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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCEN FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL MEMOIRE Pour l’obtention du diplôme de MASTER en Génie Civil Option : Construction métallique THEME ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D’UNE HALL METALLIQUE Présenté le 24 juin 2013 par : Maria YEZLI Devant le Jury composé de: Pr. N. ABOUBEKR Président Dr. M. MATALLAH Examinateur Mr. O.MAACHOU Examinateur Mr. Z.E.A. CHERIF Encadreur Mr. I. BABAHMED Encadreur

ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

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Page 1: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Reacutepublique Algeacuterienne Deacutemocratique et PopulaireMinistegravere de lrsquoEnseignement Supeacuterieur et de la Recherche Scientifique

UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCENFACULTE DE TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

MEMOIRE Pour lrsquoobtention du diplocircme deMASTER en Geacutenie Civil

Option Construction meacutetallique

THEME

ETUDE ET DIMENSIONNEMENT DrsquoUNEHALL METALLIQUE

Preacutesenteacute le 24 juin 2013 par

Maria YEZLI

Devant le Jury composeacute de

Pr N ABOUBEKR Preacutesident

Dr M MATALLAH Examinateur

Mr OMAACHOU Examinateur

Mr ZEA CHERIF Encadreur

Mr I BABAHMED Encadreur

Remerciements

Je remercie le bon Dieu de mrsquoavoir donneacute la force de reacutealiser mon travail

Au terme de ce modeste travail je remercie vivement mes encadreurs Monsieur ZEA

CHERIF et Monsieur SBABAHMED pour mrsquoavoir guideacute et dirigeacute durant tout le

long de mon travail

Mes vifs remerciements srsquoadressent aussi agrave Mr NABOUBEKR professeur agrave la

faculteacute de technologie Universiteacute de Tlemcen qui mrsquoa fait lrsquohonneur de preacutesider le

jury de ma soutenance Je remercie eacutegalement les membres de jury

DrMMATALLAH ainsi qursquoa Mr OMAACHOU drsquoavoir accepteacute drsquoexaminer mon

travail

Mes remerciements srsquoadressent eacutegalement agrave Monsieur N BOUMECHRA Le

responsable de notre promotion

Mes remerciements et mes reconnaissances agrave mes parents pour lrsquoamour et le soutien

constant qursquoils mrsquoont teacutemoigneacute tout au long de ma carriegravere drsquoeacutetude

Je remercie tous les enseignants qui mrsquoont suivi le long de mes eacutetudes

Merci agrave tous mes amis pour leurs encouragements et agrave toute la promo de 2ieme anneacutee

Master Construction Meacutetallique

Maria

Deacutedicaces

On dit souvent que le trajet est aussi important que la destination apregraves cinq ans

drsquoeacutetude et drsquoassiduiteacute et en fin de ce cycle et le commencement drsquoun nouveau deacutepart

ce parcours en effet ne sest pas reacutealiseacute sans deacutefis et sans soulever de nombreuses

questions pour lesquelles les reacuteponses neacutecessitent de longues heures de travail

Je deacutedie ce modeste travail

A

Ma tregraves chegravere et douce maman Mon tregraves cher papa qui mrsquoont encourageacute durant

toutes mes eacutetudes crsquoest gracircce agrave eux si je suis arriveacutee agrave ce reacutesultat et agrave qui je mrsquoadresse

agrave ALLAH les vœux les plus ardents pour la conservation de leur santeacute et de leur vie

Mes chegraveres fregraveres et sœurs Nesrine Fayccedilal Hajar et Nadjib

Mes beaux fregraveres Mohamed et Mahamed

Ma tregraves chegravere niegravece Loujeїn et mon tregraves cher neveu Chahine

Toute la famille YEZLI et SEHILI

Mes chers professeurs qui ont fait de leurs mieux afin de nous offrir de bonnes eacutetudes

et qui se sont montreacutes tregraves compreacutehensifs agrave notre eacutegard

Toutes mes tregraves chegraveres amies avec lesquelles jrsquoai partageacute mes moments de

joie et de bonheur

Sans oublier toute la promotion de CM 20122013

Que toute personne mrsquoayant aideacute de pregraves ou de loin trouve ici lrsquoexpression de ma

reconnaissance

Reacutesumeacute

Ce projet concerne lrsquoeacutetude et le dimensionnement dun hall meacutetallique Montravail sinscrit en premier lieu dans leacutevaluation des charges et surcharges et desactions climatiques selon le regraveglement RNV99 En suite la descente de charge pour ledimensionnement des diffeacuterents eacuteleacutements et assemblages de la structure selon leregraveglement CCM99 manuellement et avec laide du logiciel SAP2000 Le meacutemoire aeacuteteacute acheveacute par une conclusion

Mots cleacutes

Construction meacutetallique neige et vent Hall meacutetallique

Abstract

This project concerns the study and design of a metal hall My work fits first

in the evaluation of loads and overloads and climate actions according to the

Regulation RNV99 Next the descent of loads for the design of the different elements

of the structure and connections according to the regulation CCM97 manually and

with the use of SAP2000 software The thesis was completed with a conclusion

KeywordsMetal construction snow and wind Metal Hall

Sommaire

Introduction 1

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes 2

I Introduction 2

IIPreacutesentation du sujet 2

IIIPreacutesentation de lrsquoouvrage 3

III1 Regraveglements utiliseacutes 3

III2 Les donneacutees geacuteomeacutetriques 3

IVMode de construction 3

Chapitre II Evaluation des charges 5

IIntroduction 5

IICharge permanentes 5

IIICharge variable 5

IVCharge drsquoexploitations 5

VCharges climatiques 6

V1 Lrsquoeffet du vent 6

V2 Effet de la neige 16

V3 Force de frottement 18

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

IMateacuteriaux de couverture 20

IILes Pannes 20

II1 Espacement entre pannes 21

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture 21

II3 Calcul de lrsquoespacement 22

II4 Dimensionnement des pannes 22

II5 Choix du profile 26

II6 Liernes de pannes 31

II7 Dimensionnement des liernes des pannes 32

II8 Dimensionnement de lrsquoeacutechantignole 33

III Lisse de bardage 33

IVCalcul des potelets 39

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 2: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Remerciements

Je remercie le bon Dieu de mrsquoavoir donneacute la force de reacutealiser mon travail

Au terme de ce modeste travail je remercie vivement mes encadreurs Monsieur ZEA

CHERIF et Monsieur SBABAHMED pour mrsquoavoir guideacute et dirigeacute durant tout le

long de mon travail

Mes vifs remerciements srsquoadressent aussi agrave Mr NABOUBEKR professeur agrave la

faculteacute de technologie Universiteacute de Tlemcen qui mrsquoa fait lrsquohonneur de preacutesider le

jury de ma soutenance Je remercie eacutegalement les membres de jury

DrMMATALLAH ainsi qursquoa Mr OMAACHOU drsquoavoir accepteacute drsquoexaminer mon

travail

Mes remerciements srsquoadressent eacutegalement agrave Monsieur N BOUMECHRA Le

responsable de notre promotion

Mes remerciements et mes reconnaissances agrave mes parents pour lrsquoamour et le soutien

constant qursquoils mrsquoont teacutemoigneacute tout au long de ma carriegravere drsquoeacutetude

Je remercie tous les enseignants qui mrsquoont suivi le long de mes eacutetudes

Merci agrave tous mes amis pour leurs encouragements et agrave toute la promo de 2ieme anneacutee

Master Construction Meacutetallique

Maria

Deacutedicaces

On dit souvent que le trajet est aussi important que la destination apregraves cinq ans

drsquoeacutetude et drsquoassiduiteacute et en fin de ce cycle et le commencement drsquoun nouveau deacutepart

ce parcours en effet ne sest pas reacutealiseacute sans deacutefis et sans soulever de nombreuses

questions pour lesquelles les reacuteponses neacutecessitent de longues heures de travail

Je deacutedie ce modeste travail

A

Ma tregraves chegravere et douce maman Mon tregraves cher papa qui mrsquoont encourageacute durant

toutes mes eacutetudes crsquoest gracircce agrave eux si je suis arriveacutee agrave ce reacutesultat et agrave qui je mrsquoadresse

agrave ALLAH les vœux les plus ardents pour la conservation de leur santeacute et de leur vie

Mes chegraveres fregraveres et sœurs Nesrine Fayccedilal Hajar et Nadjib

Mes beaux fregraveres Mohamed et Mahamed

Ma tregraves chegravere niegravece Loujeїn et mon tregraves cher neveu Chahine

Toute la famille YEZLI et SEHILI

Mes chers professeurs qui ont fait de leurs mieux afin de nous offrir de bonnes eacutetudes

et qui se sont montreacutes tregraves compreacutehensifs agrave notre eacutegard

Toutes mes tregraves chegraveres amies avec lesquelles jrsquoai partageacute mes moments de

joie et de bonheur

Sans oublier toute la promotion de CM 20122013

Que toute personne mrsquoayant aideacute de pregraves ou de loin trouve ici lrsquoexpression de ma

reconnaissance

Reacutesumeacute

Ce projet concerne lrsquoeacutetude et le dimensionnement dun hall meacutetallique Montravail sinscrit en premier lieu dans leacutevaluation des charges et surcharges et desactions climatiques selon le regraveglement RNV99 En suite la descente de charge pour ledimensionnement des diffeacuterents eacuteleacutements et assemblages de la structure selon leregraveglement CCM99 manuellement et avec laide du logiciel SAP2000 Le meacutemoire aeacuteteacute acheveacute par une conclusion

Mots cleacutes

Construction meacutetallique neige et vent Hall meacutetallique

Abstract

This project concerns the study and design of a metal hall My work fits first

in the evaluation of loads and overloads and climate actions according to the

Regulation RNV99 Next the descent of loads for the design of the different elements

of the structure and connections according to the regulation CCM97 manually and

with the use of SAP2000 software The thesis was completed with a conclusion

KeywordsMetal construction snow and wind Metal Hall

Sommaire

Introduction 1

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes 2

I Introduction 2

IIPreacutesentation du sujet 2

IIIPreacutesentation de lrsquoouvrage 3

III1 Regraveglements utiliseacutes 3

III2 Les donneacutees geacuteomeacutetriques 3

IVMode de construction 3

Chapitre II Evaluation des charges 5

IIntroduction 5

IICharge permanentes 5

IIICharge variable 5

IVCharge drsquoexploitations 5

VCharges climatiques 6

V1 Lrsquoeffet du vent 6

V2 Effet de la neige 16

V3 Force de frottement 18

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

IMateacuteriaux de couverture 20

IILes Pannes 20

II1 Espacement entre pannes 21

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture 21

II3 Calcul de lrsquoespacement 22

II4 Dimensionnement des pannes 22

II5 Choix du profile 26

II6 Liernes de pannes 31

II7 Dimensionnement des liernes des pannes 32

II8 Dimensionnement de lrsquoeacutechantignole 33

III Lisse de bardage 33

IVCalcul des potelets 39

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 3: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Deacutedicaces

On dit souvent que le trajet est aussi important que la destination apregraves cinq ans

drsquoeacutetude et drsquoassiduiteacute et en fin de ce cycle et le commencement drsquoun nouveau deacutepart

ce parcours en effet ne sest pas reacutealiseacute sans deacutefis et sans soulever de nombreuses

questions pour lesquelles les reacuteponses neacutecessitent de longues heures de travail

Je deacutedie ce modeste travail

A

Ma tregraves chegravere et douce maman Mon tregraves cher papa qui mrsquoont encourageacute durant

toutes mes eacutetudes crsquoest gracircce agrave eux si je suis arriveacutee agrave ce reacutesultat et agrave qui je mrsquoadresse

agrave ALLAH les vœux les plus ardents pour la conservation de leur santeacute et de leur vie

Mes chegraveres fregraveres et sœurs Nesrine Fayccedilal Hajar et Nadjib

Mes beaux fregraveres Mohamed et Mahamed

Ma tregraves chegravere niegravece Loujeїn et mon tregraves cher neveu Chahine

Toute la famille YEZLI et SEHILI

Mes chers professeurs qui ont fait de leurs mieux afin de nous offrir de bonnes eacutetudes

et qui se sont montreacutes tregraves compreacutehensifs agrave notre eacutegard

Toutes mes tregraves chegraveres amies avec lesquelles jrsquoai partageacute mes moments de

joie et de bonheur

Sans oublier toute la promotion de CM 20122013

Que toute personne mrsquoayant aideacute de pregraves ou de loin trouve ici lrsquoexpression de ma

reconnaissance

Reacutesumeacute

Ce projet concerne lrsquoeacutetude et le dimensionnement dun hall meacutetallique Montravail sinscrit en premier lieu dans leacutevaluation des charges et surcharges et desactions climatiques selon le regraveglement RNV99 En suite la descente de charge pour ledimensionnement des diffeacuterents eacuteleacutements et assemblages de la structure selon leregraveglement CCM99 manuellement et avec laide du logiciel SAP2000 Le meacutemoire aeacuteteacute acheveacute par une conclusion

Mots cleacutes

Construction meacutetallique neige et vent Hall meacutetallique

Abstract

This project concerns the study and design of a metal hall My work fits first

in the evaluation of loads and overloads and climate actions according to the

Regulation RNV99 Next the descent of loads for the design of the different elements

of the structure and connections according to the regulation CCM97 manually and

with the use of SAP2000 software The thesis was completed with a conclusion

KeywordsMetal construction snow and wind Metal Hall

Sommaire

Introduction 1

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes 2

I Introduction 2

IIPreacutesentation du sujet 2

IIIPreacutesentation de lrsquoouvrage 3

III1 Regraveglements utiliseacutes 3

III2 Les donneacutees geacuteomeacutetriques 3

IVMode de construction 3

Chapitre II Evaluation des charges 5

IIntroduction 5

IICharge permanentes 5

IIICharge variable 5

IVCharge drsquoexploitations 5

VCharges climatiques 6

V1 Lrsquoeffet du vent 6

V2 Effet de la neige 16

V3 Force de frottement 18

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

IMateacuteriaux de couverture 20

IILes Pannes 20

II1 Espacement entre pannes 21

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture 21

II3 Calcul de lrsquoespacement 22

II4 Dimensionnement des pannes 22

II5 Choix du profile 26

II6 Liernes de pannes 31

II7 Dimensionnement des liernes des pannes 32

II8 Dimensionnement de lrsquoeacutechantignole 33

III Lisse de bardage 33

IVCalcul des potelets 39

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 4: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Reacutesumeacute

Ce projet concerne lrsquoeacutetude et le dimensionnement dun hall meacutetallique Montravail sinscrit en premier lieu dans leacutevaluation des charges et surcharges et desactions climatiques selon le regraveglement RNV99 En suite la descente de charge pour ledimensionnement des diffeacuterents eacuteleacutements et assemblages de la structure selon leregraveglement CCM99 manuellement et avec laide du logiciel SAP2000 Le meacutemoire aeacuteteacute acheveacute par une conclusion

Mots cleacutes

Construction meacutetallique neige et vent Hall meacutetallique

Abstract

This project concerns the study and design of a metal hall My work fits first

in the evaluation of loads and overloads and climate actions according to the

Regulation RNV99 Next the descent of loads for the design of the different elements

of the structure and connections according to the regulation CCM97 manually and

with the use of SAP2000 software The thesis was completed with a conclusion

KeywordsMetal construction snow and wind Metal Hall

Sommaire

Introduction 1

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes 2

I Introduction 2

IIPreacutesentation du sujet 2

IIIPreacutesentation de lrsquoouvrage 3

III1 Regraveglements utiliseacutes 3

III2 Les donneacutees geacuteomeacutetriques 3

IVMode de construction 3

Chapitre II Evaluation des charges 5

IIntroduction 5

IICharge permanentes 5

IIICharge variable 5

IVCharge drsquoexploitations 5

VCharges climatiques 6

V1 Lrsquoeffet du vent 6

V2 Effet de la neige 16

V3 Force de frottement 18

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

IMateacuteriaux de couverture 20

IILes Pannes 20

II1 Espacement entre pannes 21

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture 21

II3 Calcul de lrsquoespacement 22

II4 Dimensionnement des pannes 22

II5 Choix du profile 26

II6 Liernes de pannes 31

II7 Dimensionnement des liernes des pannes 32

II8 Dimensionnement de lrsquoeacutechantignole 33

III Lisse de bardage 33

IVCalcul des potelets 39

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 5: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Sommaire

Introduction 1

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes 2

I Introduction 2

IIPreacutesentation du sujet 2

IIIPreacutesentation de lrsquoouvrage 3

III1 Regraveglements utiliseacutes 3

III2 Les donneacutees geacuteomeacutetriques 3

IVMode de construction 3

Chapitre II Evaluation des charges 5

IIntroduction 5

IICharge permanentes 5

IIICharge variable 5

IVCharge drsquoexploitations 5

VCharges climatiques 6

V1 Lrsquoeffet du vent 6

V2 Effet de la neige 16

V3 Force de frottement 18

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

IMateacuteriaux de couverture 20

IILes Pannes 20

II1 Espacement entre pannes 21

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture 21

II3 Calcul de lrsquoespacement 22

II4 Dimensionnement des pannes 22

II5 Choix du profile 26

II6 Liernes de pannes 31

II7 Dimensionnement des liernes des pannes 32

II8 Dimensionnement de lrsquoeacutechantignole 33

III Lisse de bardage 33

IVCalcul des potelets 39

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 6: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Chapitre IV Etude sismique 47

I Introduction 47

II Principe de la meacutethode 47

III spectre de reacuteponse de calcul 47

IV Analyse dynamique de la structure 49

VModeacutelisation de la structure 49

V1 Etapes de la modeacutelisation 49

V2 Analyse modale 49

VI Veacuterification de la structure 50

VII Veacuterification des deacuteplacements 52

Chapitre V Etude des eacuteleacutements structuraux 53

I Introduction 53

II Dimensionnement des poteaux 53

II1 Classe de la section transversale 54

II2 Veacuterification de flambement 54

III Contreventement 56

IVCalcul des traverses 57

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

I Introduction 61

II Fonctionnement des assemblages 61

II1 Le boulonnage 61

II2 Le soudage 61

III Rocircle des assemblages 62

IV Liaison poteau-traverse 63

IV1 Soudure de la platine 63

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction 63

IV3 Disposition constructives 64

IV4 Veacuterification de la pression diameacutetrale 64

V Pied de poteaux 64

Chapitre VII Etude fondation 67

I Geacuteneacuteraliteacutes 67

II Choix des fondations 67

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 7: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

IIIEtude des semelles 68

III1 Dimensionnement des semelles 68

III2 Veacuterification des contraintes 69

IVCalcul de nombre des barres 73

VCalcul des longrines 73

V1 Dimensionnement des longrines 74

V2 Calcul de ferraillage 74

V3 Condition de non fragiliteacute 75

V4 Calcul des armatures transversales 75

V5 Calcul drsquoespacement des cadres 75

Conclusion Geacuteneacuterale 77

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 8: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Liste des Tableaux

Tableau I1 Valeurs nominales de fy et fu 3

Tableau II1 Charges permanentes toiture 5

Tableau II2 Charge permanentes bardage Tableau II3 Valeurs de dyn 5

Tableau II3 Valeurs de dyn 8

Tableau II4 Les valeurs du Cpi 13

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140 26

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160 28

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130 36

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220 40

Tableau IV-1 Valeurs des peacutenaliteacutes 48

Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure 48

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base 52

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement 52

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU 53

Tableau IV1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220 54

Tableau IV2 Caracteacuteristiques geacuteomeacutetrique du profile IPE 200 58

Tableau VI1 Les classes des boulons 54

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000 68

Tableau VII2 Dimension des semelles 69

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU 72

Tableau VII4 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELS 73

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 9: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Liste des FiguresChapitre II Evaluation des charges 5

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture 9

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture 10

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture 10

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture 11

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale 11

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale 12

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades 12

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale 13

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1 13

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6 14

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical 14

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 15

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical 15

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture 16

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture 17

Chapitre III Eleacutement secondaires 20

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40 20

Figure III2 Pannes sur 3 appuis 23

Figure III3 Chargement drsquoune panne 24

Figure III4 Panne le plan y-y 24

Figure III5 Panne le plan z-z 24

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement 28

Figure III7 Les liernes des pannes 31

Figure III8 Scheacutema de lrsquoeacutechantignole 33

Figure III9 Attache des lisses 37

Figure III10 Soudure des lisses 38

Chapitre IV Etude sismique 47

Figure IV1Spectre de reacuteponse 50

Chapitre VI Etude drsquoassemblage 61

Figure VI1 Deacutetail de jonction poteau-fondation 66

Chapitre VII ETUDE FONDATION 67

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 10: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations 68

Figure VII2 Ferraillage de la semelle central et intermeacutediaire 73

Figure VII3 Ferraillage de la semelle drsquoangle 73

Figure VII4 Ferraillage de la longrine 75

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 11: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

2

Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

I Introduction

De par la situation de Tlemcen des charges importantes vis-agrave-vis du vent sont agrave

prendre en compte Gracircce agrave lrsquoutilisation de poutrelles en acier et notamment des profileacutes

reconstitueacutes soudeacutes il est possible drsquoavoir des sections ayant un moment drsquoinertie

important tout en limitant le poids de la structure Des porteacutees importantes peuvent ecirctre

atteintes tout en libeacuterant de grands espaces et en minimisant le coucirct de la construction

Par ailleurs au point de vue de fabrication les proceacutedeacutes sont inteacutegralement

industrialiseacutes ce qui permet drsquoavoir une maicirctrise totale des coucircts gracircce agrave des bases de

donneacutees relatives aux temps de fabrication ces eacuteleacutements sont facilement preacutevisibles

De plus dans lrsquooptique drsquoune philosophie de deacuteveloppement durable lrsquoacier est

adapteacute dans la mesure ougrave il est inteacutegralement recyclable

En outre lors de la phase de reacutealisation sur chantier il nrsquoy a pas de nuisance Ce

sont des chantiers secs en comparaison agrave ceux en beacuteton armeacute On nrsquoy trouve pas de gravats

ou de deacutechets De plus on ne constate aucune gegravene sonore lors du montage

II Preacutesentation du sujet

Ce projet de fin drsquoeacutetudes srsquooriente exclusivement vers lrsquoeacutetude structurale drsquoun hall

meacutetallique

Ce projet agrave lui-seul permet de mener une large palette drsquoeacutetudes des eacutetudes de

fondations aux eacutetudes de charpente sur un hall meacutetallique de grande envergure Effectuer

ce type de projet faisant intervenir ces mateacuteriaux constitue pour moi une speacutecialisation

dans lrsquoeacutetude des structures meacutetalliques Les eacutetudes sont effectueacutees selon les regravegles en

vigueur CCM97 ce qui permet drsquoecirctre en accord avec les normes Ces eacutetudes mrsquoapporteacute

entre autres lrsquoautonomie dans lrsquoutilisation des codes la meacutethode dans la reacutealisation drsquoune

eacutetude de structures et la maitrise des outils de calculs et de modeacutelisation

Ce projet de fin drsquoeacutetudes se deacuteroule comme suit

- Etude de la charpente meacutetallique

- Etude drsquoeacuteleacutements structuraux en beacuteton armeacute fondations

- Modeacutelisation agrave lrsquoaide des outils de calcul et de modeacutelisation

- Etude sismique analyse des reacutesultats

- Assemblages

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 12: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

3

III Preacutesentation de lrsquoouvrage

Le projet intituleacute ldquoeacutetude et dimensionnement drsquoun hall meacutetallique implanteacute en zone

sismique laquo I raquo

Le terrain est plat avec une surface de 347544m2

I21 Les donneacutees geacuteomeacutetriques

Le preacutesent ouvrage agrave une forme caracteacuteriseacutee par les dimensions suivantes

Longueur totale 72m

Largeur totale 4827m

Hauteur totale 1130m

I23 Regraveglements utiliseacutes

Pour justifier la seacutecuriteacute on se base sur les regraveglements suivants

1 regraveglement Neige et Vent laquo RNVA99 raquo

2 regraveglement parasismique algeacuterien laquo RPA99version2003 raquo pour lrsquoeacutetude sismique

3 beacuteton armeacute aux eacutetats limites laquo BAEL91raquo

4 laquo DTRBC22 raquocharge permanentes et charge drsquoexploitation

5 regraveglement laquo CCM 97 raquo

IV Mode de construction

Une bonne connaissance des mateacuteriaux utiliseacutes en construction meacutetallique est

indispensable pour la reacutealisation drsquoune structure aussi bien pour sa conception ou sa

reacutesistance

Dans le cadre de notre projet on a opteacute pour les mateacuteriaux suivants

a-Acier

Les caracteacuteristiques meacutecaniques des diffeacuterentes nuances drsquoacier sont les suivantes

Tableau I1Valeurs nominales de fy et fu

La reacutesistance agrave la traction fu = 360 MPa

La limite eacutelastique fy = 235 MPa

Nuance drsquoacier

(EN 10025)

Epaisseur (mm)

t le 40 mm 40 mm lt t le 100 mm

fy (Nmm2) fu (Nmm2) fy (Nmm2) fu (Nmm2)

Fe 360 235 360 215 340

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 13: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes

4

Le module de Young E = 210 000MPa

Le coefficient de poisson =ߝ 03

Le coefficient de dilatation thermique α =12x10-6 mdegC

Module drsquoeacutelasticiteacute transversale G = 84000 MPa

b-Beacuteton

le beacuteton utiliseacute est doseacute agrave 350kg m3

beacuteton de propreteacute est doseacute agrave 150 kgm3

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 14: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

5

Chapitre II EVALUATION DES CHARGES

IIntroduction

Pour concevoir et calculer une structure il faut examiner obligatoirement la forme et la

grandeur des charges et des actions suivantes

Poids propres (structure porteuse)

Charges utiles dans le bacirctiment (charges drsquoexploitations)

Actions climatiques et indirectes (neige vent et tempeacuterature)

Actions accidentelles (les seacuteismes )

II Charge permanentes

Ce terme deacutesigne le poids propre de tous les eacuteleacutements permanents constituant

lrsquoouvrage fini Il srsquoagit donc non seulement du poids de lrsquoossature mais aussi de tous les

eacuteleacutements du bacirctiment (planchers plafonds cloisons revecirctements de sol installations fixes)

III Charge variable

Les actions variables Qi dont lrsquointensiteacute varie freacutequemment et de faccedilon importante

dans le temps

IVCharge drsquoexploitations

IV1 Toiture meacutetallique

Correspondent aux mobiliers et aux personnes qui habitent ou freacutequent lrsquoimmeuble

Pour cela il y a des normes qui fixent les valeurs des charges en fonction de la destination de

lrsquoouvrage et qui sont inscrits dans le regraveglement technique DTR (charges et surcharges)

Tableau II1 les charges permanentes de toiture meacutetallique

Tableau II1 Charges permanentes toiture

IV2 Bardage

Charges permanentes

Type Charges

bardage+ articles de fixation 27kgmsup2

Type Charge permanentes

TN40 011 KNMsup2

Tableau II2 Charge permanentes bardage

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 15: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

6

V Charges climatiques

V1 Lrsquoeffet du vent

V11 introduction

La surface terrestre est caracteacuteriseacutee par diffeacuterents niveaux drsquoabsorption de lrsquoeacutenergie

solaire ainsi que du reacutechauffement et de pression dans lrsquoatmosphegravere

Le deacuteplacement du lrsquoair tend agrave eacuteliminer ces deacuteseacutequilibres de pression par conseacutequent

il produit un mouvement de masse drsquoair appeleacute laquo VENT raquo qui est par ailleurs conditionneacute

eacutegalement par le relief terrestre

Les actions du vent appliqueacutees aux parois deacutependent de

La direction

Lrsquointensiteacute

La reacutegion

Le site drsquoimplantation de la structure et leur environnement

la forme geacuteomeacutetrique et les ouvertures qui sont constitueacutes par la structure

Les estimations de lrsquoeffet du vent se feront en appliquant le regraveglement Neige et

Vent laquo RNV 99 (DTR ndash BC ndash 247)raquo

V12 les donneacutees relatives au site

-le site est plat Ct (Z)=1 (tableau RNV 99)

- la zone de vent est Ι (Annexe 1 RNV 99)

- la pression dynamique de reacutefeacuterence qref=375 Nmsup2 (tableau 23 RNV 99)

-vitesse du vent vref =25 ms (Annexe 1 RNV 99)

- terrain de cateacutegorie 2 (Annexe 1 RNV 99)

Kt =022 Z0= 03m Zmin=8m ε=037

V13 Deacutetermination de la pression dynamique qdyn

Pour la veacuterification de la stabiliteacute drsquoensemble et pour le dimensionnement des

eacuteleacutements de structure la pression dynamique doit ecirctre calculeacutee en subdivisant le maicirctre ndash

couple en eacuteleacutements de surface j horizontaux

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 16: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

7

La construction sans plancher intermeacutediaire dont la hauteur est supeacuterieure agrave 10m doit

ecirctre consideacutereacutee comme eacutetant constitueacutee de n eacuteleacutements de surfasse de hauteur eacutegale hi n est

donneacutee par la formule suivante

n=E[h3]=1130=376 n=4

hi=hn = 11304 =282 hi=282m

V14 Calcul de la pression dynamique qdyn

[Nmsup2] (Chapitre 2 formule 212 RNV99)

a- coefficient de rugositeacute Cr

Z lt Zmin

Cr =

Z gt Zmin

b- coefficient drsquoexposition Ce

La structure est consideacutereacutee comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux

directions du vent Le coefficient drsquoexposition sera donc

= sup2 sup2 1

=

c- Valeur de la pression dynamique

dyn(Zj)= ref e(Zj) [Nmsup2]

=375 [Nmsup2]

(Chapitre 2 formule 215

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 213

RNV 99)

(Chapitre 2 formule 212 RNV99)

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 17: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

8

Les reacutesultats obtenus sont preacutesenteacutes dans le tableau suivant

i (m) dyn

1 139 072 162 6135

2 423 072 162 6135

3 705 072 162 6135

4 987 076 175 62404

5 11 30 079 184 690

Tableau II3 Valeurs de dyn

V15 Coefficient dynamique (Cd)

a- Vent perpendiculaire au pignon (sens V1)

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la figure 32 donneacutee au chapitre 3 5

(RNV 99)

h= 1130

b= 4827

b- Vent perpendiculaire au long-pan

La structure du bacirctiment eacutetant meacutetallique on utilise la donneacute au chapitre 3 (RNV99)

h= 1130

b=72

V16 Coefficient de pression exteacuterieur Cpe

Le coefficient de pression exteacuterieur Cpe deacutepond de la forme geacuteomeacutetrique de la base de

la structure et de la dimension de surface du vent

a- Face AB paroi verticale vue sur le pignon

Cd = 088

Cd = 0895

On prend la valeur de Cpe10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 18: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

9

b- Vue sur le pignon

Toiture agrave versants multiples

Chaque versant 123456

e = min[b 2h]

b = 4827 m

h =1130 m

α = 1537deg

c- Vent sur long-pan

Pour un vent dont la direction est perpendiculaire aux geacuteneacuteratrices pour des surfaces

supeacuterieures agrave 10 m sup2 on prendra

- Toiture dont les versants sont agrave pente positive (cas laquo a raquo de la figure 57 RNV

99)

Les valeurs de Cpe drsquoune toiture agrave un versant correspondant agrave ф = 0deg pour le

premier versant

Les valeurs indiqueacutees sur la figure sont pour les autres versant

e=226

G

-19

F

-13

H

-08

I

-07 4827

24135

VENT

24135

226

113

Figure II1 Coefficient Cpe de chaque versant de la toiture

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 19: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

10

Figure II2 Cpe de chaque versant de la toiture

Versant 1

Figure II3 Coefficient Cpe du versant 1 de la toiture

-09

F

+02

-05

G

+02

-09

F

+02

-03

H

+02

565

VENT

4827

565

226

12

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 20: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

11

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II4 Coefficient Cpe du versant 2 3 4 5 de la toiture

Vue sur long-pan

-01 -08 -05

Figure II5 Coefficient Cpe de la paroi verticale

VENT-1-06

1218

VENT

+0 8

A B C -03

-01 -08 -05

72

48

27

48

27

48

27VENT

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 21: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

12

Vue sur pignon

Figure II6 Coefficient Cpe de Paroi verticale

Coefficient de pression exteacuterieur Cpi

Figure II7coefficient Cpi sur les faccedilades

B D

72

4

4

48

27

A C

VE

NT

-05

-08

-10

+03

E

C

B

A

D

+08

-05

-08

-10

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 22: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

13

Les valeurs de Cpi

Face μp Cpi

AB 1 +O5CD 1 +O5BD 0 +O8CA 1 +O5

Tableau II4 Les valeurs du Cpi

Pression du vent

Face AB et CD

Parois verticale

Toiture ndash versant 1

-9108 -78936 -6072

VENT

48

27

18

21

6 -48

56

7

-9108 -78936 -6072

Figure II8 Pression du vent sur la paroi verticale

VENT

-85

00

8-6

07

2-8

50

08

-48576VENT

-18

21

6-1

86

16

-18

21

16

-18216

48

27

Figure II9 Pression du vent sur la toiture versant 1

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

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32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 23: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

14

Versant 2 et 3 Versant 4 5 et 6

Figure II10 Pression du vent sur la toiture - versant 2 3 4 5 et 6

Face BD

Paroi verticale

Figure II11 Pression du vent sur la paroi vertical

-9108VENT

48

27 -66792

48

27

VENT

VE

NT

-6793

-80

28

-98

80

8-9

88

08

-80

28

-98

80

8-1

11

15

9

0

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 24: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

15

Chaque versant de la toiture

Figure II12 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

Face AC

Parois verticale

Figure II13 Pression du vent sur la paroi vertical

VENT

-166738

-129685

-98808 -92632

72

VEN

T

B

A

C

D

E

-49404

-61755

-80281

-92632

-61755

-80281

-92632

18526

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 25: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

16

Toiture chaque versant 1 2 3 4 5 et 6

Figure II14 Pression du vent sur chaque versant de la toiture

V2 Effet de la neige

Lrsquoaccumulation de la neige sur la toiture produit une surcharge qursquoil faut prendre en

consideacuteration pour les veacuterifications des eacuteleacutements de la structure

Le regraveglement RNVA99 srsquoapplique agrave lrsquoensemble des constructions drsquoAlgeacuterie se situent

agrave une altitude infeacuterieure agrave 2000 megravetres

Notre structure se trouve donc agrave une altitude envoisinant les 800m

A Calcul des charges de la neige

La charge caracteacuteristique de neige S par uniteacute de surface en projection horizontale de

toiture soumise agrave lrsquoaccumulation de la neige srsquoobtient par la formule suivante

Sk = micro S (RNV)

DrsquoOugrave

SK Valeur caracteacuteristique de la neige (en KNmsup2) donneacutee en fonction de lrsquoaltitude de la zone

de neige

micro Coefficient de forme en fonction de la forme de la toiture

VENT

-14

26

92

-10

80

81

6

-801504 -734712

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 26: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

17

B Calcul de Sk

La charge de la neige sur le sol Sk par uniteacute de surface est fonction de la localisation

geacuteographique et de lrsquoaltitude du site

Notre site Tlemcen classeacutee en zone A selon la classification de RNVA99 donc Sk est

donneacute par la formule suivante

100

15070

HS k

H Lrsquoaltitude du site par rapport au niveau de la mer

Donc

Sk=071KNm2

C Deacutetermination de micro

Figure II15 Coefficient de forme pour la toiture

8

4

12

72

1130

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 27: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

18

Pour notre bacirctiment lrsquoinclinaison de la toiture est Artg α = =154deg

On a

0 le α le 30deg micro= 08

Donc

micro1= 08 S = 08 times 071 = 0568 KNmsup2

micro2=08+08 ( ) =12 S=12071 =0852 KNmsup2

V3 Force de frottement

V31 Frottement sur Long-pan

La force du frottement

La force du frottement Ffr est donneacutee par

Ffr =sum qdyn(Zj) Cfrj Sfrj) [N] (Article 143 RNV 99)

Avec

Cfrj est le coefficient du frottement pour lrsquoeacutelegravement de surface j

Sfrj (en mmsup2) est lrsquoaire de lrsquoeacutelegravement de surface j

Cfrj= 001

qdyn= 690

Calcul de Sfrj

a- Toiture

Sfrj= 124464827

Sfrj= 360287 msup2

Ffr= 690001360287

Ffr= 24859803 N

Le frottement existe

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 28: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre II Evaluation des charges

19

b- Paroi verticale

Sfrj= 848272

Sfrj= 77232 msup2

Ffr= 69000177232

Ffr= 5329 N

V32 Frottement sur le pignon

a- Toiture

Sfrj =124464827 = 36087 msup2

Ffr =690001360287 = 24859803 N

b- Paroi verticale

Sfrj =8722 + [ 2]3=13896 msup2

Ffr =69000113896 = 958824 N

La force du frottement existe

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 29: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

20

Chapitre III Eleacutement secondaires

I Mateacuteriaux de couverture

La couverture est en tocircle nervureacutee type TN40 drsquoeacutepaisseur 1010eacute mm de longueur

6 m et de largeur 0726 m Elle sera disposeacutee de maniegravere agrave utiliser son module de reacutesistance

maximale (IV) max

4 0m m

1 4 6 5 3 57 2 6 m m

Figure III1 Tocircle nervureacutee type TN40

Caracteacuteristiques techniques

Poids propre de la TN40 pour e= 1010eacute mm rarr p=011 KNܯ ଶ

Contrainte de rupture ௨ =360 N ଶ

Module drsquoeacutelasticiteacute E = 2 x 10ହ N ଶ

Contrainte eacutelastique ௬ = 235 N ଶ

Flegraveche admissible ߜ ௫ =1200

Caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques

Section sସ=10056 mmଶ

Inertie de la TN 40 pour une bande de 1 ml I de la TN40 = 2721 cmସ ml

Module de reacutesistance ω = 924 cmଷ ml

II Les Pannes

Les pannes de couverture sont des poutrelles lamineacutees geacuteneacuteralement en IPE elles sont

soumises agrave la flexion bi axiale sous lrsquoeffet du poids propre de la couverture des actions

climatiques et de la surcharge drsquoentretien Cette derniegravere nrsquoeacutetant cumulable avec le vent et la

neige Elles sont disposeacutees perpendiculairement aux traverses des portiques

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 30: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

21

II1 Espacement entre pannes

Lrsquoespacement entre pannes est deacutetermineacute en fonction de la porteacutee admissible de la

couverture

On suppose que la couverture de longueur 6 m est appuyeacutee au plus sur 5 appuis ce

qui donne un espacement moyen de 15 m

II2 Deacutetermination de lrsquoaction pour 1 ml de la couverture

a Charge permanente laquo G raquo

G repreacutesente le poids propre de la couverture donc

G=011 KN ml

b Charge drsquoentretient laquo Q raquo

La charge drsquoentretien est deacutetermineacutee suivant le (DTR-BC-22) qui propose les deux

cas de charge suivants

1ercas 2 charges ponctuelles de 15 KN au 13 et 23 (DTR-BC-22 page 26 )

La couverture est de longueur de 105 m donc

M=15

ଷ= 3 KN m

2eacuteme cas 1 charge de 1KN appliqueacutee sur une surface de 10 msup2 Ces 10 msup2 forment un

rectangle dont le coteacute est deacutetermineacute par lrsquoentraxe entre les deux eacuteleacutements consideacutereacutes Donc

pour une bande de 1 ml

Q sera prise eacutegal agrave 1 KNml

M = Qsup2

=1 X

sup2

= 45 KN m

Remarque

Nous constatons que le deuxiegraveme cas est le plus deacutefavorable donc on prend Q= 1 KN

sur une surface de 10 ଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 31: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

22

c Action climatique

Neige Sn = 0852 [kNmଶ]

Vent w = - 1667 KN ml

II3 Calcul de lrsquoespacement

a Combinaisons drsquoactions agrave lrsquoELU

qଵ=135 G+15Q =135 x 011+15x1x1=165 KNml

qଶ=135G+15 Sn=135x011+15x 0852=14265 KNml

qଷ=135G+15 w=135x011+15x- 1667=-2352 KNml

q = max (qଵ qଶ qଷ) = -2352 KNml

b Moment maximum pour poutre continue sur 5 appuis simples

M୫ ୟ୶= 01071 qଶ rArrq =235 KNml

l repreacutesente lrsquoespacement entre panne

σ=ெ

ఠlt ௬ rArr 01071 qଶ lt ௬ x

rArr l le ට୶ω

ଵଵ୶୯=ට

ଵ୶ଽଶସ

ଵଵ୶ଵ୶ଵమrarr ଵmax = 277 m

L espacement entre les pannes agrave consideacuterer doit ecirctre infeacuterieur aux 277 m

On prend e = 2 m

II4 Dimensionnement des pannes

a Charge permanentes laquo G raquo

Poids propre de la couverture = 011 KN ଶ

Poids propre de la panne estimeacute a 010 KNmଶ

Donc G = (011 +010 )x2 = 042 KN ml

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 32: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

23

b Charge drsquoentretien laquo Q raquo

Q sera prise eacutegale agrave

1KN x esp = 1x 2 = 2 KN ml

c Actions climatiques

Neige Sn =0852 x 2 =1704 KNml

On prend la valeur du vent la plus deacutefavorable

ிݓ = - 166738 KN ଶ

Donc

q= w x esp = - 1667 x2 = - 3334KNml

Les pannes sont appuyeacutees sur 3 appuis simples

q

0 37 5q l 0 37 5q l1 25 q lLL

Figure III2 Pannes sur 3 appuis

d combinaisons drsquoaction agrave lrsquoELU

135 G + 15 Q = 135 x 0359 + 15 x 2= 348 KN ml

135 G + 15 w = 135 x 0359 + 15 x- 1667 =-2985 KN ml

135 G +15 S = 135 x 0359 + 15 x 1704 = 3049 KN ml

Pour le dimensionnement de la panne on tiendra compte de la premiegravere

combinaison la plus deacutefavorable

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 33: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

qz

lz =6m

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 34: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

25

M୷ୱ = q x୪౯మ

= 3355 x

= 150975 KNm

Pour le dimensionnement des panes le CCM 97 impose la veacuterification des ineacutegaliteacutes

suivantes

M୷ୱ le M୷ୡ

Mୱ le Mୡ

Avec

ۻ geܛܡ ۻ ܚܡ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౯౩ౚ୶γ బ

୷=ଵହଶଶହ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 71265 cmଷ

ۻ geܛܢ ۻ ܚܢ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= ౩ౚ୶γ బ

୷=ଵଷଽ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

rArr w୮୪୷୫ ୧୬= 4863 cmଷ

f Condition des flegraveches a lrsquoELS

Q = G+Q = 0359+2 = 2359 KN ml

q୷= q sin prop = 2359 sin 154 = 0626 KN ml

q = q cos prop = 2359 cos 154 = 227 KN ml

Plan Y-Y

δ = ସଵହ୶ହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶

δ୫ ୟ୶ =୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iz min = 0415 xହ୶୯୷୶୪୷ర

ଷସ୶୶δ ౮

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 35: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

26

Iz min = 0415 xହ୶ଽଶସ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ= 1283 cmସ

Plan Z-Z

δ = ହ୶୯୶୪ర

ଷସ୶୶୷

δ୫ ୟ୶ =୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

δ le δ୫ ୟ୶ rArr Iy min = 5 x୯୶୪ర

ଷସ୶୶δ ౮

Iy min = 5 xଷଷହହ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ= 17946 cmସ

II5 Choix du profile

Le profil qui satisfait les deux conditions agrave lrsquoELU et lrsquoELS sera un IPE 140 des

caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques suivantes

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE140 129 1643 140 73 69 5412 4492 8834 1925 575 165

Tableau III1 Les caracteacuteristique de profile IPE 140

II51 La classe de la section transversale

a Semelle comprimeacutee

=ୠଶൗ

=

ଶ୶ଽ= 528 lt10 ε avec ε =ට

ଶଷହ

୷= 1 pour

fy=235 Nm ଶ

Donc la semelle est de classe 1

b Ame fleacutechie

௧=ଶ(௧ା)

௧=ଵସଶ(ଽା)

ସ=1122 lt ߝ72

rArrDonc l acircme est de classe 1 alors la section globale est de classe 1

II52 Veacuterifications des contraintes

Srsquoagissant de flexion deacutevieacutee il faut veacuterifier que

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 36: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

27

൬ெ ௬ೞ

ெ ೃ൰

prop

+ ቀெ ௭ೞ

ெ ೃቁఉ

le 1 rarr (535 page 68 CCM97)

Pour un profil en classe 1

ே௬ோௗܯ = ே௭ோௗܯ

(ଵ)

(ଵହ)

n =౩ౚ

౦ ౚ=0 et a=

ଶ୶ୠ୶୲

=

ଵସଷ୶ଵమଶ୶ଷ୶ଽ

ଵସଷ୶ଵమ= 038

nlta rArr M =M୮୪ =w୮୪ x୷

ஓ బ

M୷ = ౦ ౚ

ଵହୟ=

୵ ౦ ౯౮౯

(ଵହୟ)ஓ బ

Nsd =0 rArr prop=2 et ߚ =1

Donc il faut veacuterifier que

୷౩ౚ୶ஓ బ୶(ଵହୟ)

୵ ౦ ౯౮౯൨ଶ

+ ౩ౚ୶ஓ బ

୵ ౦ ౮౯le 1 (1)

ܯ ௭ݍ=௦ௗݕమ

= qcosprop

et ܯ =௦ௗݖ ௬ݍ

= qsinprop

q= 135(011x2+1667) +15 x23 = 5997 KNml

rArr ܯ =௦ௗݕ 15097 KNm

rArr ܯ =௦ௗݖ 1039 KNm

(1) rArr ቂ15097୶ଵమ୶ଵଵ(ଵହ୶ଷ )

ଷସ୶ଶଷହቃଶ

+ ቂଵଷଽ୶ଵమ୶ଵଵ

ଵଽଶହ୶ଶଷହቃ= 094 lt 1

Donc la section reacutesiste agrave la flexion

II53 Veacuterifications de la panne vis-agrave-vis du deacuteversement

Le deacuteversement est un pheacutenomegravene drsquoinstabiliteacute qui se manifeste par une deacuteformation

lateacuterale des parties comprimeacutees de la section agrave lrsquoaction du vent en soulegravevement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 37: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

28

wz

y

G

Figure III6 panne vis-agrave-vis deacuteversement

Caracteacuteristique de profile IPE 160

DESIGNATIONabreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm2

Hmm

Bmm

tf

mmIy

cm4Iz

cm4Wpl-y

cm3Wpl- z

cm3iy

cmiz

cm

IPE160 158 2009 160 82 74 8693 6831 1239 2610 658 184

Tableau III2 Les caracteacuteristique de profile IPE 160

a Moment sollicitant

M= (15 w +135 ௭ܩ )మ

Le plus deacutefavorable

M= [15(- 225)+135 (2359+011x2)cos 154]మ

=-1315 KN m

b Reacutesistance de calcul de lrsquoIPE 160 au deacuteversement

La reacutesistance de calcul drsquoun eacuteleacutement fleacutechi vis-agrave-vis du deacuteversement est donneacutee par la

formule suivante

MbRd= xLT x Bw x f୷ ౦ ౯

ஓ భ

Βw= 1

et pour les sections de classe 1

γ ଵ = 11

χLT =ଵ

ቆemptyାටemptyమ

మቇ

χLT facteur de deacuteversement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 38: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

29

Avec

empty = 051 ߙ+ ߣ) minus 02) + ߣଶ൧

ߙ = 021 Pour les profileacutes lamineacutes

λ = ඨβ x W୮୪୶xf୷

Mୡ

Mcr moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

M cr = C1πଶ୶ ౯

మට

ାమ୶ୋ୶౪

మ୶୶౯

Avec

C1 = 1132

Iy moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe de faible inertie= 6831 cm4

It moment drsquoinertie de torsion= 36 cm4

Iw moment drsquoinertie de gauchissement= 396 10ଷ cm6

G =ா

ଶ(ଵାఔ)=

ଶଵlowastଵల

ଶ(ଵାଷ)= 808 106 Ncm2

L = 6 m

Mcr = 1132 πଶଶଵ୶ଵల

sup2x6831xට

ଷଽ୶ଵయ

ଷଵ+

(మ)୶ lowastଷ

మ୶ଶଵ୶ଵల୶ ଷଵ

Mcr= 33862071 Ncm

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

=ത ටஒ౭ ୶୵ ౦ ౯୶౯

ౙ౨

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement apregraves simplification de la formule geacuteneacuterale

Mୡ= ଵߨଶ ா୶

మට

+

మ୶ୋ୶

మ୶୶rarr (annexe B page 145 CCM 97)

۱ =1132 rarr (tableau B 12 page 144 CCM 97)

I = 10081 cmସ moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible

I =743 x10ଷ moment drsquoinertie de gauchissement

G=ா

ଶ(ଵା௩)=ଶଵ௫ଵల

ଶ(ଵାଷ)=808 x 10 N ଶ (module de cisaillement)

E et ݒ sont donneacutes rarr dans le tableau 32 (page 15 CCM 97)

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 39: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

30

E module drsquoeacutelasticiteacute longitudinale

Coefficient de poisson

λ = ටଵ୶ଵଶଷଽ୶ଶଷହ୶ଵమ

ଷଷଶଵ= 293 = λ

empty = 05[1 + 021(293 minus 02) + (293ଶ)] = 507 = empty

χLT=ଵ

ቂହାඥହమଶଽଷమቃ= 0108

MbRd= 0108 1 1239 ଶଷହ

ଵଵ= 2858 KNm

Msd=1629 lt MbRd = 2858 La stabiliteacute du deacuteversement est veacuterifieacutee

II54 Stabiliteacute au voilement par cisaillement

La reacutesistance au voilement par cisaillement doit ecirctre veacuterifieacutee pour les acircmes non raidiescomme il est indiqueacute au chapitre 561 page 89[CCM97]

୲౭lt 69ε

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles Pour notre profileacute IPE160

d=h-2(tf+r) rArr 160-2(74+9) =1272

୲౭=ଵଶଶ

ହ=2544lt69

Conclusion

Donc il nrsquoya pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

II55 Stabiliteacute des pannes au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan delrsquoacircme

La stabiliteacute au flambement est assureacutee si la condition suivante est veacuterifieacutee

୲౭le k x

౯౪x ට

Avec

d distance entre nus inteacuterieurs des semelles

tw eacutepaisseur de lrsquoacircme

Aw aire de lrsquoacircme du profileacute = (h-2tf ) x tw = (160-2 x74) x5 = 726 mmsup2

Afc aire de la semelle comprimeacutee = b x tf = 82 x74 =6068 mmsup2

fy limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee = fy = 235 Nmmsup2

E module drsquoeacutelasticiteacute = 21x 105 Nmmsup2

K coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe 1

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 40: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

32

q= 135 G + 15 W = 135 (011+ 0158) - 15 (1667) = -214 KNml

qx = q sin α = 214 sin 154 = 057 KNml

qy = q cos α = 214 cos 154 = 206 KNml

a Reacuteaction de la panne sur la lierne la plus solliciteacutee

R = 54qxx

ଶ= 125 x 057 x

ଶ= 427 KN

Effort de traction dans le tronccedilon de lierne L1

provenant de la panne sabliegravere

T1 =ோ

ଶ=ସ

ଶ= 213 KN

Effort dans le tronccedilon L2

T2 = R + T1 = 427 + 213 = 64KN Ferme

Effort dans le tronccedilon L3

T3 = R + T2 = 427 + 64= 1067 KN

Effort dans le tronccedilon L4

T4 = R + T3 = 427 + 1067 = 1494 KN

Effort dans le tronccedilon L5

T5 = R + T4 = 427 + 1494 = 1921 KN

Effort dans le tronccedilon L6

2T6 cos θ =T5

Calcul de la section des liernes le tronccedilon le plus solliciteacute L5

T5 =1921 KN

Dimensionnement des liernes tendus

௦ௗ le ோௗ et ோௗ = As

ఊெబ⟶ (543 page 60 CCM 97)

௦ௗ = ቆ

2+ (6 minus 1)ቇ= ܭ2340

௦ௗ le As

ఊெబrArr Asge ௦ௗ

ఊெబ

As geଶଷସ lowastଵଵ

ଶଷହlowastଵషయ= 1099 ଶ

T6 L6

Panne sabliegravere

Panne faitiegravere

Travers

T4

T5

T6

L2

L5

L6

L3 T3

L1

L1

T1

T1

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 41: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Raidisseur

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 42: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

34

n nombre de lisse n =6

Alors h= 8 ndash 5 x15 = 05 m

II 92 Dimensionnement des lisses

Pour dimensionner les liernes on tiendra compte de la valeur la plus deacutefavorable entre la

pression du vent exerceacutee sur le long-pan et sur le pignon

II93 Efforts sollicitant la lisse

Les lisses sont soumises agrave la flexion bi-axiale sous lrsquoeffet des charges suivant

Une charge horizontale du la pression de vent Wmax

Wmax = 166 KN ଶ

Une charge verticale du au poids propre de la lisse et le bardage

Poids propre de la lisse estimeacute 012 KNm

Poids propre du bardage TN40 = 011 KN ଶ

a Evaluation des charges

a-charge permanentes (G) Poids propre du bardage G=011 KNm2

G= 011x15 rArr G=016 KNml

b- surcharge climatique (W) Wmax=166 KNm2

W=166x15 rArr W =249 KNml

Les lisses sont appuyeacutees sur deux poteaux de porteacutee L=6m elles sont soumises a la

flexion bi-axiale

II931 Condition de lrsquoELU

a Moment sollicitant ۻ ܛ

Plan y-y

ܯ ௦ௗ௭= ௬ܨ135మ

= 135 x 0285 x

ଷమ

= 043 KNm

ܖܔܘ z-z

ܯ ௦ௗ௬ = ௬ܨ15మ

= 15 x 249 x

= 4482 KNm

b Modules reacutesistance

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 43: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

35

Mୱ ୷ le Mୡ ୷

Mୱ ୷ le Mୡ ୷ ⟹ Mୱ ୷ le ௬ݓ

ఊெ బ

௬ݓ = ౩ౚ౯୶ஓ బ

=ସସଶ௫ଵଵ

ଶଷହ= 20979 ଷ

Mୱ le Mୡ

௬ݓ = ౩ౚ୶ஓ బ

=ସଷ୶ଵଵ

ଶଷହ= 201 ଷ

II932 Condition des flegraveches a lrsquoELS

Plan y-y

=ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶

=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

lt ⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶δభ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 0415 xହ୶ଶହ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଵହ

⟹ I୫ ୧୬ =396 ସ

Plan Z-Z

=ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯

=୪

ଶ=

ଶ= 3 cm

lt ⟹ I୷୫ ୧୬ = 5 x୶୪

ଷସ୶୶ஔమ ౮

⟹ I୫ ୧୬ = 5 xଵ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ଷ

⟹ I୫ ୧୬ =450 ସ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 44: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

36

II94 Choix de profil

En prenons un UAP 130

DESIGNATION

abreacutegeacutee

Poids Section Dimension Caracteacuteristique

PKgm

Acm

2h

mmb

mmtf

mmIy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iycm

izcm

UAP130 137 707 130 55 95 4596 513 8351 2555 512 171

Tableau III3 les caracteacuteristiques du profileacute UPA 130

II941Veacuterifions la flegraveche de LrsquoUAP130

a Charge horizontale ۴

=ܨ Wmax x esp = 166 x 15 = 249 KNm

b Charge verticale ܡ۴

Le poids propre du bardage et de la lisse

௬ܨ = 011 x15 +0137 =0313 KNml

1 Plan y-y

ଵߜ =ସଵହ୶ହ୶୶୪౯

ଷସ୶୶=ସଵହ୶ହ୶ଷଵଷ୶ଷర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ହଵଷ= 0127cm

ଵߜ ௫=୪౯

ଶ=ଷ

ଶ= 15 cm

2 Plan Z-Z

ଶߜ =ହ୶୶୪

ଷସ୶୶౯= 5 x

ଶସଽ୶ర

ଷସ୶ଶଵ୶ଵఱ୶ସଽହ

=ଶߜ 404 cm

Donc ଵߜ lt ଵߜ ௫et ଶߜ lt ଶߜ ௫ ⟹ UAP 130 veacuterifieacutee la condition de flegraveche

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 45: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

39

II10Calcul des potelets

Les sections des potelets le plus souvent utiliseacutees sont les profileacutes en I en H qui sont

rigidifieacute le bardage et reacutesister aux efforts horizontaux du vent Ils sont consideacutereacutes comme

articuleacutes dans les deux extreacutemiteacutes

II101 Deacutetermination des sollicitations

Le potelet travaille agrave la flexion sous lrsquoaction de lrsquoeffort du vent provenant du bardage et

des lisses et agrave la compression sous lrsquoeffet de son poids propre du poids du bardage et des

lisses qui lui sont associeacute et de ce fait fonctionne agrave la flexion composeacute

Hauteur de potelet H=800m

Entre-axe L= 6m

Nombre lisse de bardage N=6

Evaluation des charges et surcharges

a- Charge permanente (G)

Poids propre du bardage G1= 011X 15 =0165 KNml

Poids propre des lisses UPA 130 G2 = 0137 KN ml

G= (0165 +0137) =0302 KNml

b- Surcharge climatique (vent)

Action du vent qw = 166 X 15 =249KNml

Dimensionnement

Combinaison des charges agrave LrsquoELU

qu= 135 G + 15 W =135 x 0302 + 15 x 249=414 KNml

Msd=quxమ

= 414 x

Msd= 3312 KNm

Les verifications suivants sont imposeacutees par le CCM97

Msdle Mcrd

Avec

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 46: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

40

Mc rd=Wplx

ఊಾ బ

Wply min ge ୱ ୶γ బ

౯=ଷଷଵଶ୶ଵଵ୶ଵయ

ଶଷହ

Wply min ge 15502 cm3

II102 Choix de profileacute

Choisir IPE 220 rArr poids propre de IPE220=0262knml

II103 Veacuterification de la flegraveche agrave LrsquoELS

qu= G + W =(0302 +0262)+ 249=3054 KNml

δ = ହ୯౩୪

ଷସ୶୶౯

δmax=

ଶ=

ଶ= 4 cm

δltδmax δ=ହ୶ଷହସ୶ ర

ଷସlowastଶଵ୶ଵల୶ଶଶ= 2 79 cm lt 4 cm Condition veacuterifieacutee

Tableau III4 Caracteacuteristiques du profileacute IPE 220

II104 Classe du profileacute

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭ߝ36 ge avec ට=ߝ

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=220-2X(92+12) rArrd= 1776mm

ProfilPoids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

mm

tw

mm

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 220 222 334 220 110 92 59 2317 1714 2854 5811 911 248

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 47: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

41

59 le 36ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 3010 lt 36 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲ߝ10 ge rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 597 lt 10 la semelle est de classe 1

Conclusion La section est de classe I

II105 Veacuterification des contraintes

Nous sommes dans la flexion composeacutee il faut veacuterifier

Mୱ le M

Avec

Mୱ Moment sollicitant (Mୱ = 3312 KN m)

M Moment de reacutesistance plastique reacuteduit par la prise en compte de lrsquoeffort

axial

M = M୮୪ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)= W୮୪

f୷

γ బ

ቈ(1 minus n)

(1 minus 05a)

Avec n=౩ౚ

౦ ౚ

Calcul de lrsquoeffort normal sollicitant Nsd

Nsd=(Pp bardage)+(Pp lisse)+(Pp potelet)

Nୱ = (011 times 6 times 800) + (0137 times 6 times 6) + (0222 times 800) = 1198 kn

n =Nୱ

N୮୪=

Nୱ times γ బ

A times f୷=

1198 times 11

334 times 235= 0016

a = minቀ౭

05ቁ avec A୵ = A minus 2bt

⤇A୵ = 334 minus (2 times 11 times 092) = 1316 cmଶ

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 48: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

42

Donc a = minቀଵଷଵ

ଷଷସ 05ቁ= 039

Alors

M = 2854235 times 10ଷ

11ቈ

(1 minus 0016)

(1 minus (05 times 039))= 7452 KN m

Mୱ = 3312 KN m ≪ M = 7452 KN m Condition Veacuterifieacutee

II106 Reacutesistance du potelet au flambement

Nୠ =χ times β times A times f୷

γ భ

Avec

Nୠ Resistance au flambement

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ඥβ =

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

h

b=

220

110= 2 gt 12

t= 29 mm lt 40

rArr൞axe de flambement rArr ൜

(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄab

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (a)rArrߙ = 021

λ୷ =L୷

i୷=

900

911= 8781 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

8781

939= 093

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 49: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

43

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ =L௭i௭

=800

248= 32248 ߣrArr =

λߝ939

=32248

939= 34

λത= max൫λത୷ λത൯= 34

Coefficient de reacuteduction

A partirai de tableau 552 page 76 CCM97 deacuteterminer x en fonction de lrsquoeacutelancement reacuteduit

ത Et la courbe de flambement ത=34

rArr χ = 00994

Nୠ =00994 times 1 times 3340 times 235 times 10ଷ

11= 7092KN

Nୱ = 1198 KN ≪ N = 7092 KN Condition Veacuterifieacutee

II107 Reacutesistance au voilement par cisaillement

d

t୵le 69ε

Avec =ߝ ටଶଷହ

୲౭=

ହଽ= 593

69ε = 69ටଶଷହ

ଶଷହ= 69

୲౭le 69ε

II108 Stabiliteacute au flambement de la semelle comprimeacutee dans le plan de lacircme

d

t୵le K

E

f୷୲ඨ

A୵

Afୡ

Avec

A୵ Aire de lrsquoacircme ௪ܣ = ௪ݐ times = 59 times 1776 = 104784 mmsup2

Donc il n y a pas lieu de veacuterifier le voilement par cisaillement

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 50: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

44

Afୡ Aire de la semelle comprimeacutee ܣ =b x tf = 110 x 29 = 319 ଶ

Afୡ = b t= 110 times 29 = 319 mmsup2

௬௧ Limite drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacutee (f୷୲= 235 Nmmsup2)

K Coefficient pris eacutegal agrave 03 pour une semelle de classe I

௬௧ limiteacute drsquoeacutelasticiteacute de la semelle comprimeacute ௬௧= 235 N ଶ

ܧ Module drsquoeacutelasticiteacute E = 21 x 10ହ N ଶ

൞K

౯ට౭

ౙ= 03 times

ଶଵtimesଵఱ

ଶଷହටଵସସ

ଷଵଽ= 161958

୲౭=

ହଽ= 3010

୲౭le K

౯ට౭

ౙCondition Veacuterifieacutee

II109 Reacutesistance du potelet au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Avec

Bw= 1 section de classe I

χ୪୲=est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

Fy= 235 Nmm

γ భ= 11

λ୪୲തതത= ඨβ୵ times W୮୪୷ times f୷

Mୡ

Mୡ Moment critique eacutelastique de deacuteversement donneacute par la formule suivante

Mୡ = Cଵπଶ E I

Lଶඨ

I୵I

+Lଶ G I୲πଶ E I

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 51: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

45

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵ)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ϑ = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 201 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 126 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 604 cmସ)

ܯ = 1132314sup2 21 10 604

800ଶඨ

126 10ଷ

604+

800ଶ 808 10 201

314ଶ 21 10 604

Mୡ = 6204478591 N cm

λ୪୲തതത= ටஒ౭ times ౦ ౯times౯

ౙ౨rArr λ୪୲തതത= ට

ଵtimesଶହସtimesଶଷହtimesଵమ

ଶସସହଽଵ=032

On calcul

χ୪୲=1

ቆempty୪୲+ ටempty୪୲sup2 minus λ୪୲ଶቇ

Avec

empty୪୲= 05 times ቂ1 + α୪୲൫λ୪୲minus 02൯+ λ୪୲ଶቃ

=୪୲ߙ 021 Pour les profiles lamineacutes

empty୪୲= 05 times [1 + 021(032 minus 02) + 032ଶ] = 056

Donc

χ୪୲=1

ቀ056 + ඥ056sup2 minus 032ଶቁ= 098

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 52: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre III Eleacutements secondaires

46

Mୠ =χ୪୲times β୵ times W୮୪୷ times f୷

γ భ

Mୠ =098 times 1 times 2854 times 235 times 10ଷ

11= 5975 KN m

Mୱ = 3312 KN m le Mୠ = 5975 KN m Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 53: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

47

Chapitre IV Etude sismique

I Introduction

Le seacuteisme est un pheacutenomegravene naturel qui affecte la surface de la terre Produis des deacutegacircts

destructifs au niveau de la construction et par conseacutequent la vie humaine Et donc notre but

est de remeacutedier agrave ce pheacutenomegravene par la conception adeacutequate de lrsquoouvrage de faccedilon agrave ce qursquoil

reacutesiste et preacutesente un degreacute de protection acceptable aux vies humains et aux biens mateacuteriels

Pour cela lapplication de regravegle parasismique actuelle RPA99 version2003 concerne le

calcul des charges sismiques et les dispositions constructives sont obligatoires pour toutes les

constructions abritant des personnes situeacutees dans toutes les zones sauf 0

Cest en geacuteneacuteral lingeacutenieur du bureau deacutetudes qui est chargeacute dappliquer ces regravegles et de

dimensionner les eacuteleacutements en beacuteton armeacute acier bois ou bien mixtes

Drsquoapregraves le RPA la deacutetermination de la reacuteponse drsquoune structure et son dimensionnement

peuvent se faire par trois meacutethodes de calcul

Meacutethode statique eacutequivalente

Meacutethode drsquoanalyse spectrale

Meacutethode drsquoanalyse dynamique par acceacuteleacuterographe

II Principe de la meacutethode

Elle consiste agrave deacuteterminer les effets extrecircmes engendreacutes par lrsquoaction sismique par le calcul

des modes propres de vibrations de la structure qui deacutependent agrave la fois de sa masse de son

effet drsquoamortissement et de ses forces drsquoinertie agrave travers un spectre de reacuteponse de calcul

III spectre de reacuteponse de calcul

Drsquoapregraves le regraveglement (RPA99version2003) lrsquoaction sismique est repreacutesenteacutee par le

spectre suivant

sୟg

=

⎩⎪⎪⎪⎨

⎪⎪⎪⎧ 125Aቆ1 +

T

Tଵ൬25η

Q

Rminus 1൰ቇ0 le T le Tଵ

25η(125A)൬Q

R൰Tଵ le T le Tଶ

25η(125A)൬Q

R൰൬

TଶT൰

ଶଷൗ

Tଶ le T le 30s

25η(125A)൬Tଶ3൰

ଶଷൗ

൬3

T൰

ହଷൗ

൬Q

R൰T˃30s

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 54: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

48

Avec

- A coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone Donneacutee en fonction de la zone sismique et le

groupe drsquousage de structure

Classification des ouvrages 1B A = 010

- η facteur de correction drsquoamortissement

η = ඨ7

(2 + ξ)ge 07

- R coefficient de comportement de la structure Ossature contreventeacutee par paleacutees

trianguleacutees en X rarr R = 4

- T1 T2 peacuteriodes caracteacuteristiques associeacutees agrave la cateacutegorie de site on a site ferme

(S2) ଵ = ଶݐݏ04 = ݏ015

- ξ Pourcentage drsquoamortissement critique

Portique en acier rarrξ = 5 η = 1

- β Coefficient de pondeacuteration fonction de la nature et de la dureacutee de la charge

drsquoexploitation

Dans notre cas rarr β=050

- Q facteur de qualiteacute La valeur de Q est deacutetermineacutee par la formule suivante

Q = 1 + sumଵୠp୯

- P୯ la peacutenaliteacute agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est satisfait ou non

Le tableau suivant donne les valeurs de peacutenaliteacute Pq agrave retenir selon que le critegravere de qualiteacute est

satisfait ou non

Critegravere laquo q raquo observation

Condition minimale sur les files de contreventement observeacute 0

Redondance en plan non observeacute 005

Reacutegulariteacute en plan observeacute 0

Reacutegulariteacute en eacuteleacutevation observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute des mateacuteriaux observeacute 0

Controcircle de la qualiteacute de lrsquoexeacutecution Non observeacute 01

Total ܙܘ 015

Tableau VI-1 Valeurs des peacutenaliteacutes

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 55: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

49

Donc ۿ = 1 + 015 ۿ =

IV Analyse dynamique de la structure

Elle permet de deacuteterminer les efforts et les deacuteplacements maximums drsquoune structure lors drsquoun

seacuteisme par lrsquoeacutetude de son comportement en vibrations libres non amortie tenant compte de ses

caracteacuteristiques dynamiques propres

V Modeacutelisation de la structure

Le logiciel SAP 2000 conccedilu pour le calcul et la conception des structures drsquoingeacutenieries

V1 Etapes de la modeacutelisation

- En premier temps deacutefinir le systegraveme drsquouniteacutes (KNm)

- Geacuteomeacutetrie de base

- Deacutefinition des mateacuteriaux

- Deacutefinition des sections

Eleacutement de la structure sectionsPoteaux HEA 220

Traverses (toiture) IPE 200Pannes (toiture) IPE 160

contreventements 2L 65x65x7Tableau IV2 Deacutefinitions des eacuteleacutements meacutetalliques constituant la structure

- Deacutefinition des charges agrave appliquer

- Introduction du spectre de reacuteponse

- Deacutefinition des combinaisons des charges

- Deacutefinition des conditions aux limites

- Analyse numeacuterique de la structure

Du faite de la longueur du projet (72m) les calculs meneacutes dans mon cas prennent en

compte lrsquoeffet de dilatation thermique

V2 Analyse modale

Le spectre est caracteacuteriseacute par les donnes suivantes

- Zone I

- Groupe drsquousage 1B

- R = 4

- ξ = 5

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 56: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Fig IV1Spectre de reacuteponse

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 57: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

51

Avec

HN La hauteur mesureacutee en megravetre agrave partir de la base de la structure jusqursquoau dernier

niveauHN=11 30m

Ct coefficient fonction du systegraveme de contreventement et du type de remplissage

On a un portique auto stable en acier sans remplissage en maccedilonnerie Ct =0085

Drsquoou

T=0085X (11 30) frac34 rArr T=052 s rArr T+30T=067s

Donc

087sgtT+30T=067s Condition Non Veacuterifie

b Calcul de la force sismique totale V

Drsquoapregraves lrsquoarticle 423 la force sismique totale V qui srsquoapplique agrave la base de la structure

doit ecirctre calculeacutee successivement suivant deux directions horizontales orthogonales selon la

formule

V =A times D times Q

Rtimes W

A est le coefficient drsquoacceacuteleacuteration de zone A=010

D est le facteur drsquoamplification dynamique moyen Deacutetermineacute en fonction de la

cateacutegorie de site du facteur de correction drsquoamortissement et de la peacuteriode

fondamentale de la structure

ܦ

⎩⎪⎨

⎪⎧

25η 0 le T le Tଶ

25η(TଶT

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

25η(Tଶ3

)ଶଷൗ T ge 3s

D=25η(మ

)ଶଷൗ Tଶ le T le 3s

D=25 X 1(ସ

ହଶ) )

ଶଷൗ

D= 209

W le Poids total de la structure

= sum ݒ = + ߚ ொ

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 58: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

52

WGi poids du aux charges permanente

WQi charge drsquoexploitation

ൌ ͳͷͷͷǡ KN (logiciel SAP 2000)

Donc calcul la force sismique

V =A times D times Q

Rtimes W

V =Ǥଵൈଶǡଽൈǡଵହ

ସtimes 155568 V= 93476KN

VII Veacuterification des deacuteplacements

Le deacuteplacement horizontal agrave chaque niveau lsquoKrsquo de la structure est calculeacute comme suit

ߜ ൌ Ǥߜ

Avec

Deacuteplacement du aux forces sismiques Fi

Coefficient de comportement R = 4

Le deacuteplacement relatif au niveau lsquoKrsquo par rapport au niveau lsquoK-1rsquo est eacutegale agrave

∆ൌ ߜ െ ଵߜ

Vt (KN) V (KN) 80V 08V ltVt

Sens X 91779 93476 74781 C V

Sens Y 86482 93476 74781 C V

Tableau IV3 Reacutesultat des forces sismiques agrave la base

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 59: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre IV Etude sismique

53

Les deacuteplacements relatifs lateacuteraux drsquoun eacutetage par rapport aux eacutetages qui lui sont adjacents

ne doivent pas deacutepasser 1 de la hauteur de lrsquoeacutetage

Les reacutesultats obtenus sont reacutecapituleacutes dans les tableaux suivants

Sens (x) Sens (y)

ek (m) R k (m) ek (m) R k (m) 1hetage(cm)

Condition

Veacuterifieacutee0103 4 0412 024 4 096 0113

Tableau IV4 Reacutesultat du deacuteplacement

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 60: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

53

Chapitre V ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAU

I Introduction

Pour la veacuterification du portique on va prendre en consideacuteration lrsquoeffet de la rigiditeacute et

les diffeacuterents chargements qui sollicitent de maniegravere variable agrave chaque portique donc avec ces

raisons et drsquoautre on va faire lrsquoeacutetude de portique qui contient le poteau et la traverse la plus

solliciteacutee

II Dimensionnement des poteaux

Les poteaux sont des eacuteleacutements verticaux qui supportent les charges et les surcharges et

qui transmettent ces derniers aux fondations ils sont geacuteneacuteralement des profileacutes en HEA ou

HEB

Les efforts sollicitant les plus deacutefavorables calculeacutees par le logiciel SAP2000 sont

Nୱ = 6456 kN

Mୱ = 1007 kN m

Les poteaux sont solliciteacutes en flexion composeacutee alors il faut qursquoil satisfaites la condition

suivante

ቆMୱ

M୪ቇ

+ ቆNୱ

N୪ቇ

le 100

Avec

M୪ = W୮୪୷౯

γ బ

N୪ = A ౯

γ బ

Le profile choisie doit satisfaire le plus convenablement possible la condition de

reacutesistance

൬ ౩ౚ

ౚ൰ଵ

+ ൬౩ౚ

ౚ൰ଶ

rArr ቌ ౩ౚ

౦ ౯౯

γ బ

+ ቌ౩ౚ

γ బ

rArr ቆଵlowastଵల

ହ ହ୶ଵయ౮మయఱ

భభ

+ ቆସହ୶ଵయ

ସଷସ୶ଵమlowastమయఱ

భభ

= 084lt1 Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 61: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

54

Donc le profileacute HEA 220 est veacuterifieacute

II1 Classe de la section transversale

a Classe de lrsquoacircme fleacutechie

୲౭le 33ε avec ε =ට

ଶଷହ

d=h-2(tf+r) rArr d=210-2(11+18) rArrd= 152mm

ଵହଶ

le 33ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 2171 lt 33 lrsquoacircme est de classe I

b Classe de la semelle comprimeacutee

୲le 10 ε rArr

୲ le 10 ට

ଶଷହ

ଶଷହrArr 10 = 10 la semelle est de classe I

Conclusion La section est de classe I

II2 Veacuterification de flambement

Lors drsquoun chargement en compression simple drsquoune barre eacutelanceacutee initialement

rectiligne en position verticale et bi articuleacutee aux extreacutemiteacutes soumise agrave un effort N que lrsquoon

augment progressivement on observe que quand N atteint une certaine valeur la barre se

deacuterobe lateacuteralement et apparaicirct alors une grande deacuteformation cette deacuteformation a les traits

caracteacuteristiques de toutes les instabiliteacutes de forme Dans le cas des barres comprimeacutees cette

instabiliteacute prend le nom de flambement

On doit veacuterifier que ௦ௗ le ோௗ

Avec

௦ௗ Effort de compression

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

m

m

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

HEA

220

505 6434 210 300 220 7 5410 1955 568

5

270

6

551 91

7

Tableau VI1 Caracteacuteristiques du profileacute HEA 220

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 62: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

55

ோௗ La reacutesistance de calcul dun eacuteleacutement comprimeacute au flambement elle ecirctre prise

eacutegale agrave

ோௗ = lowast ߚ lowast ܣ lowast ௬

ெߛ భ

ߚ = 1 pour les sections de classe I

γ భ= 11

χ Coefficient de reacuteduction deacutepend de λഥ

λത Elancement reacuteduit

λത= ൬λ

λଵ൰ටβ

=

λ

939ε

ߣ calculeacute agrave la base des caracteacuteristiques de la section brute

ୠ=

ଶଵ

ଶଶ= 095 lt 12

t= 11 mm lt 40 rArr൞

axe de flambement rArr ൜(y minus y)

(z minus z)

courbe de flambement rArr ቄbc

a- Longueur de flambement l = 05 times L

l = 05 times 8 rArr l = 4

Plan (y-y)

Axe (y-y) rArr courbe (b) ߙrArr = 034

λ୷ =L୷

i୷=

400

917= 4362 rArr λത୷ =

λ୷

939ε=

4362

939= 046

Plan (z-z)

Axe (z-z) rArr courbe (c)rArrߙ = 049

λ =L௭i௭

=400

551= 7259 ߣrArr =

λߝ939

=7259

939= 077

λത= max൫λത୷ λത൯= 077

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 63: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

56

b- Deacutetermination de coefficient de flambement

=ଵ

൭emptyାටemptyమఒమ൱

le 1

empty = 05 times ቂ1 + minusߣ൫ߙ 02൯+ ߣଶቃ

empty = 05 times [1 + 049(077 minus 02) + 077ଶ] rArr empty = 093

=1

ቀ093 + ඥ093ଶminus 077ଶቁrArr = 093

Nୠ =0688 times 1 times 6434 times 235 times 10ଷ

11= 9456 KN

Nୱ = 18786 KN ≪ Nୠ = 9456 KN Condition Veacuterifieacutee

II3 Contreventement

II31 Introduction

Les contreventements sont des piegraveces qui ont pour objet drsquoassurer la stabiliteacute de lrsquoossature

en srsquoopposant agrave lrsquoaction de forces horizontales vent effets de seacuteismes chocs

Ils sont geacuteneacuteralement conccedilus pour garantir le cheminement des charges horizontales

jusqursquoaux fondations

Ils sont disposeacutes en toiture dans le plan des versants laquo poutres au vent raquo et

contreventement laquo en ciseaux raquo et en faccedilade laquopaleacutee de stabiliteacute raquo et doivent reprendre les

efforts horizontaux appliqueacutes sur les pignons que sur les long pans

II32 Effort axial de traction

Nୱ le N୲

Nୱ 4135 KN

Nୱ le N୲ rArr Nୱ letimes౯

γ

rArr ܣ ge౩ౚtimesγ

౯rArr ܣ ge 193 ଶ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 64: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

57

Donc choisir 2L 65X65X7 ܣ) = 753 ଶ)

a Reacutesistance plastique de calcul de section brute

Nplrd= 2 A f୷ ெబߛfrasl

Avec

A= 753 cmsup2 f୷ = 235 Nmmsup2 ெబߛ= 1 1

Nplrd = 2 753 235 11 = 32173 KN

b Reacutesistances ultime de section nette au droit des trous de fixations

Nnetrd = Anetfy ெమߛ

A୬ ୲= A-sumݒܣ

Avide = times rArrݐ Avide = 20 times 7 rArr Avide =140 mm2

A୬ ୲= A-sumݒܣ rArr A୬ ୲=613mm2

Nnetrd = Anetfy ெమߛrArr Nnetrd = 613x0235 11 rArr Nnetrd = 13095 KN

Nurd = 09 A୬ ୲ f୳ ெమߛfrasl

Avec

fu= 360 Nmmsup2 γ మ

=11

Nurd = 09 x613x036 11frasl

Nurd= 19861 KN

c Veacuterification

Min (N୮୪ Nnetrd N୳ ) ge Nୱ

Min (32173 13095 19861 ) ge 7132 kn Condition Veacuterifieacutee

II4 Calcul des traverses

Justification des traverses (IPE 200)

Charges reacuteparties sur la traverse

- Poids du panneau isolant

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 65: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

58

- Poids de la tocircle onduleacutee

- Poids des pannes

- Poids propre de la traverse

- Charge dentretien

Les moments maximaux sollicitant la traverse sont obtenus par le logiciel SAP 2000

Nsd = 255 89 KN

Vsd = 23 KN

Msd = 3775 KNm

II41 Caracteacuteristiques de la traverse

II41a Chois de profil

Tableau VI2 Caracteacuteristique geacuteomeacutetrique de profile IPE 200

II41b Classe de la section transversale

a Classe de lacircme fleacutechie

୲୵le72ε

Avec ε = ටଶଷହ

ଵହଽ

ହle 72ට

ଶଷହ

ଶଷହ2839lt 72 la semelle est de Classe I

Donc la section globale est de classe I

b Condition de reacutesistance

Profil

Poids Section Dimensions Caracteacuteristiques

P

Kgm

A

cm2

h

mm

b

mm

tf

m

m

tw

m

m

Iy

cm4

Iz

cm4

Wpl-y

cm3

Wpl-z

cm3

iy

cm

iz

cm

IPE 200 224 285 200 100 85 56 1943 142 221 446 826 224

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 66: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

59

VplRd = Av (fyradic3)ܯߛ 0

Av = A-2b tf + (tw+2r)tf = 146502

Drsquoougrave

VplRd =146502(235 radic3)11=21864KN

Vsd=23 KNlt 50 VplRd

Donc on ne tient pas de leffet de leffort tranchant dans la veacuterification

(ெ ௦ௗ

ெ ோௗ) + (

ே௦ௗ

ேோௗ)sup2le 1

Avec

ܯ =ௐ ௬௬

ఊெ =ଶଶଵlowastଷହହ

ଵଵ= 47213 KNm

=௬

ఊெ =ଶହlowastଶଷହ

ଵଵ= 608 86 KN

Drsquoougrave

(ଷହ

ସଶଵଷ) + (

ଶହହଽ

)sup2= 097 le 1

La condition est donc veacuterifieacutee

II41c Reacutesistance de la traverse au deacuteversement

Le moment reacutesistant de deacuteversement est donneacutee par

Mbrd =ఞ௧ఉ௪ ௐ ௬௬

ఊெ

Avec

ݓߚ = 1section de classe I

∶ݐ est le facteur de reacuteduction pour le deacuteversement

λത= λതlt

= ݐ

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 67: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre V Eleacutements structuraux

60

λതlt=[ఒ௧

ఒଵ]ඥݓߚ

ߣ =ݐ[

ೈ sup2

]బమఱ

భబఱ[

ಽమಸ

ഏమಶೈ]బమఱ

Avec

Cଵ = 1132 (Charge uniformeacutement repartie)

G =

ଶ(ଵε)⤇൜

E = 21 10Ncmsup2ε = 03

⤇ G = 808 10Ncmsup2

I୲ Moment drsquoinertie de torsion (I୲= 698 cmସ)

I୵ Moment drsquoinertie de gauchissement (I୵ = 1299 10ଷcm)

I Moment drsquoinertie de flexion suivant lrsquoaxe faible inertie (I = 1424 cmସ)

ߣ =ݐ 1777897

=1ߣ 93 λതlt 939 = ߝ9 =189

empty = 05 [1+ (ഥ -02 )+ ഥ 2] = 228

XLT = 1 (empty + ටempty 2 minus ഥ 2) = 028

αlt =021 pour les profile lamineacutes

Drsquoougrave MbRd =132198 KN m

Donc MbRd = 132198 KN m gt Mysd = 3775 KNm Condition Veacuterifieacutee

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 68: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

61

Chapitre VI Etude drsquoassemblage

I Introduction

La conception et le calcul des assemblages revecirctent en construction meacutetallique une

importance eacutequivalente agrave celle du dimensionnement des piegraveces pour la seacutecuriteacute finale de la

construction Les ossatures ne preacutesentent geacuteneacuteralement pas de redondances importantes et les

assemblages constituent donc de point de passage obligeacute pour les sollicitations reacutegnant dans

les diffeacuterents composants structurels En cas de deacutefaillance drsquoun assemblage crsquoest bien le

fonctionnement global de la structure qui est en cause

- Les assemblages sont des ensembles constitueacutes de plusieurs composants

- Les abouts des eacuteleacutements structurels liaisonneacutes

- Les piegraveces accessoires de liaison

- Les organes de fixation proprement dits assurant la solidarisation effective entre les

composants en preacutesence

II Fonctionnement des assemblages

Les principaux modes drsquoassemblages sont

II1 Le boulonnage

Le boulonnage consiste le moyen drsquoassemblage le plus utiliseacute en construction

meacutetallique du fait de sa faciliteacute de mise en œuvre et des possibiliteacutes de reacuteglage qursquoil meacutenage

sur site pour le cas le choix agrave eacuteteacute porteacute sur le boulon de haute reacutesistance (HR) il comprend

une vis agrave tige fileteacutee une tecircte hexagonale ou carreacutee et un eacutecrou en acier agrave tregraves haute

reacutesistance

II2 Le soudage

En charpente soudeacutee les assemblages sont plus rigides cela agrave pour effet un

encastrement partiel des eacuteleacutements constructifs Les soudages agrave la flamme

classe 46 48 56 58 66 68 88 109

2( )ybf N mm 240 320 300 400 360 480 640 900

2( )Ubf N mm 400 400 500 500 600 600 800 1000

Tableau VI1 Les classes des boulons

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 69: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

62

oxyaceacutethyleacutenique et le soudage agrave lrsquoarc eacutelectrique sont des moyens de chauffages qui

permettent drsquoeacutelever agrave la tempeacuterature de fusion brilles des piegravece de meacutetal agrave assembler

Fonctionnement par adheacuterence

Dans ce cas la transmission des efforts srsquoopegravere par adheacuterence des surfaces des

piegraveces en contact Cela concerne le soudage le collage le boulonnage par boulons

HR

Cœfficient de frottement

Un bon assemblage par boulons HR exige que des preacutecautions eacuteleacutementaires soient

prises notamment

- Le coefficient de frottement μ doit correspondre agrave sa valeur de calcul Cela

neacutecessite une preacuteparation des surfaces par brossage ou grenaillage pour eacuteliminer

toute trace de rouille ou de calamine de graissage etc

μ = 050 pour les surfaces de la classe A

μ = 040 pour les surfaces de la classe B

μ = 030 pour les surfaces de la classe C

μ = 020 pour les surfaces de la classe D

III Rocircle des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de reacuteunir et de solidariser plusieurs piegraveces

entre elles en assurant la transmission et la reacuteparation des diverses sollicitations entre les

piegraveces sans geacuteneacuterer des sollicitations parasites notamment de torsion

Pour reacutealiser une structure meacutetallique on dispose de piegraveces individuelles qursquoil

convient drsquoassembler

- Soit bout agrave bout (eacuteclissage rabotages)

- Soit concourantes (attaches poutrepoteau treillis et systegravemes reacuteticuleacutes)

- Pour conduire les calculs selon les scheacutemas classiques de la reacutesistance des mateacuteriaux il

y a lieu de distinguer parmi les assemblages

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 70: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VI Etude drsquoassemblage

63

- Les assemblages articuleacutes qui transmettent uniquement les efforts normaux et les

tranchants

- Les assemblages rigides qui transmettent en outre les divers moments

IV Liaison poteau-traverse

Le principe de lassemblage est de souder une platine en bout de traverse elle est

perceacutee symeacutetriquement de part et dautre de la poutre Les mecircmes perccedilages qui sont effectueacutes

sur laile du poteau permettent de solidariser les deux eacuteleacutements assembleacutes Le jarret qui figure

sous la traverse permet dobtenir un bras de levier assez important pour pouvoir deacutevelopper

une meilleure reacutesistance vis-agrave-vis du moment de flexion qui est tregraves freacutequemment la

sollicitation preacutedominante

Lrsquoassemblage est reacutealiseacute par une platine boulonneacutee sur la semelle de poteau est soudeacutee

a lrsquoacircme de traverse

Les efforts maximaux agrave prendre en compte pour calculer lrsquoassemblage

Nsd = 259 12 KN

Vsd = 5065 KN

Msd = 178022 KNm

IV1 Soudure de la platine

Soudure de la semelle tendue

Epaisseur de la platine ep = 20mm

Cordon de soudure a = 14mm

La traverse est assembleacutee agrave la platine par un cordon de soudure drsquoeacutepaisseur de 14 mm

IV2 Calcul des boulons solliciteacutes en traction

T = 08 f୳ୠAୱ = 08 times 1000 times 245 = 196KN

M = 2 T (0065 + 0175 + O 285) = 2058 KN m

M = 2058 KN m gt Mୱ = 178022 KN m Condition Veacuterifieacutee

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 71: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

On prend aa = 8mm

Surface de plaque

a ge ha + (2as) a ge 210 + (2x14) ge 238 mm a=450 mm

b ge hs + (2as) b ge 300 + (2x14) ge 328 mm b=450 mm

Apregraves plusieurs simulations on a opteacutes pour t = 25 mm

Epaisseur de la platine

La distance la plus proche entre le

U=50mm

On doit veacuterifier que

ɐ ൌ ൬N

a x b൰ ൬

M

I xV൰ൌ ൬

789200

450 x 450൰ ቌ

16580000

450 x 25ଷ

12 lowast450

2

ቍ ൌ ͶͲǡʹ ͵Ȁ

σ = 4023 daNcmsup2 le σୠ = 80daNcmsup2

Beacuteton doseacute agrave 350 kgm3 de ciment σୠ = 80 daNcmsup2

V1 Epaisseur de la platine de calcul

t ge u ඨ3σ

24= 50ඨ

3 times 04023

24= 1121mm

Lrsquoeacutepaisseur est faible et pour des raisons pratiques on opte pour une eacutepaisseur t = 25 mm

V2 Veacuterification des tiges drsquoancrage

Lrsquoeffort admissible par tige est donneacute par la formule suivante

Nୟ ൌ ͲǤͳ൬ͳ 7gୡ

1000൰

Ф

ቀͳФdଵቁ

(lଵ + 64r + 35lଶ) ൬N

8൰ൌ

7892

8= 9865 daN

N lrsquoeffort de soulegravevement ducirc aux efforts sismiques sous la combinaison

gc dosage en ciment du beacuteton gୡ = 350kgmଷ

lଵ = 20Ф

lଶ = 2Ф

r = 3Ф

Drsquoougrave 1594 Фଶndash 822 Ф minus 9865 ge 0

߂radic = 25093 oslash = 1575mm oslash = -761mm

Alors oslash = 30mm

210 mm

210

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 72: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Tige drsquoancrage

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 73: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

67

Chapitre VII ETUDE FONDATION

I Geacuteneacuteraliteacute

Les fondations dune construction sont constitueacutees par les parties de louvrage qui sont

en contact avec le sol auquel elles transmettent les charges de la superstructure elles

constituent donc la partie essentielle de louvrage dans leur bonne conception et reacutealisation

deacutecoule la bonne tenue de lensemble

Les eacuteleacutements de fondation transmettent les charges au sol soit directement (cas des

semelles reposant sur le sol ou cas des radiers) soit par lintermeacutediaire dautres organes (cas

des semelles sur pieux par exemple)

Rappelle

Les types des fondations

-Fondation superficielle

Semelle isoleacutee sous Poteau

Semelle filante continue sous mur

Semelle filante sous plusieurs poteaux

Radiers geacuteneacuteraux ou nervureacutes

-Fondation profonde (semelle sous pieux)

II Choix des fondations

-Un certain nombre des problegravemes se pose lorsqursquoil srsquoagit de choisir un type de fondation

qui deacutepend essentiellement de la contrainte du sol

-Le choix du type de fondation se fait suivant trois paramegravetres

La nature et le poids de la superstructure

La qualiteacute et la quantiteacute des charges appliqueacutees sur la construction

La qualiteacute du sol de fondation

Donc sont calcul ne peut ecirctre effectue que lorsqursquoon connaicirct

-La superstructure et ces charges

-Les caracteacuteristiques du sol (concernant le projet la contrainte admissible du sol =02MPa)

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 74: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

68

III Etude des semelles

a Semelle isoleacutee

Figure VII1 Digramme des contraintes agissant sur les fondations

Dans ce type de semelle on doit faire lrsquoeacutetude de 3 cas

Semelle de coin

Semelle intermeacutediaire

Semelle central

Nsd(kN) Msd (kNm)Semelle coin ELU 9945 427

ELS 6898 291

Semelleintermeacutediaire

ELU 25912 1905

ELS 178022 130

Semelle centrale ELU 27758 0145

ELS 19099 024

Tableau VII1 Valeur des efforts donneacutes par le SAP2000

III1 Dimensionnement des semelles

Le dimensionnement des semelles se fait en ELS

Longueur et largeur des semelles

Eacutetant donneacute qursquoon a des poteaux carreacutes a=b=45 cm les dimensions de la semelle seront carreacutes

aussi A=B

Nୱ

A lowast Ble σୱ୭୪തതതതത

A

Bb

a

N

M

edh

σMσm

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 75: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

69

=

⎩⎨

⎧A =ୟ

ୠlowast B B ge ට

ୟlowast

౩തതതതതത

B =ୠ

ୟlowast A A ge ට

ୠlowast

ఙೞതതതതതത

Vu qursquoon a affaire agrave des semelles carreacutees on obtient

ܣ = ܤ ge ඨ௦௦തതതതതߪ

Hauteur des semelles

ܤ minus

4le ௦le minusܣ

Avec

Distance de lrsquoentre axe des aciers supeacuterieur de la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

௦ Distance de lrsquoentre axe des aciers infeacuterieurde la semelle jusqursquoau deacutebut de lrsquoavant poteau

ℎ = + 5

ℎ Hauteur de la semelle

Les reacutesultats des dimensions

A=B (cm) d (cm) h (cm)

semelle coin 80 30 35

semelle intermeacutediaire 100 45 50

semelle centrale 100 45 50

Tableau VII2 Dimension des semelles

III2 Veacuterification des contraintes

a- Semelle coin

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

6

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0042 0042m

= =013 0042 lt

= 013

o Veacuterification des contraintes dans le sol

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪ ଽ

sup2(1 +

lowastସଶ

)= 12475 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 76: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

70

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 12475 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 0042 lt 013

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ହ(ସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 00237 cmsup2

ୟୱܣ =ଽ(ସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0035 cmsup2

b- Semelle intermeacutediaire

=௦ߪே௦

lowast(1 +

)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =00073 00073m

= =016 00073 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ൬1 +

3

ܤ൰

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵ ଶଶ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଷ

ଵ)= 18192 KNmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 77: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

71

=௦ߪ 18192 Nmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 130178022 = 73010ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶସ(ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0115 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0137 cmsup2

c- Semelle central

=௦ߪݏ

ܣ lowast ܤ(1 +

3

ܤ)

ቐ=

ெ ௦

ே௦= =0001 0001m

= =016 0001 lt

= 016

o Veacuterification des contraintes dans le sol

=௦ߪே௦

lowastቀ1 +

ቁ=

=௦ߪ 11956 KNmsup2 lt σୱ୭୪തതതതത= 200 KNmsup2

o Veacuterification de la stabiliteacute au renversement

eo = MsNs le B6

eo= 12510ଷ le 016 m

o Ferraillage des semelles

௦௧௨ߪ = feݏߛ= 34782 Mpa

σୱ୲തതതത= 2016 Mpa

Condition Veacuterifieacute

=௦ߪଵଽଽଽ

ଵsup2(1 +

ଷlowastଵ

ଵ)= 19956 KNmsup2

Condition Veacuterifier

Condition Veacuterifier

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 78: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

72

agrave ELU

௨ܣ =ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞetܣୟୱ =

ேೞೠprime()

lowastௗlowastఙೞ

௨ܣ =ଶ (ଵସହ)

lowastସହlowastଷସଶ= 0122 cmsup2

ୟୱܣ =ଵଽଵ(ଵସହ)

lowastସହlowastଶଵ= 0144 cmsup2

Les reacutesultats sont dans le tableau ci-dessous

Nsdursquo (kN) A=B (m) d (m) A

semelle coin 85917 08 030 6T12

semelle intermeacutediaire 26479 1 045 7T12

semelle centrale 27841 1 045 7T12

Tableau VII3 Ferraillage des semelles agrave lrsquoELU

agrave ELS

A =౩ౚ౫prime(ୟ)

lowastୟlowast౩౪തതതതതet A =

౩ౚprime(ୠ)

lowastୟlowast౩౪തതതതത

IV Calcul de nombre des barres

Espacement min=15 cm

Espacement max = 25 cm

Enrobage= 3 cm

a- Semelle coin

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(80-23)15]+1=72 5T12

b- Semelle intermeacutediaire

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

c- Semelle central

na = [(A-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

nb = [(B-2enrobage)espacement]+1 [(100-23)15]+1=72 7T12

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 79: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

Figure VII3 Ferraillage de lasemelle drsquoangle

Figure VII2 Ferraillage de la semellecentral et intermeacutediaire

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 80: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

74

V1 Dimensionnement des longrines

Selon le RPA 99 version 2003 les dimensionnements minimales sont de (25times30) cmsup2

On prend des longrines de dimensions (30times35) cmsup2 juste pour renforcer la plateforme

Les longrines doivent ecirctre calculeacutees pour reacutesister agrave la traction sous lrsquoaction drsquoune force eacutegale

F=

αge20 KN

Avec

N valeur maximale de charges verticales de la graviteacute apporteacutee par les points drsquoappui

solidariseacutes

V2 Calcul de ferraillage

1 ELU

Nu max =15329 KN

Fu=ଵହଷଶଽ

ଵହ=1021 KN

Ast =ிೠ

ఙೞ avec σୱ୲=34782 MPa

Ast = 0029 cmsup2

2 ELS

Ns max =11204 KN

Fu=ଵଵଶସ

ଵହ=746 KN

Ast =ிೞ

ఙೞ avec ௦௧=34782ߪ MPa

Ast = 0021 cmsup2

Le RPA 99 version 2003 exige une section minimale de 06 de la section du beacuteton

Amin =06 (30 x 35) = 630cmsup2

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 81: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

YEZLI Maria Chapitre VII Etude fondations

75

On prend Ast= 6T12 = 679cmsup2

V 3 Condition de non fragiliteacute

On prend la section minimale

Astmin 023bde

28t

f

f

Astmin = 023 x 30 x 35 x 21400

Ast min126 cmsup2

AstAst min Condition Veacuterifieacutee

V4 Calcul des armatures transversales

Φt le min (୦

ଷହ Φmin

ଵ)

Φt le min (ଷହ

ଷହ1

ଵ)

Φt = Φ8 mm

V5 Calcul drsquoespacement des cadres

Le RPA 99 exige des cadres dont lrsquoespacement ne doit pas deacutepasser St le (20cm 15 Фt)

On prend des espacements de 10 cm

3T12

3T12

35 cm

30 cm

Figure VII4 Ferraillage de la longrine

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

Page 82: ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UNE HALL METALLIQUE

72

BILBIOGRAPHIE

[1] Lahlou D laquo CALCUL DES ELEMENTS RESISTANTS DrsquoUNE CONSTRUCTION

METALLIQUE raquo Ed Office des Publications Universitaires (Algeacuterie) 2009

[2] Regravegles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en

beacuteton armeacute suivant la meacutethode des eacutetats limites laquo BAEL 91 reacuteviseacutees 99 raquoMINISTERE DE

lhabitat et de lrsquourbanisme Ed CSTB 2000 (Algeacuterie)

[3] Regraveglement neige et vent laquo RNV99 raquo (DTR C 2- 47)MINISTERE DE LHABITAT

ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[4] Charges et surcharges DTR BC22 MINISTERE DE LHABITAT ET DE

LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[5] Regravegle de conception et de calcul des structures en acier laquo CCM97 raquoMINISTERE

DE LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[6] Regravegles parasismiques Algeacuteriennes laquo RPA 99 version 2003 raquoMINISTERE DE

LHABITAT ET DE LrsquoURBANISME (Algeacuterie)

[7] A BOUTASTA Med BOURDIM eacutetude et dimensionnement drsquoun bacirctiment

industriel a Arzew (projet GNL3ZA Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[8] Med Djelel FODIL Med Yassine BEDJAOUI Etude drsquoune piscine semi-

olympique a ghazaout (tlemcen) Deacutepartement de geacutenie civil Faculteacute de technologie

Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)

[9] K BENMESAOUD eacutetude drsquoun bacirctiment industriel Remchi (Tlemcen) Deacutepartement de

geacutenie civil Faculteacute de technologie Universiteacute ABelkaid Tlemcen (Algeacuterie)