Etude de Batiment

8/18/2019 Etude de Batiment

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA

RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA BOUMERDES

FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR

DEPARTEMENT GENIE MECANIQUE

En vue de l’obtention du diplôme

D’ingénieur d’état en génie mécanique

OPTION : Construction Métallique

SUIVI PAR : PRESENTE PAR :

Mr: MENAD. S Mr: NASSIM

Mr: KACI FARES

ETUDE ET CONCEPTION D’UN ATELIER MECANIQUE

AVEC DEUX PONTS ROULANTS ET BLOC

ADMINISTRATIF R+2

Promotion 2014


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Je remercie DIEU qui m’ a donné la force et la patience pour terminer cemodeste travail.

J’exprime mes sincères remerciements : A mes parents pour leur contribution à chaque travail que j’ai effectué.

A mon promoteur pour son aide. A l’ensemble des enseignants du département de Génie Mécanique et

spécialement ceux de Construction métallique.

Sans oublier ceux qui ont participé de prés ou de loin à la réalisation de cetravail et ceux qui ont fait l’honneur de jurer ce mémoire.


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P

our que ma réussite soit complète je la partage avec tous les personnesque j’aime, je dédie ce modeste travail à :

Mes très chers parents pour leur amour et pour le courage et la volonté

qu’ils m’ont inculqué s.

mes très chères sœurs et frères .

toute la famille KACI.

tous mes amis et collègues sans exception.

ET a mon binôme NASSIM.

Dédicace

FARES


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P

our que ma réussite soit complète je la partage avec tous les personnesque j’aime, je dédie ce modeste travail à :

Mes très chers parents pour leur amour et pour le courage et la volonté

qu’ils m’ont inculqué s.

mes très chères sœurs et frères..

toute la famille YAH.

tous mes amis et collègues sans exception.

ET a mon binôme FARES.

Dédicace

NASSIM


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III -5-6-1- Flambement

III -5-6-2- Elément comprimé et fléchi

III-5-Conclusion

Chapitre IV : Etude de chemin de roulement

IV-1- Introduction :

IV-2-Caractéristiques de pont roulant

IV-3-Action induites par les appareils de levage sur les poutres de roulement

IV-3-1-Détermination des coefficients d’amplification dynamique

IV-3-2-Dispositions des charges IV-3-2-1- Charges longitudinales HL,i et charges transversales HT,i produites par les

accélérations et les décélérations de l'appareil de levage IV-3-2-2- Charges horizontales HS, i, j, k et force de guidage S due l'obliquité de l'appareil de

levage IV- 4- Dimensionnement de la poutre de roulement (PDR)

IV-4-1- Choix de rail

IV-4-2- Evaluations des charges

IV-5- Vérification

IV-5-1- Les combinaisons des charges

IV-5-2- Vérification de la flexion bi-axiale

IV-5-3- Vérification de la r ésistance a l’effort tranchant

IV-5-4- Vérification de moment fléchissant et l’effort axial

IV-5-5-Vérification au déversement

IV-5-6- Vérification de la résistance a l’écrasement

IV-5-7- Vérification de la résistance a l’enfoncement local

IV-5-8-Vérification de la résistance au voilement

IX-6-Conclusion

Chapitre V : Etude sismique

V-1- Introduction

V-2- Choix de la méthode de calcul

V-3-Méthode statique équivalent

V-3-1-Condition d’application

V-3-2-Principe de la méthode

V-3-3-Calcul de l’effort tranchant V a la base

V-3-4-Distribution de la force sismique sur les étages .

V-4-Répartition des efforts tranchants par niveau aux différents portiques

V-5-Conclusion


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Chapitre VI : Etude des stabilités

VI-1-Introduction

VI-2- Calcul de la poutre au vent : (Bloc atelier)

VI-2-1- Les forces agissant sur la poutre au vent :

VI-2-2- Vérification des diagonales a la traction

VI-2-3- Vérification de la panne intermédiaire

VI-2-3-1- Vérification a la flexion bi-axiale :

VI-2-3-2- Vérification au flambement

VI-3-étude de pale de stabilité verticale

VI-3-1- Les forces agissant sur la palée de stabilité

VI-3-2-Vérification les diagonales a la traction

VI-3-3- VERIFICATION DE LA SABLIERE :

VI-3-3-1- Vérification à la flexion composée

VI-4- Contreventements verticaux : (ciseaux)

VI-4-1- Vérification à la compression VI-5-Conclusion

Chapitre VII : Etude de portique

VII-1-Introduction

VII-2 - Vérification de la traverse ‘ferme en treille’

VII-2-1-Hypothèses de calcul

VII-2-2- Les efforts

VII-2-3-Vérification de la flèche

VII-2-4-Vérification des membrures :

VII-2-5-Vérification des montants:

VII-2-6-Vérification des diagonales

VII-3- Vérification des poteaux

VII-3-1-Vérification de la Baïonnette:

VII-3-1-1-Vérification au flambement (Eurocode3 ANNEX E)

VII-3-2-Calcul des déplacements en tête de poteau

VII-4- Vérification du poteau treillis

VII-4-1-Vérification des membrures à mi-longueur

VII-4-2-Calcul des déplacements en tête de poteau

VII-4-Conclusion

Chapitre VIII : Etude des assemblagesVIII-1-Introduction

VIII-2- Assemblage poteau HEA300 avec éléments de treillis

VIII-2-1- Résistance des boulons à la traction

VIII-2-3- La résistance de l’assemblage au glissement

VIII-2-4- : Vérification de l’assemblage poteau treillis-1/2HEA300 par soudage

VIII-3-L’attache de la diagonale UUPN120 avec le poteau HEA450

VIII-3-2-Résistance de boulon a la traction

VIII-3-3-Résistance de boulon a des efforts combinés (cisaillement et traction) :

VIII-3-4-Résistance à la pression diamétrale


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VIII-4-Assemblage des éléments de la ferme

VIII-4-1-Attache diagonale – gousset

VIII-4-2-Attache membrure – gousset

VIII-4-3-Attache des parties de la ferme

VIII-5- Conclusion

Chapitre IX : Etude des tiges d’encrage

IX-1- Introduction

IX-2- Platine et ancrage du poteau treillis 2HEA300

IX-2-1- Vérification de la contrainte de compression du béton

IX-2-2- Vérification des goujons à la traction

IX-2-3- Calcul de l’épaisseur de la platine

IX-2-3-1Résistance de contact f j de la liaison IX-2-3-2-Vérification de la pression sur la surface portante

IX-2-4-Calcul des tiges d'ancrages

IX-3-Vérification de la bêche

IX-5- Conclusion

Partie B : Bloc administratif

Chapitre II : Etude climatique

II-1-Etude de la neige

II-2-Etude du vent

II-2-1-Calcul du coefficient dynamique Cd

II-2-2- Calcul de la pression dynamique qdyn

II-2-3- Calcul du coefficient de pression extérieure C pe :

II-2-4- Calcul du coefficient de pression intérieure C pi:

Chapitre III : Etude de plancher

III-1-Introduction :

III-2-Caractéristique des éléments constructifs

III-3- Etude de plancher terrasse

III-3-1-: Vérification au stade de montage

III-3-1-2-Vérification au cisaillement (IPE 240)

III-3-1-3-Vérification de la résistance :

III-3-2- Vérification au stade de final

III-3-2- 1- Vérification a l’effort tranchant

III-3-2-2-Vérification a la flèche

III-3-3- Contraintes additionnelles de retrait


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IV-5-3- La poutre d’appuis des limons

IV-5-3-1-Déterminations des sollicitassions

IV-5-3-2-Vér ification de la flèche a l’ELS

IV-5-3-2-Vérification de la résistance a l’ELU

IV-6- Conclusion

Chapitre V : Etude sismique

V-1-introduction

V-2- Choix de la méthode de calcul

V-3-Méthode statique équivalent

V-3-1-Condition d’application

V-3-2-Principe de la méthode

V-3-3-Calcul de l’effort tranchant V a la base

V-3-4-Distribution de la force sismique sur les étages

V-4- Répartition des efforts entre les portiques

V-5-Conclusion

Chapitre VI : Etude de stabilité

VI-1-INTRODUCTION

VI-2- Eléments constituants la palée de stabilité

VI-3- Hypothèses de calcul

VI-3-Dimensionnement des palées de stabilité avec diagonales en V

VI-3-1-Vérification le diagonale a la traction

VI-3-2-Vérification a la compression

VI-2-3-Vérification au flambement

VI-3-Conclusion

Chapitre VII : Etude de portique

VII-1- Introduction

VII-2- Les barres VII-3- Les charges

VII-4- Les combinaisons

VII-5- Les efforts extrêmes

VII-6- Les réactions

VII-7- Les déplacements et rotations

VII-8- Les notes calculs


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Chapitre VIII : Etude des assemblages

VIII-1- Introduction.

VIII-2- Hypothèse de calcul:

VIII-3- Vérification assemblage poteau(HEA450) poutre(IPE550) encastre

VIII-3-1-Note de calcul: VIII-4- Vérification assemblage pied de poteau(HEA450)

VIII-4-1-Note de calcul

VIII-5- Vérification assemblage solive (IPE240) poutre mitrasse (IPE550)

VIII-5-1-Note de calcul

VIII-6-L’attache de la diagonale UUPN140 avec le poteauHEA450

VIII-6-1-Résistance de boulon au cisaillement par plan de cisaillement

VIII-6-2-Résistance de boulon a la traction

VIII-6-3-Résistance de boulon a des efforts combinés (cisaillement et traction)

VIII-6-4-Résistance à la pression diamétrale VIII-6-4-Conclusion


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LISTE DES FIGURE ET TABLEAUX

PARTIE A :Atelier

Tableau-I-1 : Zone d’implantation de la structure …………………………………………...01

Tableau-I-2 : Démenions de la halle …………………………………………...................... 02

Figure I-1- vue en 3D (atelier industriel) …………………………………………............... 03

Figure I-2- vue en élévation pignon (atelier industriel) ……………………………………...03

Figure I-3- vue en élévation long pan (atelier industriel) ……………………………………04

Figure I-4- vue en plan toiture (atelier industriel) …………………………………………...04

Tableau-I-3 : Démenions de bloc administratif ………………………………………….....05

Tableau-I-4 : Démenions d’escalier (bloc administratif) ……………………………………05

Figure I-5- Vue en 3D (bloc administratif) ………………………………………….............05

Figure I-6- Vue en élévation pignon (bloc administratif) ……………………………………06

Figure I-7- Vue en élévation long pan (bloc administratif) ………………………………….06

Figure I-8- Vue en plan toiture (bloc administratif) ………………………………………...07

Tableau-I-5 : Caractéristiques de l’acier ………………………………………….................07

Tableau-I-6 : Caractéristiques de béton …………………………………………...................07

Figure : II-1- Coefficients de forme – toiture a versant multiples …………………………10

Tableau : II-1- Coefficients de forme – toiture a versant multiples ………………………….11

Figure II-2 : valeurs de Cd pour les structures métallique…………………………………….12

Tableau : II-2- Valeurs de la pression dynamique de référence………………………………13

Tableau : II-3- Définition des catégories de terrain…………………………………………..13

Figure II-3 : Légende pour les parois verticales………………………………………………15

Figure II-4 : Légende pour les toitures a un versant ………………………………………....15Tableau : II-6- C pe pour la toiture a un versant vent de direction θ=90° …………………….16

Tableau : II-7- C pe pour la toiture a versants multiples vent de direction θ=0°……………....16

Figure II-5 : Répartitions de C pe pour la toiture à versants multiples vent de direction θ=0°...16

Figure II-6 : C pi pou les bâtiments sans cloisons intérieures …………………………………17

Tableau : II-8- Valeurs de Cpi et μ p en fonction des ouvertures et la direction de vent……...17

Figure II-7 : Répartitions des pressions sur les parois verticales-Dans les deux directions.....21

Figure II-8 : Répartitions des pressions sur la toiture- Direction du vent long pan …………21

Figure II-9 : Répartitions des pressions sur la toiture- Direction du vent pignon……………22

Figure III -1 : schéma disposition des pannes sur la ferme …………………………………24Figure III -2 : Disposition d’une panne sur un versant ……………………………………...25

Tableau III-1 : Caractéristiques et dimensions l’IPE 160 ……………………………………26

Figure III-3 : Disposition de la lisse de bardage ……………………………………………..31

Tableau III-2 : Caractéristiques et dimensions UAP 130 ……………………………………32

Figure III -4 : Disposition des liernes ……………………………………………………….32

Figure III-5 : Disposition des tirants ………………………………………………………....34

Tableau III-3 : Les efforts transmettre par les tirants ………………………………………...34

Tableau III-4 : Caractéristiques et dimensions IPE 360 ……………………………………..36

Figure III -6 Schéma du potelet …………………………………………………………….36Tableau- IV-1: Caractéristiques de pont roulant …………………………………………….40


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Figure-IV-1 : Schéma de pont roulant ……………………………………………………….41

Tableau -IV-2 : Les coefficients d’amplification dynamique ……………………………….42

Tableau- IV-3 : La classe de pont roulant …………………………………………………...42

Figure-IV-2 : Dispositions des charges engendrées par le pont roulant ……………………. 43

Figure-IV-3 : Disposition de charge de l’appareil de levage en charge pour obtenir un

chargement maximal sur la poutre de roulement ……………………………………………43

Figure-IV-4 : Disposition de charge de l’appareil de levage à vide pour obtenir un

chargement minimal sur la poutre de roulement …………………………………………….43

Tableau -IV-4 : Les charges verticales maximales sur un galet ……………………………...44

Tableau- IV-5 : Les charges verticales minimales sur un galet ……………………………...45

Figure-IV-5 : Charges horizontales longitudinales HL.i …………………………………………………………45

Figure-IV-6 : Charges horizontales transversales HT.i …………………………………………………………..46

Tableau-IV-6 : Définition des valeurs de λ s.i.j.k ……………………………………………...48

Tableau- IV-7 : Les charges horizontales Hs, i, j, L et Hs, i, j, T ………………………………….49

Figure-IV-7 : Position des charges sur la PDR ………………………………………………49

Figure-IV-8 : Caractéristiques de profilé …………………………………………………….50

Figure-IV-9 : Inertie de la PDR et la poutre raidisseur ………………………………………49

Figure-IV-10-charges de galets sur le rail ……………………………………………………51

Tableau-IV-8 : Caractéristiques des rails …………………………………………………….52

Tableau- IV-9 : Caractéristiques du crapaud ………………………………………………...52

Figure-IV-11 : Schéma (PDR+rail) …………………………………………………………..52

Tableau -IV-10 : Résume des charges ……………………………………………………….54

Tableau -IV-11 : Les combinaisons des charges verticales (les efforts)……………………...54

Tableau-IV-12 : Les combinaisons des charges verticales (les moments) …………………..54Tableau-IV-13 : Les combinaisons des charges horizontales transversales (les efforts) ……55

Tableau -IV-14: Les combinaisons des charges horizontales transversales (les moments) …55

Tableau-V-1 : Facteur de qualité…………………………………………………………….. 62

Tableau-V-2 : Le poids de structure ………………………………………………………... 64

Tableau V-3 : Distribution de la force sismique sur les étages Sens transversale et longitudinal

………………………………………………………………………………………………..66

Figure V -1 : Position éventuelle du pont roulant par rapport à la structure………………...66

Figure V -2 : Position éventuelle du chariot par rapport au pont roulant …………………...67

Tableau V-4 : l'excentricité maximal probable de la structure ……………………………....67

Figure V -3 :Position de centre de torsion et centre de gravité par apport a la structure niveau

1 ………………………………………………………………………………………………68

Figure V -4 : Position de centre de torsion et centre de gravité par apport a la structure niveau

2 ………………………………………………………………………………………………69

Figure V -5 : Distribution de la force sismique sur les portiques sens transversale ………...70

Figure V -6 : Distribution de la force sismique sur les files de stabilité sens longitudinale....71

Figure-VI : Schéma de la poutre au vent d’atelier …………………………………………...72

Tableau-VI-1- les efforts internes dans les barres ……………………………………………75

Figure.VI-2- : la panne intermédiaire HEB 160 ……………………………………………..76

Figure VI-3-schéma de palée de stabilité verticale …………………………………………..78Tableau-VI-2- les efforts internes dans les barres ……………………………………………80


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Figure.VI-4- : la sablière HEB 200 …………………………………………………………83

Figure VI-3-schéma de palée de stabilité verticale …………………………………………..85

Figure-VII-1 : Inertie équivalente des cornières ……………………………………………..89

Figure- VII-2 :Aire de l’âme équivalente ……………………………………………………89

Tableau VII-1- Caractéristiques du DCED 100x100x10 …………………………………….90

Tableau VII-2- caractéristiques du DCED 75x75x10 ………………………………………..91 Tableau VII-3- caractéristiques du DCED 75x75x10 ………………………………………..93

Figure-VII-4 :Contre-flèche d’une poutre treillis ……………………………………………94

Figure- VI-5 : Facteur de distribution pour les poteaux (plan xoz) ………………………….95

Figure- VI-6: Facteur de distribution pour les poteaux (plan yoz) …………………………..96

Figure-VII-7: Disposition du treillis sur les poteaux ………………………………………...99

Figure -VIII-1- assemblage tète du poteau ………………………………………………….103

Figure -VIII-2- Disposition de HEA sur le poteau treillis…………………………………. 105

Figure-VIII-3 : disposition des boulons diagonale de palée de stabilité …………………...106

Figure -VIII-4- assemblage des éléments de la ferme par soudage ………………………...109

Figure -VIII-5- Attache montant – diagonale – gousset …………………………………... 109Figure -VIII-6- Attache membrure – gousset ………………………………………………..111

Figure VIII-7: Attache des parties de la ferme ……………………………………………..113

Figure VIII-8: Attache Arbalétrier « Détail 1 » …………………………………………… 113

Figure VIII-9: Attache entrait « Détail 2 » …………………………………………………113

Figure. IX-1- : sollicitations en pied de poteau ……………………………………………..116

Figure IX-2- surface en compression sous la plaque ………………………………………118

Figure IX-3-tige d’encrage ………………………………………………………………….119

PARTIE B :Bloc

Tableau : II-1- Valeurs de la pression dynamique de référence …………………………….123

Tableau : II-2- Définition des catégories de terrain ………………………………………...124

Figure II-1 : Légende pour les parois verticales (façade principale) ………………………125

Tableau : II-3- C pe pour les parois verticales (façade principale) …………………………..125

Figure II-2 : Légende pour la toiture plate (plancher) ………………………………………126

Tableau : II-4- C pe pour la toiture plate ……………………………………………………..126

Figure II-3 : Légende pour les parois verticales (façade secondaire) ………………………126

Tableau : II-5- C pe pour les parois verticales (façade secondaire) ………………………….127

Tableau : II-6- C pe pour la toiture plate ……………………………………………………..127

Figure II-4 : C pi pou les bâtiments sans cloisons intérieures ……………………………….127

Tableau : II-7- Valeurs de Cpi et μ p en fonction des ouvertures et la direction de vent ……128

Figure – III-1 : Plancher mixte ………………………………………………………………131

Figure-III-2 : Disposition des solives ……………………………………………………….131

Tableau -III-1- Caractéristiques de l’IPE 240 ………………………………………………132

Figure III.3 Les éléments constituant le plancher terrasse ………………………………….132

Figure -III-4 : Présentation de l’ensemble (solive- dalle) …………………………………..135

Figure -III-5 : Diagramme des contraintes de flexion ………………………………………137

Figure III.6: Diagramme de s contraintes dues au retrait …………………………………..140

Figure-III-7-Plancher courant ………………………………………………………………140


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Figure – III-8: Diagramme des contraintes de flexion ………………………………………141

Figure -III-9: Diagramme des contraintes dues au retrait …………………………………..143

Figure -III-10: Connexion acier-béton ……………………………………………………...144

Figure-III-11 : Dimensions de connecteur …………………………………………………144

Figure V-1 : Vue de l’escalier ………………………………………………………………147

Figure V.2 : Dimensions de l’escalier ………………………………………………………148Figure. V.3 : Eléments constructif de la marche ……………………………………………148

Tableau V-1 : Caractéristique et dimension 35 x 35 x 3.5 ……………………………..149

Figure V.4 : Dimensions de limon ………………………………………………………….152

Tableau V-2 : Caractéristique et dimension UPN 120 ……………………………………..153

Figure V.5 : Eléments constructifs du palier de repos ……………………………………...155

Figure V-6: Dimensions de ¼ de la tôle chargée surfacique ……………………………….155

Figure -V-7 : Distribution des charges sur la solive de palier ……………………………....156

Tableau V-3 : Caractéristique et dimension IPE 100 ………………………………………157

Figure V-8 : Schéma de la poutre d’appuis de limon ………………………………………158

Tableau-V-1 : Facteur de qualité ……………………………………………………………165Tableau – V-2 : les charges permanentes pour 1er et 2éme étage ……………………………..166

Tableau – V-3 : les charges permanentes pour l’étage terrasse ……………………………..166

Tableau -V-4 : poids total de la structure …………………………………………………...167 Figure-V-1: poids des étages ………………………………………………………………..167

Tableau -IV-5 : la distribution de la force sismique dans les étages ………………………168

Tableau -V-6- : distribution des forces sismique par portiques (sens transversal) …………170

Tableau -V-7- : distribution des forces sismique par files (sens longitudinale) …………...170

Figure-V-2: Distribution des forces sismique par portique mixte (sens transversal) ………171

Figure-V-3 : Distribution des forces sismique par files (sens longitudinale) ………………171

Figure-VI-1: Palée de stabilité ……………………………………………………………...174

Figure-VII-1 : Vue en 3D de portique le plus sollicité ……………………………………..178Figure-VIII-1: Attache diagonale de stabilité verticale en (V) …………………………......202


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Atelier plus bloc 2014

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Présentation de sujet

I-1-Introduction général :

La charpente métallique est un domaine très large et vaste dans le milieu de la construction

car le coût de revient d’une habitation à ossature métallique est nettement inferieur par rapport

au coût d’une construction en béton, et l’acier utilisé dans les constructions pèse moins lourd

et nécessite des murs moins épais et des fondations moins profondes qu’une construction en

béton armé, et sa réalisation peut être beaucoup plus rapide que les autres alternatives, par

exemple les planchers et les éléments structurels d’un bâtiment classique de 8 étages peuvent

être construits jusqu'à 40 plus rapidement qu’une solution alternative en béton arme

D’autres avantages des structures métalliques sont les suivant :

La possibilité de fabriquer intégralement les éléments d’ossature en atelier avec une

grande précision et une grande rapidité, le montage sur site sera effectuée soit par

soudage ou par boulonnage.

La grande résistance de l’acier à la compression et la traction ce qui permet de réaliser

des éléments de grandes portées

L’adaptation plastique offre une grande sécurité.

Parmi les inconvénients on peut citer :

Les possibilités architecturales limitées par rapport aux constructions en béton armé.

Mauvaise tenue de l’acier au feu cela exige des mesures de protections délicates.

Nécessité d’entretient régulier, et des éléments contre la corrosion.

Auparavant, la construction métallique présentait peu d’intérêt en Algérie, ce n’est

qu’après le séisme de Boumerdes en mai 2003 que l’état a pris conscience du rôle et de

l’importance de la construction métallique dans la préservation des vies humaines ainsi quedes biens publics.


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I-2- Présentation de sujet :

Notre projet nous a été proposé par l’entreprise ALRIM (l’Algérienne pour la

réalisation des équipements et d’Infrastructures Métalliques). qui consiste à étudier un atelier

industriel avec deux pont roulant de 15 T (puissance) plus un bloc administratif R+2 ,dont lastructure est en charpente métallique sur la base des nouveaux règlements techniques

algériens et en particulier le règlement parasismique algérien RPA 99 / version 2003.

Le projet intitulé “étude d’un atelier industriel plus un bloc administratif R+2 ’’ en

charpente métallique implanté a ROUIBA en zone sismique III. Le terrain est plat

Ce projet est composé de deux blocs en charpente métallique.

Le cahier des charges de cette structure présente les données suivantes :

Bloc industriel : une halle double chaque halle équipée de deux pont roulant

Bloc administratif : composé de eux étages pour les bureaux.

a)

Implantation

Cette structure est implantée dans la région de Rouïba W-Alger, qui est définie dans les

règlements algériens :

Neige Vent Sismique

Zone B Zone I Zone III

Tableau-I-1 : Zone d’implantation de la structure

b) Les dimensions géométriques

Atelier industriel :

Atelier industriel

Hauteur total H= 14.64 m

Longueur L= 60 m

Largeur l= 60 m

Hauteur du poteau (pont roulant) h= 9m

Hauteur total des poteaux h=12 m

Distance entre portique D= 6 m

Toiture a multi versant de pente ‘α’

Tableau-I-2 : Démenions de la halle


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Figure I-1- Vue en 3D (atelier industriel)

Figure I-2- Vue en élévation pignon (atelier industriel)


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Figure I-3- Vue en élévation long pan (atelier industriel)

Figure I-4- Vue en plan toiture (atelier industriel)


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Bloc administratif :

BLOC ADMINISTRATIF R+2

Hauteur total H= 9 m

Longueur L= 30 m

Largeur l= 10 m

Hauteur de RDC h= 3m

Hauteur des étages (1 à 2) h= 3 m

Distance entre portique D= 5 m

Tableau-I-3 : Démenions de bloc administratif

L’ESCALIER

La hauteur Z= 6 m

La largeur a= 3 m

La longueur b= 3.6 m

Tableau-I-4 : Démenions d’escalier (bloc administratif)

Figure I-5- Vue en 3D (bloc administratif)


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Figure I-6- Vue en élévation pignon (bloc administratif)

Figure I-7- Vue en élévation long pan (bloc administratif)


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Figure I-8- Vue en plan toiture (bloc administratif)

I-3- Règlement et matériaux utilisés :

I-3-1-Règlements utilisés :

1-

RNV 99 : pour l’étude climatique. 2- RPA 99 / version 2003 : pour l’étude sismique.

3- Eurocode 1 : partie 5 actions induites par les ponts roulants.

4- Eurocode 3 : pour l’étude et la vérification de l’ossature métallique.

I-3-2- Matériaux utilisés :

ACIER DE CONSTRUCTION

Nuance d’acier S 235

La limite élastique = 235 Mpa y f

La résistance à la traction = 360 Mpau f

La densité volumique 37 850 kg/m

Module d’élasticité longitudinale 210 000 Mpa E

Module d’élasticité transversale 84 000 MpaG

coefficient de Poisson 0,3

Tableau-I-5 : Caractéristiques de l’acier


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BETON

Classes de résistance du béton C25/30

La résistance à la compression 28 25 Mpac f

La résistance à la traction28 2,6 Mpat

La densité volumique 3=2500 kg/m

Coefficient de retrait -42 10

Module sécant d’élasticité 30 500 Mpacm E

Coefficients d’équivalence

Tableau-I-6 : Caractéristiques de béton

I-4- Stabilité d’ensemble :

Atelier industriel :

a) Portique :

Structures hyperstatiques continues composées d'éléments verticaux (poteaux) et

horizontales (poutres).

Assure la stabilité transversale de la structure.

C'est un système porteur qui reprend les effets du vent, des charges permanentes, et des effets

sismiques, il Assure la stabilité transversale de la structure.

b) Palée de stabilité verticale :

Structure treillis composé de deux diagonales en X et une sablière, leur rôle est de

transmettre les actions agissant sur le pignon (vent, séisme, freinage du pont roulant)

Elle Assure la stabilité longitudinale de la structure

Bloc administratif :

a) Portique :

Structures hyperstatiques continues composées d'éléments verticaux (poteaux) et

horizontales (poutres).

Assure la stabilité transversale d'ensemble de la construction.

C'est un système porteur qui reprend les effets du vent, des charges permanentes, et des effets

sismiques.

b) Plancher collaborant:

Plancher mixte acier – béton à poutrelles sous dalle.

Assure la stabilité des étages, elle reprend les effets sismiques et vent et les transmet vers la

palée de stabilité verticale par l'intermédiaire des solives et sablières.

c) Palée de stabilité verticale :

Structure treillis composé de deux diagonales(en V inversé) et d'une sablière,


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Partie A : Atelier 2014

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ETUDE CLIMATIQUE

II-1-Introduction :

Une construction doit être calculée et réalisée de telle manière qu’elle résiste à toute

les actions susceptibles de s’exercer sur elle pendant l’exécution et durant son exploitation ;

entre ces actions qu’il faut prendre en considérations il y a les charges climatiques (charges de

la neige et charges dynamiques du vent).

Dans ce projet de fin d’étude on a utilisé le règlement neige et vent algérien

« RNV1999 » qui fournit les procédures et principes généraux pour la détermination des

actions de la neige et du vent sur l’ensemble de la construction et ces différentes parties.

II-2-Etude de la neige :

Selon le RNV1999 la charge de la neige est donnée par la formule suivante :

S=μ. SK

Avec :

S : charge caractéristique de la neige (KN/m²)

SK : charge de la neige sur le sol (KN/m²)

μ : coefficient d’ajustement des charges.

Puisque Reghaia (Wilaya d’Alger) appartient a la zone B de la carte de la neige donc :

SK = Avec H l’altitude par rapport au niveau de la mer H=50m

SK =0.12KN/m²

On a une toiture à versants multiples :

Figure : II-1- Coefficients de forme – toiture a versant multiples


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μ1 et μ3 seront déduit du tableau suivant :

α angle du versant par rapport

à l’horizontale (en°)

0 ≤ α ≤ 30° 30° < α < 60°

coefficient de forme μ1 0.8 0.8 x ( )coefficient de forme μ3 0.8+0.8 x (

1.6

α =10 ° donc :

μ1=0.8

μ3=0.8+0.8 x (

=1.06

Donc :

S1= μ1 Sk = 0.096 KN/m²

S3= μ3 Sk = 0.127 KN/m²

Pour les calculs des éléments secondaires on prend la plus grand :

S= 0.127 KN/m²

II-3-Etude du vent :

La pression due au vent est donnée par la formule suivante :

q j = Cd x W (z j)

Avec :

q j : la pression due au vent qui s’exerce sur un élément de surface j (N/m²).

Cd : le coefficient dynamique de la construction.

W (z j) : est obtenue à l’aide de la formule suivante (face de la paroi est intérieure à laconstruction et l’autre est extérieure).

W (z j)=qdyn (z j) x [Cpe – C pi]

Avec :

qdyn (z j) : la pression dynamique du vent calculé à la hauteur z j relative à l’élément de

surface j (N/m²).

C pe : le coefficient de pression extérieure.

C pi : le coefficient de pression intérieure.

Tableau : II-1- Coefficients de forme – toiture a versant multiples


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La pression due au vent est donnée par l’expression :

q j = Cd x qdyn (z j) x [Cpe – C pi]

II-3-1-Calcul du coefficient dynamique Cd :

Cd est tirés de l’abaque suivant par interpolation ou extrapolation linéaire :

Figure II-2 : valeurs de Cd pour les structures métallique.

pour long pan et pignon : b =60m ; h = 14.64 m

Par extrapolation : Cd1 = Cd2 = 0.86

II-3-2- Calcul de la pression dynamique qdyn :Pour une structure permanente :

qdyn = qref x Ce(z j)

Avec :

qref : pression dynamique de référence.

Ce : coefficient d’exposition au vent.

Calcul de qref :

qref est donnée par le tableau suivant :

ZONE qref (N/m²)

I 375

II 470

III 575

Suivant la carte du vent ROUIBA (Wilaya d’Alger) est dans la zone I donc : qref = 375N/m²

Tableau : II-2- Valeurs de la pression dynamique de référence


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Calcul de Ce :

Pour une structure peu sensible aux excitations dynamique :

Ce(z) = Ct(z) ² x Cr (z) ² x [1+

]

Avec :

Ct : le coefficient de topographie.

Cr : le coefficient de rugosité.

K T : facteur de terrain.

Pour un site plat Ct(z)=1

Le coefficient de rugosité et calculé de l’une des expressions suivantes :

Avec :

Z0 : paramètre de rugosité (m)

Zmin : hauteur minimale (m)

K T, Z0 et Zmin sont donnée dans le tableau suivant en fonction de la catégorie de terrain

Catégorie de

terrain

K T Z0 (m) Zmin (m)

III

0.22 0.3 8 0.37

On a h=14.64 m > 10m donc il y a lieu de subdiviser le maitre – couple en élément de surface j.

n=E [h/3]=E [4.88]=4

h1=h/n=3.66m

Donc : z1=3.66m ; z2=7.32m ; z3=10.9 ; z4=12m z5=14.64m.

Tableau : II-3- Définition des catégories de terrain


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a) Pour les parois verticales :

Pour z1=3.66 et z2=7.32m


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SA=(e/5) x h= 57.6m² ; SA> 10m²

SB=230m2 ; SC=432m

2 ; SD=SE=720m2

Toutes les surfaces sont supérieures à 10m2 donc : C pe =C pe, 10

Zone A B C D E

C pe -1 -0.8 -0.5 +0.8 -0.3

b)

Toiture : Direction du vent sur le pignon θ=90° :

On a une toiture à versants multiples : on utiliser les valeurs des toitures a un versant

SF=SG= (e/10)x(b/2)=11.25m²

SH=112.5m2 ; SI=787.5m

2

Toutes les surfaces sont supérieures à 10m2 donc : C pe =C pe, 10

On a α=10° donc on fait une interpolation entre 5° et 15°et on obtient les résultats suivants :

Zone F G H I

C pe -1.45 -1.85 -0.62 -0.60

Tableau : II-5- Cpe pour les parois verticales (pignon et long pan)

Figure II-4 : Légende pour les toitures a un versant

Tableau : II-6- Cpe pour la toiture a un versant vent de direction θ=90°


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Direction du vent sur le long pan θ=0° :

Pour les toitures à versants multiples on prend les valeurs de C pe d’une toiture à un versant

pour le premier versant et les autres versants seront comme suit :

SF= (e/10) x (e/4)= 21.43m² ; SF >10m²

SG=680m² ;SH=724.32m² >10m² donc : C pe=C pe, 10

Puisque α=10° donc en fait une interpolation entre 5° et 15° en aura les résultats suivant :

Zone F G H 2 meversant 3 meversant 4 meversa

ntC pe -1.3 -1 -0.45 -1 -1 -0.6

II-3-4- Calcul du coefficient de pression intérieure Cpi:

C pi est tirés du graphe suivant en fonction de μ p :

Tableau : II-7- Cpe pour la toiture a versants multiples vent de direction θ=0°

1 e r v e r s a n t

2

m e v

e r s a n t

3 é m e v

e r s a n t

4

é m e v

e r s a n t

Figure II-5 : Répartitions de Cpe pour la toiture à versants multiples vent de direction θ=0°

Figure II-6 : Cpi pou les bâtiments sans cloisons intérieures


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μ p = Avec : μp : l’indice de perméabilité.

Les deux portes sont

fermées

Les deux portes ouvertes

μ p C pi μ p C pi

coté de pignon 0 0.8 Vent sur pignon

ouvert

0 0.8

Vent sur pignon

fermé

1 0.5

coté de long pan 0 0.8 1 0.5

Donc on peut calculer les valeurs de la pression dynamique (q j) :

1er cas : les deux portes sont fermées :

Vent sur long pan et pignon:

a) Paroi verticale : les valeurs de la pression dynamique (q j) sont les même pour pignon

et long pan.

Pour paroi verticale à : Z=3.66 m et Z=7.32 m

Zone Cd qdyn (KN/m²) C pe C pi q j

(KN/m²)

A 0.86 0.61 -1.0 0.8 -0.944

B 0.86 0.61 -0.8 0.8 -0.839

C 0.86 0.61 -0.5 0.8 -0.681

D 0.86 0.61 0.8 0.8 0

E 0.86 0.61 -0.3 0.8 -0.629

Tableau : II-8- Valeurs de Cpi et μ p en fonction des ouvertures et la direction de vent


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Pour paroi verticale à : Z=10.98 m


(KN/m²)

A 0.86 0.69 -1.0 0.8 -1.068

B 0.86 0.69 -0.8 0.8 -0.949

C 0.86 0.69 -0.5 0.8 -0.771

D 0.86 0.69 0.8 0.8 0

E 0.86 0.69 -0.3 0.8 -0.712

Pour paroi verticale à : Z=12 m


(KN/m²)

A 0.86 0.71 -1.0 0.8 -1.090

B 0.86 0.71 -0.8 0.8 -0.976

C 0.86 0.71 -0.5 0.8 -0.793

D 0.86 0.71 0.8 0.8 0

E 0.86 0.71 -0.3 0.8 -0.732

b) Toiture :

Zone Cd qdyn

(KN/m²)

C pe C pi q j (KN/m²)

F 0.86 0.76 -1.3 0.8 -1.372

G 0.86 0.76 -1.0 0.8 -1.176

H 0.86 0.76 -0.8 0.8 -0.849

2 me 0.86 0.76 -1.0 0.8 -1.176

3 me 0.86 0.76 -0.6 0.8 -0.915

4me

0.86 0.76 -0.6 0.8 -0.915


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Vent sur pignon :

a) Toiture :

Zone Cd qdyn (KN/m²) C pe C pi q j (KN/m²)

F 0.86 0.76 -1.45 0.8 -1.470

G 0.86 0.76 -1.85 0.8 -1.732

H 0.86 0.76 -0.62 0.8 -0.928

I 0.86 0.76 -0.6 0.8 -0.915

2éme cas : les deux portes ouvertes :

Vent sur long pan et pignon:

a)

Paroi verticale : les valeurs de la pression dynamique (q j) sont les même pour pignonet long pan.

Pour paroi verticale à : Z=3.66 m et Z=7.32 m


A 0.86 0.61 -1.0 -0.5 -0.262

B 0.86 0.61 -0.8 -0.5 -0.157

C 0.86 0.61 -0.5 -0.5 0

D 0.86 0.61 0.8 -0.5 -0.681

E 0.86 0.61 -0.3 -0.5 0.104

Pour paroi verticale à : Z = 10.98 m


A 0.86 0.69 -1.0 -0.5 -0.296

B 0.86 0.69 -0.8 -0.5 -0.178

C 0.86 0.69 -0.5 -0.5 0

D 0.86 0.69 0.8 -0.5 -0.771

E 0.86 0.69 -0.3 -0.5 0.118


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Pour paroi verticale à : Z = 12 m


A 0.86 0.71 -1.0 -0.5 -0.305

B 0.86 0.71 -0.8 -0.5 -0.183

C 0.86 0.71 -0.5 -0.5 0

D 0.86 0.71 0.8 -0.5 -0.793

E 0.86 0.71 -0.3 -0.5 0.122

b) Toiture :


F 0.86 0.76 -1.45 -0.5 -0.620

G 0.86 0.76 -1.85 -0.5 -0.882

H 0.86 0.76 -0.62 -0.5 -0.078

I 0.86 0.76 -0.6 -0.5 -0.065

Vent sur pignon

a)

Toiture :


(KN/m²)

F 0.86 0.76 -1.3 -0.5 -0.522

G 0.86 0.76 -1 -0.5 -0.326

H 0.86 0.76 -0.45 -0.5 -0.032

2 me 0.86 0.76 -1 -0.5 -0.326

3 me 0.86 0.76 -1 -0.5 -0.326

4éme 0.86 0.76 0.6- -0.5 -0.065

Les figures ci-après illustrent la répartition des pressions du au vent en (KN/m 2) sur les parois

verticales et la toiture dans les deux sens respectivement (long pan et pignon) :


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Figure II-7 : Répartitions des pressions sur les parois verticales- Dans les deux directions

2.93m 12.30m 15.23m 15.23m 15.23m

- 0 . 7

3 2

Vlong pan

-1.37(F)

-1.17 G

-0.849 H

-1.176(2éme)

-0.915 3éme -0.915 4

éme

0

Figure II-8 : Répartitions des pressions sur la toiture- Direction du vent long pan

- 0 . 7

3 2

-1.09-0.976

-0.793

-1.09-0.976

-0.793

B

A

CA

B C

VLomg pan

0

4.8m 19.20m 36m

6 0 m V pignon

Ou


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II-4- Détermination de la force de frottement :

Une force complémentaire doit être introduite pour les constructions allongées de

catégorie I pour tenir compte du frottement qui s’exerce sur les parois parallèles à la direction

du vent.

Ffr =∑ (qdyn (z j) x Cfr.j x Sfr.j)

Avec :

Cfr.j : le coefficient de frottement pour l’élément de surface j.

Sfr.j : l’aire de l’élément de surface j.

On a un état de surface très rugueux (nervures) alors C fr.j =0.04.

b=60m; d= 60m; h=12m

L’un des conditions est satisfait.

Vent sur pignon :

a) Paroi vertical :

Sfr = dxh

1.5m 6m 52.5m

7 . 5 m

7 . 5 m

- 1 . 7 3

( G )

- 1 . 4

0 7 ( F )

- 0 . 9

2 8 ( H )

- 0 . 9

1 5 ( I )

Figure II-9 : Répartitions des pressions sur la toiture- Direction du vent pignon


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Ffr=18.49K N

b) Toiture :

Sfr = (somme des longueurs des développées de la toiture) x d

Sfr1=60x60=3600 m2

Ffr=109.44 KN

c) Totale :

Ffr = Ffr + Ffr

Ffr = 127.93KN

II-5-Conclusion:

L’étude climatique de notre ouvrage nous a permet de déterminer tous les efforts agissant sur

la structures (efforts de vent , et de la neige) et ensuite les intégrer pour le dimensionnement

des éléments principales et secondaires


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ETUDES DES ELEMENTS SECONDAIRE

III-1- Introduction :

Dans ce chapitre, on va vérifier la résistance des profilés choisis, aux différents efforts.

Les éléments concernés par cette étude sont : les pannes, les potelets, les lisses de bardage.

Les formules de vérification utilisées sont tirées de ‘l’EUROCODE 3 PARTIE 1’ règles de

conception et de calcul des structures en acier.

III-2- calculs des pannes:

III-2-1-Hypothèse de calcul :

Les pannes sont des profils en I ou U qui ont pour fonction de supporter la couverture ellessont disposées parallèlement à la ligne de faitage dans le plan de versant

-

Chaque panne repose sur 2 appuis de distance L=6m

-

L’entraxe entre les pannes d=1,50m.

- On dispose de 11 lignes de pannes sur chaque versant de toiture.

- La pente de chaque versant est α=10°.

- Les pannes sont en acier S235JR.

Figure III -1 : schéma disposition des pannes sur la ferme


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Gsinα+Q sinα =0.255sin10+0.444sin10= 0.118 KN/m = Ty

Ty= 0.118 KN/m

zz’ → Gcosα + W =0.2555cos10-2.598= -2.348 KN/m = Tz

Gcosα +Q cosα=0.2555cos10+0.444 cos10=1.312 KN/m

Tz= -2.348 KN/m

III-2-3- Pré dimensionnement des pannes :

Dans notre cas on à une poutre posé sur 2 appuis simples et une charge uniformément

répartie donc la flèche est :

Ce qui correspond à : IPE 160

Caractéristiques : de la panne en IPE 160

III-2-4-Vérification de la flèche à l’ELS :

Charge permanente : Combinaison à l’ELS :

yy’: → Gsinα+Q sinα =0.41sin10+0.444sin10= 0.14 KN/m = Ty

Ty=0.14 KN/m

h(mm) b(mm) tw(mm) tf (mm) r(mm) d(mm) p(Kg/m)

160 82 5,0 7,4 9,0 127.2 15,8

A(cm ) Iy(cm ) iy(cm) W pl,y(cm ) Iz(cm ) iz(cm) W pl,z(cm )

20,1 869.3 6,58 123,9 66,28 1,64 16,65

Tableau III-1 : Caractéristiques et dimensions l’IPE 160


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zz’ → Gcosα + W =0.41cos10-2.598= -2.19 KN/m= Tz

Tz= -2.19 KN/m

III-2-5-Vérification a la flexion bi-axial a l’ELU: Combinaison à l’ELU :

F=1.35G j+1.5Q j

F=1.35G+0.9Σ1.5Q j

yy’: → 1.35Gsinα+1.5S sinα =1.35x(0.41sin10)+1.5x(0.190sin10) = 0.145 KN/m

1.35 Gsinα+1.5Q sinα =1.35x (0.41sin10) +1.5x (0.444sin10) = 0.210 KN/m= Fy

Fy = 0.21 KN/m

zz’ → Gcosα +1.5 W =0.41cos10-(1.5x2.598)= -3.490 KN/m = Fz

1.35 Gcosα +1.5S cosα=1.35x0.415cos10+1.5(0.190) cos10= 0.828 KN/m

Gcosα +Q cosα=0.41cos10+1.5(0.444 cos10)=1.20 KN/m

Fz = -3.49 KN/m

Classe de la section transversale :

Sollicitation : On a une flexion bi axiale (flexion composée seule). On doit vérifier la formule suivante :


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III-2-6- vérification de la résistance à l’effort tranchant :

Pour cette vérification on utilise la condition suivante :

Profil en I :

2


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III-2-7- vérification au déversement :

Pour cette vérification on utilise la condition suivante : (EC3 ; Formule 5.48 page 176).

Msd = MySd= 15.70 KN.m

M b.rd=

βW = 1 ( section de classe I )

xLT = avec xLT ≤ 1 ФLT = 0.5 x [ 1+ αLT x ( - 0.2 ) + ]αLT = 0.21 ( profil laminé )

= . et λ 1=93.9ε =93.9λ LT = Mcr = C1

{[ [ ]² +

+(C2zg)²]0.5

– C2 zg} ; avec

k=k w=1 ( pas d’encastrement aux extrémités )

C1 = 1.132 C2=0.459

Iw= AN:

hs = h – tf =0.1526 m

Iw = 3.97 x10-9 m6

zg = h/2= 0.08 m

Mcr = 10.68 KN.m

λ LT = 1.65

ФLT = 2.01

xLT = 0.31


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M b.rd = 8.20 KN.m

Les pannes ne résiste pas au déversement donc en propose des liens a mi-portée pour crée un

appui latérale qui reprennes 10 % du moment critique :

Ce qui correspond à cornier : Msd = MySd= 15.70 KN.m

Mcr = 24.07 KN.m

λ LT = 1.09

ФLT = 1.18

xLT = 0.61


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III-4-calcul des lisses de bardage :

III -4-1-hypothèse de calcul :

Les lisses de bardage sont constituées de poutrelles (IPE, UAP) ou de profils minces pliés . Disposé horizontalement, elles portent sur les poteaux de portique ou éventuellement

sur des potelets intermédiaires. L’entraxe des lisses est déterminé par la porté admissible des

bacs de bardage.

La lisse de bardage la plus sollicitée à les caractéristiques suivantes :

La portée suivant long pan : l=6m

L’écartement entre les lisses : d=1.5m

Chargement uniforme suivant les deux axes

La lisse est déposée sur deux appuis simples

III -4-2-détermination de sollicitation :

Suivant l’axe ’ : charge permanente ;Poids propre de bardage panneaux sandwiche : G ps=0.171.5=0.25KN/m Poids propre de la lisse en(UAP) : Gl= ? à déterminer

T=GT=Gps+Gl KN/m

Suivant l’axe ’ : effet de vent ; F=W= -1.63 KN/m

III -4-3-pré dimensionnement de la lisse de bardage :

On dimensionne la lisse de bardage sous la condition de la flèche « » ;

Ce qui correspond à un UAP130

z

z'

Figure III-3 : Disposition de la lisse de bardage

G

W

y'


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Caractéristiques de profil UAP 130 :

Alors le poids de la lisse est :

III -4-4--Vérification de la flèche à ELS :

Suivant l’axe : charge permanente

La flèche suivant l’axe n’est pas vérifiéeA cause de la grande portée de la lisse de bardage, son poids propre a crée une flèche

maximale qui dépassera sa flèche admissible donc on va ajouter les liernes au milieu de la

lisse pour diminuer sa flèche.

Suivant l’axe ’ : effet de vent

F=W= -1.63 KN/m


130 55 6 9.5 9,5 92 13.7


17.5 459.56 5.12 83.58 51.34 1.71 25.64

Tableau III-2 : Caractéristiques et dimensions UAP 130

Figure III -4 : Disposition des liernes

L/2=3mL/2=3m

T=0.387KN/m


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III -4-5 – Vérification la résistance de la lisse a l’effort tranchant :

Combinaison des charges à ELU Suivant l’axe Poids propre G= poids propre de panneau sandwiche ( + poids propre de la lisse (

T= 0.52 KN/ m

Suivant l’axe ’ F= -2.34 KN/m

a) Calcul de l’effort tranchant :

b) Calcul de la résistance plastique au cisaillement :

Profil en U : 2

il n’est pas nécessaire de réduire les résistance au

cisaillement


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III -4-6-Vérification de la lisse de bardage à la flexion bi axiale:

Sollicitation : On a une flexion bi axiale (flexion composée seule) On doit vérifier la formule suivante :

III-4-7- Dimensionnement des liens de lisses :

a) effort de traction dans le tronçon de lien L1

R c = F d/2 = (2.34 x 1.5) /2 = 1.75 KN

T1=R c /2 = 0.87

Ti+1=Ti+R c

tngθ= 1.5/ 3= 0.5 donc θ=26.56°

T7= T6/2 cosθ = 5.38

Le tronçon le plus sollicité est le tronçon L6 il faut vérifier que :

mm

Soit une barre ronde de diamètre mm10 .

Ti T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7

Les valeurs(KN) 0.87 2.62 4.37 6.12 7.87 9.62 5.38

Figure III-5 : Disposition des tirants

Tableau III-3 : Les efforts transmettre par les tirants


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III-5-calcul des potelets :

III -5-1-hypothèse de calcul :

Les potelets sont le plus souvent des profilés en I ou H destinés à rigidifier le bardage etrésister aux efforts horizontaux du vent. Leurs caractéristiques varient en fonction de la nature

du bardage et de la hauteur de la construction.

Le potelet le plus sollicité à des caractéristiques suivantes :

L’écartement entre les potelets : d=6m.

Chargement uniforme suivant les deux axes.

Les potelets sont articulés en tête et en pied.

hauteur de potelets : L =12 m.

poids propre d’une lisses: Gl= 0.137 KN/m.

poids du bardage : 0.17KN/m2. Poids propre de potelets : G= ? KN /m.

III -5-2-détermination de sollicitation :

Charges verticales : charge permanente ;

Poids propre de bardage panneaux sandwiche : G ps=0.1712 =12.24 Poids propre de la lisse en UAP : G l= 0.137 Poids propre des potelets : GP = ?

T=GT=Gps+Gl+Gp KN

Charges horizontales : effet de vent ;

F=W= - 6.54 KN/m

III -5-3-pré dimensionnement des potelets :

On dimensionne les potelets sous la condition de la flèche « » ;

Ce qui correspond à un IPE 360


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MSM 12 Page 36

Caractéristiques de profil IPE 360 :

Alors le poids de potelet est :

Alors suivant l’axe verticale : charge permanent

III -5-4 – Vérification à la résistance a l’effort axial de compression :

Classe de la section transversale

(72.7x 10-4x 2.35x 105)/1.1 1553.13 KN


360 170 8 12.7 18 298.6 57.1


72.7 16265.6 14.95 1019.1 1043.20 3.79 191.1

Tableau III-4 : Caractéristiques et dimensions IPE 360

Figure III -6 Schéma du potelet


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III -5-5 –Vérification à la résistance a l’effort tranchant :

Vz sd < V pl rd

Calcul de l’effort tranchant

Calcul de la résistance plastique au cisaillement

Profil en I : 2

il n’est pas nécessaire de réduire les résistance aucisaillementIII -5-6 – Vérification de l’instabilité :

III -5-6-1- Flambement :

On vérifie que :

Courbe a ,


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III -5-6-2- Elément comprimé et fléchi ;

Il faut vérifier que :

a) Détermination de facteur d’imperfection ( ):

b)

Détermination de ( ) élancement réduit :

c) Détermination de ( ) le coefficient de réduction :


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III-5-Conclusion :

Les éléments étudier dans ce chapitre résiste a toutes les sollicitations alors ils sont adopté

pour notre structure :

Les pannes courantes : IPE 160.

Les lisses de bardage : UPN 130.

Les potelets : IPE 360.


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ETUDE DE CHEMIN DE ROULEMENT

IV-1- Introduction :

Ce chapitre représente le calcul de la voie de roulement d’une halle double de 30 m de portée

pour chaque halle équipée de deux ponts roulant de 15 T (de puissance), pour cette étude on

utilise :

Eurocode 1; partie 5 ; actions induites par les ponts roulants.

Eurocode 3 ; partie 6 ; chemins de roulements.

Définition de pont roulant :

Le pont roulant : est un engin de levage mobile circulant sur une voie de roulement. Il

est constitué d’une ou plusieurs poutres sur lesquelles se déplace, transversalement à la voie

principale, un chariot de transfert équipé d’un treuil pour le levage de la charge.

La voie de roulement : est la structure porteuse de l’engin de levage, constituée de

deux poutres de roulement et ses supports, les deux poutres parallèles surmontées d’un rail

spécial et sur lesquelles circule le pont roulant.

La poutre de roulement : est l’élément porteur longitudinal de la voie, les poutres de

roulement sont des poutres simples ou continues. Leurs appuis sont constitués par des poteaux

en treilles

IV-2-Caractéristiques de pont roulant :

L a u

i s s a n c

P o r t é e

Vitesse Poids Dimensions

N L

L e v a g e

D i r e c t

T r a n s B K

B + K a b C d e

K N M

m / m i n

m / m i n

m / m i n

K N

K N

K N m m m m m

1 5 0 30 5 30 60 310 50 360 4.6 0. 35 0.6 2 1

Tableau- IV-1: caractéristiques de pont roulant


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IV-3-Action induites par les appareils de levage sur les poutres deroulement :

Classement des actions : Les actions induites par des appareils de levage sont classées comme

actions variables et accidentelles qui sont représentées par différents modèles.

a) Actions variables :

Il convient de diviser les actions variables induites par les appareils de levage en actions

variables verticales dues au poids propre de l'appareil de levage et à la masse à lever et en

actions variables horizontales dues aux accélérations ou décélérations ou à la marche en crabeou à d'autres effets dynamiques.

Les composantes dynamiques induites par différentes charges dues à des masses et à des

forces d'inertie sont données en général par des coefficients d'amplification dynamiques Ø i à

appliquer aux valeurs des charges statiques. Fk =Øi.F

Où : Fk : est la valeur caractéristique d'une action induite par un appareil de levage ;

Øi : est le coefficient d'amplification dynamique (voir tableau IV.2).

Coefficients

d’amplification

dynamique

Effets à prendre en compte A appliquer a

1

excitation vibratoire de la structure d'un appareil de

levage due au décollage de la masse à lever du sol

Poids propre

de l'appareil de

levage

2 ou 3

-effets dynamiques du transfert de la masse à lever du

sol à l'appareil de levage

masse à lever

Figure-IV-1 : schéma de pont roulant


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4 effets dynamiques induits par le déplacement sur des

rails ou des voies de roulement

Poids propre

de l'appareil de

levage et

masse à lever

5 effets provoqués par des forces d'entraînement Forces

d'entraînement

6 lorsqu'une charge d'essai est mue par les

transmissions suivant le mode d'utilisation de l'appareil

de levage

Charge d'essai

7 prend en compte les effets élastiques de l'impact sur les

tampons.

Charge des

tampons

8

coefficient de réaction aux rafales Charges dues

au vent

Tableau -IV-2 : les coefficients d’amplification dynamique

IV-3-1-Détermination des coefficients d’amplification dynamique :

d’âpres le tableau 2.4 Eurocode 1 partie 5

1 1 / 0 0,1

0,1

1 1 0,1 1,1

2 2,min 2. hV

Avec :

Classe de levage de l’appareil 2 2,min

Vh

HC3

(Appareils de levage d’atelier)0.51 1,15 5/60=0.083

Tableau- IV-3 : la classe de pont roulant

2 1,15 0,51.0,083 1,19

3 3(1 / ).(1 )m m

Δm : Partie libérée ou tombée de la charge =0

3 1


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MSM12 Page 43

IV-3-2-Dispositions des charges :

Figure-IV-3 : Disposition de charge de l’appareil de levage en charge pour obtenir un chargement maximal

sur la poutre de roulement

Figure-IV-4 : Disposition de charge de l’appareil de levage à vide pour obtenir un chargement minimal sur

la poutre de roulement

Ou :

Qr, max : est la charge par galet maximale de l'appareil de levage en charge ;

Qrmax : est la charge par galet d'accompagnement de l'appareil de levage en charge ;

∑Qr , max : est la somme des charges maximales Qr, max par poutre de roulement de

l'appareil de levage en charge ;

Figure-IV-2 : Dispositions des charges engendrées par le pont roulant


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∑Qrmax : est la somme des charges d'accompagnement Qr max par poutre de roulement de

l'appareil de levage en charge ;

Qr, min : est la charge par galet minimale de l'appareil de levage à vide ;

Qrmin : est la charge par galet d'accompagnement de l'appareil de levage à vide ;

∑Qr , min : est la somme des charges minimales Qr, min par poutre de roulement de

l'appareil de levage à vide ;

∑Qrmin : est la somme d'accompagnement des charges minimales Qr, min par poutre de

roulement de l'appareil de levage à vide ;

1)

en charge : (charges maximales) :

1 2 min 11

max . . . .2

pc H

QQ r Q P L e L

L

1 310max 1,1.50 1,19.150 30 1 1,1.30.

230

Q r

∑Qr, max=396,21 KN (pour deux galets)

max 1 2 min 11

. . . .2

pc H r

QQ Q P e L

L

max 1 3101,1.50 1,19.150 .1 1,1.30.230r

Q

∑Qr max = 178,28 KN (pour deux galets)

Pour un galet :

Charges verticale La charge d’un galet (KN)

La charge maximale en charge 198.10

La charge d’accompagnement 89.14

Tableau -IV-4 : les charges verticales maximales sur un galet

2) à vide (charges minimales) :

min 1 min 11

. . . .2

P r c

QQ Q e L

L min

1 3101,1.50.1 1,1.30.230

r Q ∑Qr, min=172,33 KN (pour deux galets)

min 1 min 11

. . . .2

pr c

QQ Q l e L

L

min 1 3101,1.50 30 1 1,1.30.

230r Q

∑Qr min= 223.66 KN (pour deux galets)


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Pour un galet :

Charges verticale La charge d’un galet (KN)

La charge minimale à vide 86 ,16

La charge d’accompagnement 111,83

Tableau- IV-5 : les charges verticales minimales sur un galet

IV-3-2-1- Charges longitudinales HL,i et charges transversales HT,i produites

par les accélérations et les décélérations de l'appareil de levage :

Les charges longitudinales HL, i produites par les accélérations et les décélérations des

structures des appareils de levage résultent de la force d'entraînement au niveau de la surface de

contact du rail avec le galet entraînée (voir Figure IV.4)

Les charges longitudinales HL, i appliquées sur une poutre de roulement peuvent être

Calculée de la manière suivante : =.K. Où : nr : est le nombre de poutres de roulement ;

K : est la force d’entraînement.

5: est le coefficient d 'amplification dynamique.

i : est le nombre entier servant à identifier la poutre de roulement (i = 1,2)

Le moment M résultant de la force d'entraînement qu'il convient d'appliquer au centre de lamasse est contrebalancée par les charges horizontales transversales HT.1 et HT.2 ; Les charges

horizontales transversales peuvent être obtenues de la façon suivante :

,1 5 2. . /T H M a

,2 5 1. . /

T H M a

Avec :

1 , max/Qr Qr

HL.1

Figure-IV-5 : charges horizontales longitudinales HL.i

Rail 1 Rail 2

HL.2


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2 1

max

1 2

,min

1

1

,max

.

. ,min,min .

( 0,5)

s

w r

s

Qr Qr Qr

M K l

K K K Q r Q r m Q

l l

a : l’espacement des galets de guidage ou des flasques de galets

l : la portée de la poutre ;

K : est la force d’entrainement

µ : est le coefficient de frottement

mw : le nombre de système de d’entrainement a un seul galet ; car les appareils de levage

modernes ne sont pas équipés d’un système d’entrainement a galet central.

a) Les charges horizontales transversales

1396.21/ 574.49 0,68

2 11 1 0,684 0.31 (0, 68 0,5)30 5, 4

sl m

mw=2(deux systèmes)

µ=0,2(acier sur acier)

,min 2.86,16 172.33Q r KN

K=0,2.172.33=34.46 KN

M=34,46.5, 4=186.1 KN

51 1,5 Correspond aux syst mes dans les quels varient sans coupsè à

5 1,5 ,1 1,5.0,68.186,1/ 4,6T H ,1

18.81T H KN ,2 1,5.0,31.186.1/ 4,6T H ,2

41, 26T

H KN

HT.1

Figure-IV-6 : charges horizontales transversales HT.i

Rail 1 Rail 2

K 2

HT.1 HT.2

HT.2

K 2

K=K1+K2

ξ1 ξ2

M S


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b) les charges horizontales longitudinales :

2r n

,1 ,2 1,5.34,46 / 2 L L H H ,1 ,2 25,84 L L H H KN

IV-3-2-2- Charges horizontales HS, i, j, k et force de guidage S due l'obliquité

de l'appareil de levage :

La force de guidage S et les forces transversales HS, i, j, k dues à l'obliquité peuvent être

obtenues d'après :

,max

,1, , ,1, , ,max

,2, , ,2, , ,max

,1, , ,1, , ,max

,2, , ,2, , ,max

. .

.

..

.

s r

s j L s j L r

s j L s j L r

s j T s j T r

s j T s j T r

S f Q

H f Q

H f Q H f Q

H f Q

Ou :

f : est le coefficient non positif

,1, , s j L : correspond aux coefficients de force

i : est le rail

j : est la paire de galets

K : la direction de la force (L : Longitudinal ; T : Transversal).

0,3(1 exp( 250. )) 0,3 f α : est l’angle d’obliquité

2 2

1 2 /

1 ( / . )

j j

s j

h m l e e

e n h


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Tableau-IV-6 : définition des valeurs de λ s.i.j.k

Avec :

h : est la distance entre le centre de rotations instantanées et le système de guidage concerné

m : est le nombre de paires de galets accouplés (m = 0 pour des paires de galets

indépendants) ;

ε1.l : est la distance entre le centre de rotation instantanée et le rail 1

ε2.l : est la distance entre le centre de rotation instantanée et le rail 2

l : est la portée de l'appareil ;

e j : est la distance entre la paire de galets j et le système de guidage concerné.

n : est le nombre de paires de galets ;

Application :f=0,3 (la plus défavorable)

Qr,max=396,21 KN

n=2(deux paires de galets)

1

2

2

0

1 0

2 4,6

(0 4,6) / 4,6 4,6 4,6

1 (4,6 / 2.4,6) 0,5 s s

m

j e

j e m

h h

Combinaison des paires de galetsh

Couplés (C) Indépendant (I)

fixe/fixe

FF

Système ,1, , s j L

,1, , s j T

,2 , , s j L

,2 , , s j T

CFF

IFF 0

0

CFF IFF


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e j ,1, , s j L ,2, , s j L

,1, , s j T

,2, , s j T

e1=0 m 0 0 0.15 0.34

e2=4,6 m 0 0 0 0

Donc :

e j ,1, , s j L H ,2, , s j L H

,1, , s j T H

,2, , s j T H

e1=0 m 0 0 18,42 KN 40,41KN

e2=4,6 m 0 0 0 0

Tableau- IV-7 : les charges horizontales Hs, i, j, L et Hs, i, j, T

S=0,3×0, 5×396,21=59,41

S=59,41 KN

IV- 4- Dimensionnement de la poutre de roulement (PDR):

- Travée de l = 6m (sur deux appuis simple)

- Distance entre galets a=4,6m

Condition de la flèche

a)

flèche verticale :

La flèche admissible est : 600 1600 600

ad

l f cm

3 3 3

,max

max

3 / 4 ( ) /

24

r

y

Q l a l a l f

E I

Avec :

Qr,max=198,10 KN ; l = 6m ; a=0.7 m

3 3 3

8

198.1 600 6 (3 0.7 / 6) (4 0.7 / 6 )

24 2,1.10 6 y I

Donc : Iy >28866 cm4

Ce qui correspond à : HEA 450 pour la poutre de roulement

b)

flèche horizontale :

On tient compte seulement de la semelle supérieure qui est la plus sollicitée a HT,1 ou

Hs,1,2,t =40 ,41 KN et HT,2=41,26 KN( on prend HT,2 =41,26 KN )

Qr,

0.7

Qr,

Figure-IV-7 : position des charges sur la PDR


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3

,1,2,

z. sup

H

48EI

s T

h

semelle

l f

Avec :

La flèche horizontale n’étant pas vérifiée, d’où on doit augmenter l’inertie de la semelle

supérieure du HEA450 en soudant de part et d’autre des bords de la semelle des profilés

Détermination du système de raidissage horizontal :

Détermination de l’inertie de la poutre (raidisseur)

1 2. .G GS X S L X

X G =

21

2

S S

LS

L = 0.5m la distance entre l’axe neutre de poutre

de roulement et l’axe neutre de cornier.

S1 : section de la semelle Supérieure de HEA 450

S 2 : section de L 140×140×13

0.5m

XG

0.3 M

Figure-IV-9 : inertie de la PDR et la poutre

raidisseur

Figure-IV-8 : caractéristiques de profilé


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34,95 46.0816,44

63 34, 95G

X cm

I eq = I Se (HEA 450) + I C (140 140 13) + S 1 X2

G + S 2 2

G X L

I eq =5,3095.10-4 m4

Et la condition sera:

IV-4-1- Choix de rail :

Le choix du rail se fait en fonction de la charge de calcul au galet Fwd .

Fwd = (2Fwk, max + Fwk, min)/3

Figure-IV-10-charges de galets sur le rail

∑ Fwk, max = [(Qc+Qnom) x (L-emin) + (Q px

)]

wk,maxF 1/ 30 (50 150).(30 1) (310 30 / 2) 348,33 KN

∑ Fwk, max = 348,33 KNN (pour deux galets)

Fwk, max =∑ Fwk, max / 2 Fwk, max = 174,16 KN

∑ Fwk, min = [(Qc+Qnom) x emin + (Q px )

w k,minF 1/ 30 (50 150).1 (310 30 / 2) 161,66 KN

Fwk, min = ∑ Fwk, min / 2 Fwk, min =80,83 KN (pour un galet)

wd wdF 2 174,16 80,83 / 3 F 143,05KN


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Désignation Surf

cm²

Poids

Kg/m

Iy

cm4

Wy

cm3

Iz

cm4

Wz

cm3

H

mm

K

mm

65A 55.4 43.5 327 73.7 609 69.6 75 65

Tableau-IV-8 : Caractéristiques des rails

Les caractéristiques du crapaud sont :

Désignation

2trous B

mm

A

mm

B

mm

Documents

Etude de Batiment