DIAGNOSTIC STRUCTUREL CHARPENTE

DIAGNOSTIC STRUCTUREL CHARPENTE

PROJET

CHATEAUNEUF EN THYMERAIS (28) - SALLE DES FETES

MAITRISE D’ŒUVRE / MAITRE D’OUVRAGE

MAIRIE DE CHATEAUNEUF EN THYMERAIS

DESCRIPTION

RAPPORT PRELIMINAIRE CHARPENTE METALLIQUE -

LAMALLE INGENIERIE

Agence E&L 5, allée de la Scierie – 28210 CHAUDON

Tél : 02 37 82 34 68 [email protected]

www.lamalle.com

DATE DE MODIFICATION VERSION PREPARE PAR VERIFIE P AR

14 janvier 2021 1A JG YD

AFFAIRE N° 201123

LAMALLE Ingénierie – bureau d’études 5, allée de la Scierie - 28 210 CHAUDON Tél : 02 37 82 34 68 [email protected]

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21/01/2021 201123-CHENTH-GYMNASE - DIAG V01

Table des matières

OBJET .............................................................................................................................................. 3

HYPOTHESES ................................................................................................................................. 3

1.1.1 CALCUL DES CHARGES DE NEIGE ET VENTselon NV65 02/09 .............................. 3

1.1.2 Reportage photographique .......................................................................................... 7

NOTE DE CALCUL ........................................................................................................................... 9

1.2 Vue schématique de la structure type ................................................................................. 9

1.3 Charges ELS - Permanentes et Climatiques ..................................................................... 10

1.4 Efforts axiaux sous combinaison ELU ............................................................................... 11

1.5 Efforts tranchants sous combinaison ELU ........................................................................ 11

1.6 Réactions d'appuis ELU .................................................................................................... 12

1.7 Déformations sous combinaison ELS ............................................................................... 12

1.8 Tableau de vérification des profilés - Notes de calculs pour les éléments les plus sollicités 13

2 CONCLUSIONS PRELIMINAIRES .......................................................................................... 18


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OBJET

A la demande de la mairie de Châteauneuf en Thymerais (28), nous avons étudié la charpente métallique de la salle des fêtes. L'objet de cette présente étude est de déterminer la tenue de la charpente sous les charges actuelles et de définir la capacité maximale de cette dernière.

HYPOTHESES

• charges permanentes actuelles estimées (bacs + isolation feu) : 20daN/m² • charges permanentes suspendues (technique) : 30daN/m² • charges climatiques : 35+5* = 40daN/m²

o * prise en compte d'un effet de noue • entraxe des fermes : 6,45m • NOTA : n'ayant pu être sondés, les appuis des membrures hautes ont été considérés

comme glissants de chaque côté et sur les appuis droits en membrures basses nous plaçant ainsi du côté de la sécurité. A confirmer.

• la modélisation a été réalisée sur 3 fermes faisant de la ferme centrale la ferme de référence.

• compte tenu de l'âge du bâtiment, les calculs seront faits au CM66. • les charges de vent engendrent des effets de soulèvement :

1.1.1 CALCUL DES CHARGES DE NEIGE ET VENTselon NV65 02/09 •

•

• DIMENSIONS DU BATIMENT • • Hauteur: 7,00 m • Largeur: 13,00 m • Profondeur: 23,50 m • Toitures isolées: inactives • Flèche de la toiture: 2,00 m • • Entraxe des portiques: 2,35 m • Position du sol: 0,00 m • Altitude de la construction: 7,00 m • •

• DONNEES VENT • • Région: 2 • Type vent: normal • Site: normal ks= 1,000 • Toiture multiple: activé


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• Potelets intermédiaires: non actif • Décrochements de façade: activés • • Ce-Ci Minimum non actif • Action dynamique du vent: désactivée • • Pression de base: 0,06 T/m2 • • • • barre: 1 x = 0.00 qH: 0,05 T/m2 qr = qH * ks : 0,05 T/m2

• x = 1.00 qH: 0,05 T/m2 qr = qH * ks : 0,05 T/m2

• • barre: 2 x = 0.00 qH: 0,05 T/m2 qr = qH * ks : 0,05 T/m2

• x = 1.00 qH: 0,06 T/m2 qr = qH * ks : 0,06 T/m2

• • barre: 3 x = 0.00 qH: 0,06 T/m2 qr = qH * ks : 0,06 T/m2

• x = 1.00 qH: 0,05 T/m2 qr = qH * ks : 0,05 T/m2

• • • Perméabilité avancée: désactivée • • Perméabilité • droite: 0,0 % Porte droite: 0,0 % • gauche: 0,0 % gauche: 0,0 % • avant: 0,0 % avant: 0,0 % • arrière: 0,0 % arrière: 0,0 % •

• RESULTATS VENT •

• Cas de charge: Vent G/D sur.(+) •

• Lambda : 0,298

• Gamma : 1,000

• Delta : 0,851 •

• Coefficients de chargement

• barre: 1 Ce : 0,800 CiS : 0,300 Ce-Ci = 0,500 de x = 0,000 à x = 1,000

• barre: 2 Ce : -0,657 CiS : 0,300 Ce-Ci = -0,957 de x = 0,000 à x = 1,000


• pignon: Av Ce : -0,500 CiS : 0,300

• pignon: Ar Ce : -0,500 CiS : 0,300

•

• Cas de charge: Vent G/D dép.(-) •


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• Lambda : 0,298

• Gamma : 1,000

• Delta : 0,851 •


• barre: 1 Ce : 0,800 CiD : -0,300 Ce-Ci = 1,100 de x = 0,000 à x = 1,000

• barre: 2 Ce : -0,657 CiD : -0,300 Ce-Ci = -0,357 de x = 0,000 à x = 1,000


• pignon: Av Ce : -0,500 CiD : -0,300

• pignon: Ar Ce : -0,500 CiD : -0,300

•

• Cas de charge: Vent D/G sur.(+) •

• Lambda : 0,298

• Gamma : 1,000

• Delta : 0,851 •




• barre: 3 Ce : 0,800 CiS : 0,300 Ce-Ci = 0,500 de x = 0,000 à x = 1,000

• pignon: Av Ce : -0,500 CiS : 0,300

• pignon: Ar Ce : -0,500 CiS : 0,300

•

• Cas de charge: Vent D/G dép.(-) •

• Lambda : 0,298

• Gamma : 1,000

• Delta : 0,851 •




• barre: 3 Ce : 0,800 CiD : -0,300 Ce-Ci = 1,100 de x = 0,000 à x = 1,000

• pignon: Av Ce : -0,500 CiD : -0,300

• pignon: Ar Ce : -0,500 CiD : -0,300

•

• Cas de charge: Vent Av./Arr. sur.(+) •

• Lambda : 0,538

• Gamma : 0,879


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• Delta : 0,816 •





• pignon: Av Ce : 0,800 CiS : 0,395

• pignon: Ar Ce : -0,342 CiS : 0,395

•

• Cas de charge: Vent Av./Arr. dép.(-) •

• Lambda : 0,538

• Gamma : 0,879

• Delta : 0,816 •





• pignon: Av Ce : 0,800 CiD : -0,205

• pignon: Ar Ce : -0,342 CiD : -0,205

•

•

• DONNEES NEIGE • • Région: A1 • Altitude géographique: 0 m • Pression de base - neige normale: (Pn0) 0,04 T/m2

• Pn : 0,04 T/m2 • Pression de base - neige extrême: (P'n0) 0,06 T/m2

• P'n : 0,06 T/m2 • Pression de la neige accidentelle: (P''n) 0,00 T/m2 • Redistribution: activée • •

• RESULTATS NEIGE •

• Cas de charge: Neige cas I uniforme •

• barre: 2 µ varie de 1,000 en x = 0,000 à 1,000 en x = 1,000

•

• Cas de charge: Neige cas II accumulation 1


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•


•

• Cas de charge: Neige cas IV accidentelle •


•

•

Cas critiques de vent - soulèvement

1.1.2 Reportage photographique


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Vue de l'existant, charpente saine. Impossibilité d e vérifier les appuis

NOTE DE CALCUL

1.2 Vue schématique de la structure type


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1.3 Charges ELS - Permanentes et Climatiques


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1.4 Efforts axiaux sous combinaison ELU

1.5 Efforts tranchants sous combinaison ELU


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1.6 Réactions d'appuis ELU

1.7 Déformations sous combinaison ELS


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1.8 Tableau de vérification des profilés - Notes de calculs pour les éléments les plus sollicités

CALCUL DES STRUCTURES ACIER ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- NORME: CM66 TYPE D'ANALYSE: Vérification des pièces ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FAMILLE: PIECE: 20 ChTh_20 POINT: 1 COORDONNEE: x = 0.00 L = 0.00 m ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CHARGEMENTS: Cas de charge décisif: 3 COMB1 1*1.33+2*1.50 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MATERIAU: ACIER fy = 23.96 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PARAMETRES DE LA SECTION: 2 CAE 50x5


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ht=5.0 cm bf=11.0 cm Ay=4.50 cm2 Az=4.50 cm2 Ax=9.61 cm2 ea=0.5 cm Iy=21.92 cm4 Iz=56.59 cm4 Ix=0.79 cm4 es=0.5 cm Wely=6.09 cm3 Welz=10.29 cm3 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CONTRAINTES: SigN = -19.87/9.61 = -20.69 kG/mm2 SigFy = -0.00/6.09 = -0.66 kG/mm2 SigFz = -0.00/10.29 = -0.01 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PARAMETRES DE DEVERSEMENT: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- PARAMETRES DE FLAMBEMENT:

en y: en z: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: SigN + SigFy + SigFz = -20.69 + -0.66 + -0.01 = | -21.35 | < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = 1.54*0.00 = 0.00 < 23.96 kG/mm2 (1.313) 1.54*Tauz = 1.54*0.03 = 0.05 < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!


PARAMETRES DE LA SECTION: 2 CAE 50x5 ht=5.0 cm bf=11.0 cm Ay=4.50 cm2 Az=4.50 cm2 Ax=9.61 cm2 ea=0.5 cm Iy=21.92 cm4 Iz=56.59 cm4 Ix=0.79 cm4 es=0.5 cm Wely=6.09 cm3 Welz=10.29 cm3 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CONTRAINTES: SigN = -19.74/9.61 = -20.56 kG/mm2 SigFy = -0.00/6.09 = -0.66 kG/mm2 SigFz = -0.00/10.29 = -0.00 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


en y: en z: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: SigN + SigFy + SigFz = -20.56 + -0.66 + -0.00 = | -21.22 | < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313)


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1.54*Tauz = 1.54*0.03 = 0.05 < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!




en y: en z: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: SigN + SigFy + SigFz = -14.76 + -0.51 + 0.00 = | -15.29 | < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!



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en y: en z: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: SigN + SigFy + SigFz = -14.65 + -0.51 + -0.10 = | -15.26 | < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!


PARAMETRES DE LA SECTION: 2 CAE 100x10 ht=10.0 cm bf=21.0 cm Ay=18.00 cm2 Az=18.00 cm2 Ax=38.31 cm2 ea=1.0 cm Iy=353.40 cm4 Iz=775.66 cm4 Ix=12.67 cm4 es=1.0 cm Wely=49.22 cm3 Welz=73.87 cm3 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CONTRAINTES: SigN = 39.00/38.31 = 10.18 kG/mm2 SigFy = 0.08/125.32 = 0.64 kG/mm2 SigFz = 0.00/73.87 = 0.00 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


en y: en z: Ly=18.80 m Muy=3.47 Lz=18.80 m Muz=7.61 Lfy=2.35 m k1y=1.14 Lfz=2.35 m k1z=1.05


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Lambda y=77.37 kFy=1.71 Lambda z=52.23 kFz=1.25 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: k1*SigN + kFy*SigFy + kFz*SigFz = 1.14*10.18 + 1.71*0.64 + 1.25*0.00 = 12.69 < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313) 1.54*Tauz = 1.54*0.00 = 0.00 < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!




en y: en z: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: SigN + SigFy + SigFz = -9.55 + -0.65 + -0.00 = | -10.20 | < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = 1.54*0.00 = 0.00 < 23.96 kG/mm2 (1.313) 1.54*Tauz = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil correct !!!

CALCUL DES STRUCTURES ACIER ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- NORME: CM66 TYPE D'ANALYSE: Vérification des pièces ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FAMILLE: PIECE: 71 ChTh_71 POINT: 2 COORDONNEE: x = 0.50 L = 3.23 m ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CHARGEMENTS: Cas de charge décisif: 3 COMB1 1*1.33+2*1.50


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---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MATERIAU: ACIER fy = 23.96 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PARAMETRES DE LA SECTION: IPE 180 ht=18.0 cm bf=9.1 cm Ay=14.56 cm2 Az=9.54 cm2 Ax=23.95 cm2 ea=0.5 cm Iy=1316.96 cm4 Iz=100.85 cm4 Ix=4.90 cm4 es=0.8 cm Wely=146.33 cm3 Welz=22.16 cm3 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CONTRAINTES: SigN = 0.00/23.95 = 0.00 kG/mm2 SigFy = 0.95/146.33 = 6.52 kG/mm2 SigFz = 0.00/22.16 = 0.00 kG/mm2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


en y: en z: Ly=6.45 m Muy=818784.11 Lz=6.45 m Muz=62700.75 Lfy=6.45 m k1y=1.00 Lfz=6.45 m k1z=1.00 Lambda y=86.98 kFy=1.00 Lambda z=314.30 kFz=1.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMULES DE VERIFICATION: k1*SigN + kFy*SigFy + kFz*SigFz = 1.00*0.00 + 1.00*6.52 + 1.00*0.00 = 6.52 < 23.96 kG/mm2 (3.731) 1.54*Tauy = |1.54*-0.00| = |-0.00| < 23.96 kG/mm2 (1.313) 1.54*Tauz = 1.54*0.24 = 0.37 < 23.96 kG/mm2 (1.313) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Profil instable !!!

2 CONCLUSIONS PRELIMINAIRES

Les structures actuelles sous charges existantes (cf. hypothèses) ont un comportement à la limite de la tenue globale. Ce qui est conforme aux principes de calculs de ce genre de construction. Les éléments les plus sollicités sont les éléments 20 et 28 dont l'utilisation est à 88% de leur capacité maximale. Selon les charges projetées, ces éléments devront être renforcés. Ils pourront être doublés par un système de cornières contre-boulonnées. Nous notons l'instabilité due à l'élancement qui pourra être corrigée par la mise en place d'un complexe qui permettra d'éviter le flambement. Les renforts devront être effectués à l'ensemble des éléments de la charpente concernés. Enfin, bien que les calculs aient été faits sous des conditions d'appui défavorables (prises en compte d'appuis glissants), il conviendra de vérifier ces derniers avant travaux. Des sondages destructifs devront être réalisés. LAMALLE ING pourra être consulté afin d'émettre un avis.


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S'agissant d'un diagnostic sans curage possible, une vérification complémentaire avant travaux devra être effectuée afin de s'affranchir de tout point singulier non visitable actuellement pouvant se révéler dégradé ou différent des hypothèses retenues sur la base des inspections réalisées.

Documents

DIAGNOSTIC STRUCTUREL CHARPENTE