compression moindre que le b´eton. • Susceptibilite aux phenomenes d’instabilite elastique en raison de la minceur des profils. • Mauvaise tenue au feu, exigeant des mesures de protection couteuses. • N´ecessit´e d’entretien regulier des revetements protecteurs contre la corrosion pour assurer la perennite de l’ouvrage.
Les dangers de la construction metallique :
En comparaison avec des constructions en beton arm´e ou precontraint, les constructions m´etalliques exigent une attention toute particuliere portee sur certains points : • Les assemblages (boulonnages, soudages), afin de se premunir contre leurs risques de rupture brutale qui conduiraient `a la rupture de l’ouvrage par effondrement. • Les ph´enom`enes d’instabilit´e ´elastique amplifient considerablement les contraintes dans les pi`eces et qui sont particuli`erement redoutables en construction metallique, du fait de l’utilisation de pi`eces de faible ´epaisseur et de grand ´elancement, ces phenomenes sont : X Le flambement qui affecte les barres simplement comprimees (flambement simple) ou comprimees et fl´echies (flambement flexion). X Le d´eversement qui affecte les semelles comprimées des piéces fléchies. X Le voilement qui affecte les aˆmes des piéces fléchies.
Schémas statiques
Les portiques qui constituent l’ossature principale des batiments, sont compos´es de fermes (ou traverses) qui supportent les pannes et des poteaux qui supportent les traverses, leur conception technologique est variable en fonction notamment : • De leur portee. • Du schema statique retenu pour la structure (qui dépend de la nature du sol, de l’existence ou non de ponts roulants, de la nature des équipements secondaires, etc…). • Des pratiques ou des systemes de fabrication des constructeurs. Les portiques peuvent étre constitués : • Soit de profils a` inertie constante (IPE, HEA…).
• Soit comporter des renforts au niveau des moments maximaux : jarrets aux appuis sur poteaux et cl´es de faitage en milieu de travee. • Soit de profils a` inertie variable, reconstitués soudés (PRS). Les premiers sont les plus utilises; cependant pour les grandes portees, les PRS a` inertie variable permettent d’ajuster la section aux sollicitations et donc de gagner du poids et donc du prix. Schema statique des structures portiques : On peut les regrouper en deux catégories : ceux a` pieds de poteaux articulés et ceux a` pieds de poteaux encastrés. Il faut bien se rendre compte que plus les structures sont de degres d’hyperstaticité élevé, plus elles sont stables, rigides et indéformables, mais plus leur couˆt est élevé (matière et main d’œuvre).

Table des matières

Dedicace et Remerciement 1
Dedicace et Remerciement 2
1 Presentation du groupe OCP 10 1.1 Aper¸cu g´en´eral sur le groupe OCP
1.1.1 Presentation g´en´erale du groupe OCP
1.1.2 Historique
1.2 – Site d’exploitations minieres de Khouribga
1.2.1 -Presentation de l’environnement d’exploitation de Khouribga
1.2.2 Structure organisationnelle du site de production de Khouribga
1.2.3 Activites du site
1.3 Secteur d’extraction : SIDI CHENNANE
1.3.1 -Presentation globale du secteur
1.4 Cadre du projet
1.4.1 Problematique
1.4.2 Objectif du projet
1.4.3 Planification du projet
1.4.4 Logiciels utilises
1.5 Conclusion
2 Etude et dimensionnement de la charpente m´etallique
2.1 Presentation
2.1.1 Implantation
2.1.2 Les dimensions geometriques
2.1.3 Reglements utilises
2.2 Generalites sur les charpentes metalliques
2.2.1 Construction en acier Vs Construction en beton
2.2.2 Schemas statiques
2.2.3 Terminologie d’une ossature metallique
2.3 Calcul de l’effet du vent
2.3.1 Pression dynamique corrigee du vent
2.3.2 Pression dynamique de base
2.3.3 Effet de site
2.3.4 Effet de masque
2.3.5 Effet des dimensions
2.3.6 Actions exterieures et interieures du vent
2.4 Resultats
2.5 Dimensionnement des elements secondaires de l’ossature
2.5.1 Calcul des pannes
2.5.2 Evaluation des charges et surcharges
2.5.3 Dimensionnement de la panne
2.5.4 Calcul des liernes
2.5.5 Calcul des lisses
2.6 la poutre de roulement
2.6.1 Evaluation des charges
2.6.2 Dimensionnement de la poutre de roulement
2.7 Modelisation de la structure sous Robot
2.7.1 presentation du logiciel Robot Structural
2.7.2 Modelisation de la structure
2.7.3 Combinaisons d’actions
2.7.4 Exploitation des resultats
2.7.5 Dimensionnement
2.8 Conception et calcul des assemblages
2.8.1 Assemblage Poteau-Traverse
2.8.2 Assemblage Traverse-Traverse
3 Etude et dimensionnement du pont Roulant
3.0.1 Introduction
3.1 Analyse fonctionnelle
3.1.1 Introduction
3.1.2 Modelisation des systemes
3.1.3 Analyse de systeme
3.1.4 Expression fonctionnelle de besoin
3.1.5 Hierarchisation des fonctions de services
3.1.6 Choix de la solution principale du systeme
3.2 Dimensionnement de poutre du pont roulant
3.2.1 Evaluation des charges
3.2.2 Dimensionnement de la poutre du pont
3.3 Dimensionnement du sommier de translation
3.3.1 Conception
3.3.2 Verification du concept
3.4 Dimensionnement des galets
3.4.1 Conception
3.4.2 V´erification du concept
3.5 M´ecanisme de levage et de direction
3.5.1 Calcul de levage
3.5.2 Calcul de direction
3.6 M´ecanisme de translation
3.6.1 Dimensionnement du systeme reducteur
3.6.2 dimensionnement des roulements
3.6.3 Structure final du pont roulant
4 Installation electrique
4.1 G´en´eralite
4.2 Schemas de commandes
4.2.1 Schemas de commande et de puissance pour l’alimentation
4.2.2 Schemas de commande et de puissance pour levage
4.2.3 Schemas de commande et de puissance pour direction
4.2.4 Schemas de commande et de puissance pour translation
4.3 Amelioration
Conclusion 106
A Provinces-R´egion du vent 107
B Calculs des charges neige et vent selon NV65 02/09 109
C Catalogue des profil´es IPE et HEA 110
D Catalogue des roulements

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