Procédure de fabrication des charpente métallique

Procédure de fabrication des charpente métallique

Rappel sur les ossatures métalliques

 nous allons aborder le domaine construction métallique et précisément les charpentes métalliques, nous avons commencé par des généralités du domaine, puis les terminologies utilisés : portique, poteaux…. et à la fin les critères que doit une charpente satisfaire à savoir les critères mécaniques et les règles de dimensionnement (CM66 et additif80).

Généralités

L’industrie sidérurgique s’est développée à la fin du 19ème siècle en proposant des produits de construction (laminés ou moulés) adaptés à la construction d’ossatures métalliques – Charpente Métallique.Ces éléments de construction « rigides » permettent de dégager des grands espaces utiles au sol. La portée des éléments d’ossature peut atteindre plusieurs dizaines de mètres.
En outre le poids de ces éléments d’ossature, comparé à ceux d’une même structure en béton armé (ou maçonnerie) est réduit et allège considérablement les charges transmises au sol. Associé à des éléments de peau « légers » (bardage, façades rideau …), ces structures sont adaptées à la réalisation de constructions telles que salles de sports, piscines, entrepôts, usines… Leur réalisation est rapide (assemblage direct d’éléments préfabriqués) et donc d’un prix très compétitif.

Terminologies

Une charpente métallique est constituée de PORTIQUES ou FERMES (figure 10) réalisés par l’assemblage des poteaux, arbalétriers, entraits… Ces portiques sont reliés entre eux par des pannes (poutres).
1. Poteau 2. Montant 3. Traverse 4. Sablière (ou : poutre de rive) 5. contreventement (ou: palée de stabilité) 6. contreventement vertical (ou: de faîtage) 7. contreventement rasant (ou: de versant) 8. pannes faîtières 9. pannes courantes 10. pannes basses (ou sablières) 11. Fermes 12. bracon (ou: contrefiche)
1. Profils associés
Les profils associés (figure 11) sont généralement des aciers laminés, les charpentes peuvent également être en aluminium.
Poteaux : type HEA, HEB, IPE
Potelets : type UPN, tubulaires
Arbalétriers : type IPE, poutres treillis
Pannes : type IPE, UPN, poutres treillis
Chevêtres : type IPE, UPN
Couronnement : type IPE, UPN
Liernes : type T, fers plats
Baïonnettes : type UPN, fers plats

 Assemblages
En fonction de leur rigidité, les assemblages seront considérés encastrés ou articulé, voire ponctuels (système à corbeaux).
Encastrement au sol
Articulation au sol

Analyse fonctionnelle

Critère mécanique 
Les charpentes doivent être calculées en suivant les règles :
– CM 66 + additif 80 pour les charpentes en acier (calculs élastiques ou plastiques)
– AL 75 pour les charpentes en aluminium ou Eurocode 9,
– CB 71 ou Eurocode 5 pour les charpentes en bois et bois lamellé-collé.
La protection des matériaux contre la corrosion doit être prise en considération. Les sollicitations sont en particulier :
– le poids des structures,
– les éléments d’équipement et charges d’entretien,
– les actions climatiques de vent et de neige (actions locales, courantes et d’entraînement d’ensemble), – l’accumulation d’eau en toiture (pente des éléments de rejet).
 Critère incendie :
Le respect de la sécurité incendie des structures métalliques est un souci particulier du concepteur. La stabilité au feu SF peut être obtenue par un de ces procédés :
– Peinture intumescente.
Il s’agit d’une peinture qui « gonfle » au contact de la chaleur et créée une couche isolante autour de l’élément structure.
– Flocage.
Il s’agit de l’application par projection d’un revêtement (base minérale) isolant la structure.
– Protection rigide.
Généralement apportée par la mise en place d’écrans rigides en plaques de plâtre ou d’une projection en béton. Ces écrans peuvent être réalisés de façon continue par la réalisation d’un bardage double peau désolidarisé.

Contreventement des charpentes

Les contreventements sont des dispositifs conçus pour reprendre les efforts du vent dans la structure et les descendre au sol. Ils sont disposés soit en toiture dans le plan des versants (poutres au vent), soit en façades (palées de stabilité), et doivent reprendre les efforts du vent appliqués tant sur les pignons que sur les long-pans. La stabilité est ainsi assurée dans les trois directions de l’espace. On distingue trois types essentiels de contreventements:
 triangulation (treillis): il s’agit du type le plus fréquent ; les treillis en N conviennent bien lorsqu’il n’y a pas d’inversions d’efforts. Lorsque l’on est en présence d’inversions d’efforts possibles on préfére les croix de saint André (quelquefois les treillis en K ou V peuvent convenir).  rigidification des nœuds (cadre-portique): ils se justifient pleinement lorsque l’on doit laisser le passage libre, ou pour éviter des diagonales inesthétiques, ou bien parfois pour laisser une plus grande liberté pour une modification de la structure.  remplissage (voile, diaphragme) : on utilise des voiles en béton pour les fortes sollicitations. Pour les faibles sollicitations des voiles en maçonnerie conviennent. Lorsqu’il existe un noyau ou un mur de refend celui-ci peut bien sur servir de contreventements (il s’agit surtout d’un cas pour les bâtiments à étages). Il est imprudent d’estimer que des bardages ou couvertures en tôles puissent faire office de contreventements.
Nota: dans le cas de contreventements par remplissages, il faut toujours s’assurer que la transmission d’efforts entre éléments porteurs et éléments de stabilisation se fasse correctement

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : présentation de l’organisme d’accueil
I. Introduction .
II. Présentation de l’entreprise SOFAMIA
II.1. Apérçu général
II.2. Organigramme
II.3. Activités de l’entreprise
II.3.1 Charpente métallique
II.3.2 Chaudronnerie
II.3.3 Location des grues
II.4. Ressources et moyens de l’entreprise
II.4.1 Etude et ingénierie
II.4.2 Unité de Production
II.4.3 Unité de montage
II.4.4 Parc de matérièls
II.5. Partenaires de SOFAMIA
III. Procédure de fabrication des charpente métallique
III.1 Réception de la commande
III.2 Etude et ingénierie
III.2.1 Autodesk robot structural analysist
III.2.2 Tekla structure
III.2.3 Autodek AutoCAD
III.3 Production des éléments de la structure
III.4 Livraison et montage
CHAPITRE 2 : Rappel sur les ossatures métalliques
I. Introduction
II. Généralités
III. Terminologies
III.1 Profils associés.
III.2 Assemblage.
IV. Analyse fonctionnelle
IV.1 Critère mécanique.
IV.2 Critère d’incendie.
V. Contreventement
CHAPITRE 3 : Présentation du projet et conception de la structure
I. Introduction
II. Présentation du projet
II.1 Déscription du projet
II.2 Données de calcul
III. Conception de la charpente
III.1 Type de la structure.
III.1.1 Les structures tridimensionnelles
III.1.2 Les structures en treillis.
III.1.3 Les structures en portiques
III.1.4 Comparaison entre les structures en portique et les structures en treillis
III.1.5 Conclusion.
CHAPITRE 4 : Calcul des éléments de la structure
1 Calcul des pannes.
1.1 Définition
1.2 Détermination des sollicitations
1.3 Principe de dimensionnement
Conception, étude et dimensionnement d’une charpente métallique
1.4 Charges agissante sur les pannes
1.4.1 Charges permanentes
1.4.2 Surcharges climatiques
1.4.3 Surcharges d’entretient
1.4.4 Combinaison des charges
1.4.5 Calcul en élasticité
1.4.6 Vérification de condition de la flèche
2 Calcul de la traverse.
2.1 Conception technologique
2.2 Calcul des sollicitations
2.3 Condition de résistance
2.4 Vérification de la flèche
3 Dimensionnement des lisses de bardage
3.1 Calcul des charges et surcharges
3.2 Dimensionnement.
4 Dimensionnement des potelets
4.1 Calcul des charges et surcharges
4.2 Dimensionnement.
5 Calcul des contreventements
5.1 Généralités.
5.2 Dimensionnement.
5.2.1 contreventements sur la toiture
5.2.2 vérification des pannes.
5.2.3 Calcul de la palée de stabilité en long pan
6 Dimensionnemets des poteaux
6.1 Calcul des charges et surcharges.
6.2 Dimensionnement.
6.3 Calcul au flambement.
7 Dimensionnemets des assemblages
7.1 Assemblage Poteau – Traverse
7.2 Assemblage au faitage
7.3 Ancrage du poteau
Conclusion générale
Annexes
Référence

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