Soutenance mémoire
CALCUL DES PANNES DE COUVERTURE
MATERIAUX UTILISES
L’acier de construction
L’acier est un matériau composé essentiellement de carbone et de fer. Ce dernier est l’élément prédominant dans sa composition.
– Nuance d’acier : Fe360.
– La limite élastique : fy = 235 MPa.
– La résistance à la traction : fu = 360 MPa.
– La masse volumique : ρ = 7850 Kg/m3
– Module d’élasticité longitudinale : E = 210 000 MPa.
– Module d’élasticité transversale : G = 84 000 MPa.
Le béton
C’est un matériau constitue par le mélange de ciment, granulats et d’eau. Tous ces composants interviennent dans la résistance du mélange « béton ». On utilise ce matériau pour sa bonne tenue en compression. Ces caractéristiques sont :
– La résistance caractéristique à la compression : fc28 = 25 MPa
– La résistance caractéristique à la traction : ft28=0,06 fc28 +0,6= 2,1 MPa
– Poids volumique : ρ =2500 Kg/ m 3
– Module d’élasticité : E =14000 MPa.
LA TOITURE
La toiture est réalisée en panneaux sandwich. Ces derniers offrent l’avantage de rassembler a un seul élément les trois rôles principaux d’une toiture : le pare-vapeur, l’isolation et l’étanchéité. Ces panneaux permettent un écartement des pannes relativement grand et représente surtout un gain de temps appréciable au montage. Ils se composent de deux lobes en acier plats ou nervurés et d’une âme rigide isolante.
Pour cet ouvrage, nous avons utilisé des panneaux sandwiches du type « TL 75 » constitués d’une peau externe trapézoïdale et d’une peau interne linéaire intercalées par une mousse dure conçue pour l’isolation thermique.
LES ASSEMBLAGES
Les principaux modes d’assemblages sont :
Le boulonnage :
Le boulonnage est l’un des moyens d’assemblage le plus utilisé en construction métallique du fait de sa facilité de mise en œuvre et des possibilités de réglage qu’il ménage sur site. Pour notre cas on a utilisé des boulons de haute résistance (HR) de classe 10.9 et 8.8 pour les assemblages rigides des portiques auto stable. Les boulons HR comprennent une tige filetée, une tête hexagonale et un écrou en acier à très haute résistance.
Le soudage :
Le soudage est une opération qui consiste à joindre deux parties d’un même matériau avec un cordon de soudure constitué d’un métal d’apport. Ce dernier sert de liant entre les deux pièces à assembler.
EFFET DU VENT
L’effet du vent sur une construction est assez prépondérant et a une grande influence sur la stabilité de l’ouvrage. Pour cela, une étude approfondie doit être élaborée pour la détermination des différentes actions dues au vent et ceci dans toutes les sens possibles. Les actions du vent appliquées aux parois dépendent de:
La direction, L’intensité ,La région ,Le site d’implantation de la structure et leur environnement ,La forme géométrique et les ouvertures de la structure.
LES PIEDS DE POTEAUX
Pour maintenir sans danger le pied du poteau au sol, ce dernier est solidement encastré à la semelle par utilisation d’un ensemble d’éléments : une plaque d’assise, un scellement rempli de mortier de calage, des boulons d’ancrage, une fondation en béton, une bêche de cisaillement en I, une plaque de positionnement/nivellement en acier et une armature de fondation. Ce dispositif permet de contrecarrer l’effort vertical de compression et de soulèvement induit par la détermination de toutes les combinaisons possibles de cas de charges et de déterminer avec précision le moment fléchissant.
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Table des matières
CHAPITRE 1 « GENERALITES »
1.1. INTRODUCTION
1.1.1 Avantages
1.1.2. Inconvénients
1.2. PRESENTATION DU PROJET
1.3. DONNEES CONCERNANT LE SITE
1.4. DESCRIPTION DE L’OUVRAGE
1.5. REGLEMENTS UTILISES
1.6. MATERIAUX UTILISES
1.6.1. L’acier de construction
1.6.2. Le béton
1.7. LA TOITURE
1.8. LA MAÇONNERIE
1.9. LES ASSEMBLAGES
1.9.1. Le boulonnage
1.9.2 Le soudage
CHAPITRE2 : EVALUATION DES CHARGES
2.1. INTRODUCTION
2.2. CHARGES PERMANENTES
2.2.1 Mure
2.2.2 Toiture
2.3. CHARGES D’EXPLOITATION
2.4. CALCUL DES CHARGES DE LA NEIGE
2.4.1 Valeurs caractéristique de la neige Sk
2.4.2 Coefficient de forme de la toiture µ
2.4.3 Valeurs des charges de la neige S
2.5. EFFET DU VENT
2.5.1 Données relatives au site
2.5.2 Calcul de la pression due au vent qj
a. Détermination de coefficient dynamique Cd
b. Calcul de la pression dynamique qdyn
c. Coefficient de pression extérieur Cpe
D .Le coefficient de pression intérieure : ‘’Cpi’’
2.6. CALCUL DE LA FORCES DE FROTTEMENT FFR
CHAPITRE 3.ÉTUDE DES ÉLÉMENTS SECONDAIRES
3.1. INTRODUCTION
3.2. CARACTERISTIQUES DE LA TOLE DE LA COUVERTURE
3.3. CALCUL DES PANNES DE COUVERTURE
3.3.1 Charges à prendre en considération
3.3.2 Espacement Entre Pannes
a. Combinaison des charges et actions
b. Moment maximum pour une poutre continue sur 4 appuis simples
c. Vérification de l’espacement
3.3.3 Dimensionnement des Pannes
a. Combinaison des charges
b. Calcul des moments sollicitant à l’ELU
c. condition de flèche à l’ELS
d. condition de flèche avec poids propre inclus
3.3.4 Classe du profilé
a. Classe de l’âme fléchie
b. Classe de la semelle comprimée
3.3.5 Vérification des contraintes
3.3.6 Résistance de la Panne au Déversement
3.3.7 Résistance au voilement par cisaillement
3.3.8 Stabilité au flambement de la semelle comprimée dans le plan de l’âme
3.3.9 Conclusion
3.4. CALCUL DE L’ECHANTIGNOLLE
a. L’excentrement « t »
b. Calcul du moment de renversement 𝑀𝑟
c. Module de résistance de l’échantignolle
d. Calcul de l’épaisseur de l’échantignolle « e »
3.5. CALCUL DES CHENEAUX
3.5.1 Calcul de la section et du diamètre du chéneau
a. Chéneau rive
b. Chéneau intermédiaire
CHAPITRE 4 ETUDES SISMIQUES
4.1. INTRODUCTION
4.2. LA METHODE D’ANALYSE MODALE SPECTRALE
4.2.1. Principe de la méthode
4.2.2 Spectre de réponse de calcul
a. Classification des zones sismiques
b. Classification de l’ouvrage
4.3. LES RESULTATS DE L’ANALYSE MODALE
4.3.1 Vérification de la période fondamentale de la structure
4.4. RESULTATS DE LA ANALYSE SPECTRAL
4.4.1 Vérification de la force sismique à la base
4.4.2 Vérification des déplacements
CHAPITRE 5 : DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS STRUCTURAUX
5.1. INTRODUCTION
5.2. JUSTIFICATION DE LA TRAVERSE (IPE 550)
5.2.1. Caractéristiques de la traverse (IPE 550)
5.2.2 Efforts sollicitant
5.2.3 Classe de la section transversale
a. Classe de l’âme
b. Classe de la semelle
5.2.4. Vérification de la flèche
5.2.5. Condition de résistance
a. Cisaillement
b. Flexion composée
5.2.6. Vérification au déversement
5.3. JUSTIFICATION DES POTEAUX DE RIVE
5.3.1 Caractéristiques du poteau « HEA300) »
5.3.2 Efforts sollicitant
5.3.3 Classe de la section transversale
a. Classe de l’âme comprimée
b. classe de la semelle comprimée
5.3.4 Condition de résistance « moment fléchissant plus effort normal »
a. Résistance au flambement
5.4. JUSTIFICATION DES POTEAUX INTERMEDIAIRES
5.4.1 Caractéristiques du poteau (HEA300)
5.4.2 EFFORTS SOLLICITANTS
5.4.3 Classe de la section transversale
a. Classe de l’âme comprimée
b. Classe de la semelle comprimée
5.4.4. Condition de résistance « moment fléchissant plus effort normal »
Résistance au flambement
5.5. JUSTIFICATION DES STABILITES
5.5.1 Les éléments comprimés
a. Vérification au flambement
b. Résistance au flambement
c. Résistance plastique de la section brute
5.5.2 Les éléments tractés
a. Résistance ultime
b. Résistance plastique de calcul de la section nette
c. Résistance plastique de calcul de la section brute
5.6. JUSTIFICATION DES CONTREVENTEMENTS
5.6.1 Les éléments comprimés
a. Vérification au flambement
b. Résistance au flambement
c. Résistance plastique de la section brute
5.6.2 Les éléments tractés
a. Résistance ultime
b. Résistance plastique de calcul de la section nette
c. Plastique de calcul de la section brute
5.7. INTRODUCTION
5.8. JUSTIFICATION DES POTEAUX DE RIVE
5.8.1Caractéristiques du poteau (HEA 220)
5. 8.2 Efforts sollicitant
5.8.3 Classe de la section transversale
a. Classe de l’âme comprimée
b. classe de la semelle comprimée
5.8.4 Condition de résistance « moment fléchissant plus effort normal »
a. Résistance au flambement
5.9. JUSTIFICATION DES POTEAUX INTER MEDIANE
5.9.1 Efforts sollicitant
5.9.2. Classe de la section transversale
a. Classe de l’âme comprimée
b. Classe de la semelle comprimée
5.9.3. Condition de résistance « moment fléchissant plus effort normal »
5.9.4. Résistance au flambement
5.10. LES ELEMENTS COMPRIMES, LES MONTANTS
5.10.1Classe de la section transversale
a. Ailes comprimées
5.10.2 Vérification de flambement
5.10.3 Résistance plastique de calcul de la section brute
5.11. Membrure supérieur 2L 90x90x9
5.11.1Vérification de flambement
5.11.2 Résistance plastique de calcul de la section brute
5.12. LES ELEMENTS TENDUS, LES DIAGONALES
5.12.1 Résistance plastique de calcul de la section brute
5.13. MEMBRURE INFERIEURE 2L 90X90X9
5.13.1Vérification de flambement
5.13.2 Résistance plastique de calcul de la section brute
CHAPITRE 6 ASSEMBLAGE
6.1. INTRODUCTION
6.2. LIAISON POTEAU-TRAVERSE (HEA300-IPE550)
6.2.1 Efforts sollicitant
6.2.2 Soudure de la platine
a. Cordon de soudure
b. Soudure de la semelle tendue
c. Soudure de l’âme
6.2.3 Disposition constructives
a. Choix de diamètre du boulon
b. Pince longitudinale e 1
c. Pince transversale e 2
6.2.4 Calcul des boulons sollicités en traction
6.2.5 Calcul des boulons sollicités au cisaillement
6.2.6 Vérification à la pression diamétrale
6.3. LIAISON TRAVERSE-TRAVERSE (IPE 550– IPE 550)
6.3.1 Efforts sollicitant
6.3.2 Soudure de la platine
a. Cordon de soudure
b. Soudure de la semelle tendue
c. Soudure de l’âme
6.3.3 Disposition constructives
a. Choix de diamètre du boulon
b. Pince longitudinale e 1
c. Pince transversale e 2
6.3.4 Calcul des boulons sollicités en traction
6.3.5 Calcul des boulons sollicités au cisaillement
6.3.6 Vérification de la pression diamétrale
6.4. ASSEMBLAGE PAR COUVRE JOINT
6.4.1 Vérification des Boulons
a. Vérification au cisaillement
b. Vérification de la pression diamétrale
6.4.2 Pièces assemblées
a. Tirant
b. Couvre joint
6.5. LIAISON BARRES DE LA FERME
6.5.1 Efforts sollicitant
6.5.2. Soudure du gousset
6.5.3. Disposition constructive
a. Pince longitudinale
b. Pince transversale
c. Vérification des boulons sollicités au cisaillement
d. Vérification de la pression diamétrale
6.6. LIAISON POTEAU-FERME
Membrure (supérieur, inferieur), diagonal-poteau
6.6.1. Les efforts sollicitant
6.6.2. Détermination des nombres de boulons nécessaires
a. Disposition des boulons
b. Vérification de l’effort tranchant
c. Résistance du boulon au cisaillement
d. Vérification de la pression diamétral
e. Résistance des boulons à la traction
6.7. LES PIEDS DE POTEAUX
6.7.1 Dimensionnement de la plaque d’assise
a. Cordons de soudure
b. Résistance de calcul à l’écrasement du matériau de scellement
c. Estimation de l’aire de la plaque d’assise
d. Vérification de la résistance de calcul de la plaque d’assise
e. Détermination de l’épaisseur minimale requise de la plaque d’assise
f .Calcul de la largeur d’appui additionnel C
g .Calcul de la section efficace Aeff
h .Calcul de la résistance à l’effort axial
i. Calcul de la résistance de la plaque d’assise au moment fléchissant
j. Calcul du moment de flexion MSd
k. Vérification de la résistance au cisaillement de la plaque d’assise
l. Résistance des tiges d’ancrage au cisaillement
6.7.2 Vérification des tiges d’ancrage
6.7.3 Vérification de la tige d’ancrage à l’adhérence
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