Soutenance mémoire
Justification du poteau (HEA300)
Etudes des éléments secondaires
Introduction
Dans ce chapitre on s’intéresse à définir les profiles qui devront résister aux différentes sollicitations au quelle ils sont soumis au règle de CCM97, le principe de la vérification nécessaire à la résistance et à la stabilité. Les profiles concernées par cette étude sont: les pannes, les lisses de bardages et les potelets.
Les pannes
Les pannes sont des éléments de profile laminée qui ont pour rôle de prendre le poids de la couverture ainsi que les surcharges climatique, elles sont disposées parallèlement à la ligne du faitage dans le plan de versant, et elles sont posées inclinées sur les membrures supérieures à un angle Į et elles sont réalisées soit en profile en I ou en U.
Elles sont calculées pour pouvoir résister au poids propre de la couverture, leurs poids propres, surcharge d’exploitation ainsi les surcharges climatique.
Principe de calcul:
x Les charges permanentes et le charge de la neige sont appliquées dans le sens de gravitation.
x Le vent agit perpendiculairement à la face des éléments (axe de grande inertie).
x On prend la combinaison la plus défavorable.
Espacement entre pannes
x L’espacement entre pannes est déterminé en fonction de la portée admissible de la couverture.
x On suppose que la couverture de longueur 4 m est appuyée au plus sur 7 appuis, ce x qui donne un espacement moyen de 1.43m.
Chargesprendre en considération
x Charge permanente (Poids propre de la couverture en panneau sandwich) (G= 0,142 kN/m²)
x Charge d’entretien (Q=1kN) placée en 1/3 et 2/3 de la longueur de la panne.
x Action de la neige (S= 0,16 cos 10,54) = 0,157kN/m²
x Action du vent (W= -0,74kN/m2)
Résistance de la panne au déversement
Le déversement est un phénomène d’instabilité qui se manifeste par une déformation latérale des parties comprimées de la section de la panne sous l’action du vent en soulèvement.
Conclusion
La section en IPE 120 assure une bonne résistance vis-à-vis des différents cas d’instabilité ; donc, il est convenable pour les pannes de notre structure.
Calcul des liernes
Les liernes sont des tirants qui fonctionnent en traction. Elles sont généralement formées de barres rondes ou de petites cornières. Leur rôle principal est d’éviter la déformation latérale des pannes.
Remarque
Les liernes sont des tirants qui fonctionnent en traction et qui sont soumises à des efforts croissants, au fur et à mesure qu’ils se rapprochent du faîtage. Les efforts de traction sollicitant les liernes ne peuvent pas être attachés aux pannes faîtières, qui périraient transversalement. Ils sont donc transmis aux fermes par des tirants en diagonale (bretelles).
Calcul des lisses
Introduction
Les lisses de bardages sont constituées de poutrelles (IPE, UAP) ou de profilés minces pliés. Disposées horizontalement, elles portent sur les poteaux de portique ou éventuellement sur des potelets intermédiaires.
Détermination des sollicitations
Les lisses, destinées à reprendre les efforts du vent sur le bardage, sont posées naturellement pour présenter leur inertie maximale dans le plan horizontal. La lisse fléchit verticalement. En outre, sous l’effet de son poids propre et du poids du bardage qui lui est associé, elle fonctionne à la flexion déviée.
Evaluation des charges et surcharges
x charge permanentes (G)
Poids propre de la lisse et du bardage qui lui revient.
x Surcharge climatiques
Surcharge du vent(W)
x Combinaisons de charge les plus défavorables
1,35G+1,5W
Calcul des potelets
Les potelets sont des éléments de profile laminé, qui ont pour rôle de transmettre les différents efforts horizontaux à la poutre au vent et les efforts verticaux vers le sol.
ETUDE DES ÉLÉMENTS PORTEUR
Introduction
Le portique est le système porteur d’une halle en charpente métallique, il est constitué par l’assemblage d’éléments traverses – poteaux rigidement liés entre eux, cette ossature a pour fonction première de supporter les charges et actions agissant sur la halle et de les transmettre aux fondations. Elle doit assurer la stabilité transversale, elle permet aussi la fixation des éléments d’enveloppe (toiture – façade).
Les actions développent diverses sollicitations, qui génèrent des contraintes au sein du matériau et des déformations des éléments. Il s’agit donc, de garantir le degré de sécurité souhaité et de vérifier que les contraintes et les déformations restent en dessous des limites admissibles.
Le calcul des différents éléments structuraux est fait selon le règlement « CCM97 ».
Les poteaux
Les poteaux sont généralement soumis a des charges verticales qu’ils transmettent jusqu’ aux fondations.
Pour assurer une meilleure stabilité de l’ouvrage, il faut que les poteaux soient pré dimensionnés pour résister aux sollicitations suivantes :
x Sollicitations verticales concernant les charges permanentes et les charges d’exploitation.
x Sollicitations horizontales concernant les séismes, et du vent.
Justification du poteau (HEA300)
Caractéristiques du poteau (HEA300)
Résistance au flambement
Sachant que la structure est classée rigide, les longueurs de flambement seront donc calculés selon un mode d’instabilité à nœuds fixes. Les coefficients de distribution seront calculés, mais lorsque pour le même cas de charge le moment de calcul d’une poutre dépasse le moment résistant élastique, on doit supposer la poutre articulée aux points concernés.
Justification de la traverse de lanterneau (IPE330)
Après modélisation en sap2000, on choisie le profilé IPE330
Les Traverses
Les traverses sont des éléments porteurs horizontaux ou inclinés constituant la partie des portiques supportant la toiture, leurs fonctions principales est de transmettre aux poteaux les actions agissant sur la toiture, elles transmettent également les forces horizontales dues au vent ou au séisme.
La traverse est considérée comme une barre indépendante bi encastrée soumise à :
x Son poids propre.
x Le poids des pannes.
x Le poids de la toiture.
x Les efforts dus au vent et de la neige.
Caractéristiques du travers (IPE330)
Contreventement
introduction
Les contreventements sont des pièces qui ont pour objet d’assurer la stabilité de l’ossature en s’opposant à l’action de forces horizontales : vent, effets de séismes, chocs. Ils sont généralement conçus pour garantir le cheminement des charges horizontales jusqu’aux fondations.
Effort axial de traction
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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 18
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 s ollicités au cisaillement
VII.5.6.Vé ri fi ca ti o n de l a p r 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 s ollicités au cisaillement
VII.6.6.Vé ri fi ca ti o n de l a p r es si on di amé t ra l e
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
II.5.2. Calcul de nombre des barres
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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