Soutenance mémoire
Détermination des actions du vent
ETUDES DES ELEMENTS SECONDAIRES
Calcul des pannes de couverture
Les pannes de couverture sont des poutrelles laminées généralement en « I, ou en U ».
Elles sont soumises à la flexion bi axiale (ou flexion composée bi axiale) sous l’effet du poids propre de la couverture, des actions climatiques et à la surcharge d’entretien. Elles sont disposées perpendiculairement aux traverses.
Espacement entre pannes
L’espacement entre pannes est déterminé en fonction de la portée admissible de la couverture. On suppose que la couverture est d’une longueur de 6m, et appuyée sur 2 appuis ce qui donne un espacement moyen de 1,5m.
Charges à prendre en considération
– Charge permanente (Poids propre de la couverture en panneau sandwich)
(G= 0,142 kN/m2)
– Charge d’entretien
(Q = 1kN) placée en 1/3 et 2/3 de la longueur de la panne.
– Action de la neige
(S = 0,752 cos 13,33) = 0,73 kN/m2
– Action du vent
(W = -1,239 kN/m
Moment maximum pour une poutre continue sur 6 appuis simples.
Le moment maximum est déterminé suivant les calculs de la RDM par la méthode des 3 moments. Le diagramme résultant des moments fléchissant est montré ci-dessous
Donc, il n’est pas nécessaire de vérifier le voilement par cisaillement.
Stabilité au flambement de la semelle comprimée dans le plan de l’âme
La stabilité au flambement sera vérifiée si la condition suivante est vérifiée :
d⁄tw ≤ K × E fyt × √ Aw Afc
Avec : Aw = tw× (h-2 tf ) = 593,14 mm2 (aire de l’âme).
Afc = b. tf = 73. 6,9 = 503,7 (aire de la semelle comprimée).
fy = 235 N/mm2 (limite d’élasticité de la semelle comprimée) E = 21. 104 N / mm2 (module d’élasticité) K = Coefficient pris égal à 0,3 (semelle de classe I) A N: K E Fyt √ Aw Afc = 0, 3 21×104 235 × √ 593,14 503,7 = 290, 91 d tw = 140−2 (6,9) 4,7 = 26,85 < 290 ,91
La condition est vérifiée
Conclusion
La section en IPE 140 vérifie les conditions de flèche, de résistance et d’instabilité à savoir le déversement. Ce profilé peut être utilisé comme pannes pour notre structure.
Calcul des liernes
Dans le plan(y-y) on considéré que les pannes sont sur 3 appuis et dont l’appui central est un appui élastique
La réaction au droit de cet appui est Ri= 5 4 .qx.lx
Calcul des lisses
Introduction
Les lisses de bardages sont constituées de poutrelles (IPE, UAP) ou de profilés minces pliés. Disposées horizontalement, elles portent sur les poteaux de portique ou éventuellement sur des potelets intermédiaires
Détermination des sollicitations
Les lisses, destinées à reprendre les efforts du vent sur le bardage, sont posées naturellement pour présenter leur inertie maximale dans le plan horizontal. La lisse fléchit verticalement. En outre, sous l’effet de son poids propre et du poids du bardage qui lui est associé, elle fonctionne à la flexion déviée.
Fonctionne à la flexion déviée.
Evaluation des charges et surcharges
charge permanentes (G)
Poids propre de la lisse et du bardage qui lui revient.
Surcharge climatiques
Surcharge du vent(W)
Combinaisons de charge les plus défavorables 1,35G+1,5W2
Remarque
Il n’y a pas risque de déversement de la lisse du moment que la semelle comprimée est soutenue latéralement par le bardage sur toute sa longueur (un vent de pression).
Vérification à l’état limite de service (la flèche)
Le calcul de la flèche se fait par les combinaisons de charge de service G+W2
-Condition de vérification fy≤ fad
avec : fad= L 200
Flèche verticale (suivant y-y) sur trois appuis :
Conclusion
La lisse de long pan IPE 140 vérifiée les conditions de flèche, de résistance et d’instabilité.
Calcul des potelets
Les potelets sont le plus souvent des profilés en I ou H destinés à rigidifier la clôture (bardage) et à résister aux efforts horizontaux du vent. Leurs caractéristiques varient en fonction de la nature du bardage (en maçonnerie ou en tôle ondulée) et de la hauteur de la construction.
Ils sont considérés comme articulés dans les deux extrémités.
Calcul des charges et surcharges revenant au potelet le plus chargé
a. Charge permanentes G (poids propre)
Bardage :………………………………….10,9kg /m2
Accessoires de poses :…………………….5kg/m2
Poids propre de la lisse :(IPE140)…………12,9kg/ml
G= (12,9 ×5,25) + (10,9+5)×1,4×6) = 2,02kN
avec : L = 5,25m (longueur de la lisse)
b. Surcharges climatiques du vent (W3)
W3=109 N/m2=1,09kN /m2
W3=1,09×5,25 =5,72kN/ml
Dimensionnement du potelet
Sous la condition de flèche (L= 6,77m longueur du potelet le plus chargé) fz = 5×w3×L 4 384×E×Iy ≤ fad = L 200 ⇒ Iy ≥ 1000×W3×L 3 384×E = 1000×48,6×6773 384×21×106 Iy = 1870,04 cm4.
On choisit la section du profilé dans les tableaux des sections ayant au moins la valeur de Iy supérieure ou égale à la valeur trouvée. Ce qui correspond à un profilé IPE 240.
ETUDE SISMIQUE
Introduction
Des actions dynamiques complexes sur toute construction bâtie sont générées par des actions et phénomènes sismiques.
Ces actions sismiques imposent aux fondations la manifestation de mouvements essentiellement horizontaux. Les forces d’inertie créées par leur masse, qui s’oppose aux mouvements permettent aux constructions de résister à ces mouvements entraînant, par la même occasion des efforts dans la structure.
Ce présent chapitre est consacré à la détermination de ces dits efforts que la structure est susceptible de subir. Pour ce faire, il est nécessaire de faire appel à l’une des trois méthodes de calcul préconisées par le « règlement parasismique Algérien « RPA 99-Version 2003 ».
La méthode statique équivalente,
La méthode d’analyse modale spectrale (spectre de réponse),
La méthode d’analyse dynamique par accélérogramme.
Notre choix s’est porté sur la méthode d’analyse modale spectrale du fait de son caractère très fiable et du calcul simple pour sa mise en application par le biais d’un logiciel.
Ceci nous évite des calculs manuels pouvant engendrer des erreurs aux conséquences très préjudiciables. Cette méthode, parfaitement approuvée est avérée la plus performante et aussi la plus largement utilisée dans le monde entier.
Principe de la méthode
Elle consiste à déterminer les effets extrêmes engendrés par l’action sismique par le calcul des modes propres de vibrations de la structure qui dépendent à la fois de sa masse, de son effet d’amortissement et de ses forces d’inertie à travers un spectre de réponse de calcul.
Spectre de réponse de calcul
L’action sismique est représentée par le spectre de calcul suivant :
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Table des matières
Introduction Générale
I. Présentation de l’ouvrage
I.1. Présentation du sujet
I.2.Les données géométriques de l’ouvrage
I.3. Localisation et données concernant le site
I.4. Règlements techniques
I.5. Matériaux utilisés
I.5.1.Acier
I.5.2.Béton
II.DESCENTES DES CHARGES
II.1. Introduction
II.2. Détermination des actions du vent
II.2.1. Calcul du cœfficient dynamique Cd
II.2.2. Calcul du coefficient d’exposition Ce
II.2.3. Détermination des pressions dynamiques
II.2.4. Détermination des coefficients de pressions
II.3. Détermination de la force de frottement
II.4. Application
II.4.1. Détermination du coefficient dynamique Cd
II.4.2. Détermination du coefficient d’exposition Ce
II.4.3 Valeur de la pression dynamique qdyn
II.4.4. Détermination des coefficients de pression
II.5. Détermination du coefficient de pression intérieure Cpi
II.6. Détermination des pressions
II.7. Calcul des forces de frottements
II.7. Calcul des charges de neige
III. ETUDES DES ELEMENTS SECONDAIRES
III.1. Calcul des pannes de couverture
III. 2. Espacement entre pannes
III.2.1 Charges à prendre en considération
III.2.2. Combinaisons des charges et actions
III.2.3. Moment maximum pour une poutre continue sur 6 appuis simples
III.2.4 Calcul de l’espacement
III.2.5 Dimensionnement des pannes
III.2.6. Condition de flèche (ELS)
III.2.7 Condition de flèche avec poids propre inclus
III.2.8. Classe du profilé IPE 140
III .2.9. Vérification des contraintes
III.2.10 Résistance de la panne au déversement
III.2.11 Résistance au voilement par cisaillement
III.2.12 Stabilité au flambement de la semelle comprimée dans le plan de l’âme
III.3 Calcul des liernes
III.4. Calcul des lisses
III.5 Calcul des potelets
III.5.1 Calcul des charges et surcharges revenant au potelet le plus chargé
IV.ETUDESISMIQUE
IV.1. Introduction
IV.2. Principe de la méthode
IV.3. Spectre de réponse de calcul
IV.4. Analyse dynamique de la structure
IV.5 modélisation de la structure
IV.6 Analyse modale
IV.7. Vérification de la structure
IV.7.1 vérification de la période fondamentale de la structure
IV .7.2 Vérification de la force sismique à la base
IV.7.3 vérification des déplacements
V. DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS STRUCTURAUX
V. 1 Introduction
V.2 Justification des traverses
V.2.1 Charges réparties sur la traverse
V.2.2 Caractéristiques du profilé pour les traverses
V.2.3 Efforts sollicitant
V.2.4 Classe de la section transversale
V.2.5 Résistance de la traverse au déversement
V.3 Justification des poteaux
V.3.1 Efforts sollicitants
V.3.2 Caractéristiques du profile du poteau
V.3.3 Classe de la section transversale
V.3.4 Condition de résistance (moment fléchissant+effort normal)
V.3.5 Résistance au flambement
V.4 Contreventement
V.4.1 Introduction
V.4.2 Effort axial de traction
VI. CALCUL DES ASSEMBLAGES
VI .1 Introduction
VI .2 LIAISON POTEAU-TRAVERSE
VI.2.1 Efforts Sollicitants
VI.2.2 Soudure de la platine
VI.2.3 Disposition constructives
VI.2.4 Calcul des boulons sollicités en traction
VI.2.5 Calcul des boulons sollicités au cisaillement
VI.2.6 Vérification de la pression diamétrale
VI.3 LES PIEDS DE POTEAUX
VI.3.1 Dimensionnement de la plaque d’assise
VI.3.2 Vérification des tiges d’ancrage
VI.3.3 Condition d’équilibre du B.A.E.L
VI.4 LIAISON TRAVERSE-TRAVERSE (IPE 330-IPE330)
VI.4.1 Efforts sollicitant
VI.4.2 Soudure de la platine
VI.4.3 Disposition constructives
VI.4.4 Calcul des boulons sollicités en traction
VI.4.5 Calcul des boulons sollicités au cisaillement
VI.4.6 Vérification de la pression diamétrale
VII. Calcul des ancrages et des fondations
VII.1 Calcul des fondations
VII .1.1 Dimensionnement de la semelle intermédiaire « Poteau HEA240 »
a. Détermination de d et h
b. Calcul du ferraillage
c. Détermination de la hauteur du patin ‘e’
d. Calcul de l’espacement
VII .1.2 Calcul des longrines
VII .1. 3 Dimensionnement de la semelle d’angle « Poteau HEA340 »
a. Détermination de d et h
b. Calcul du ferraillage
c. Détermination de la hauteur du patin ‘e’
d. Calcul de l’espacement
VIII.Défaut d’alignement
VIII.1 Imperfection géométrique
VIII.2 Récapitulatif des résultats de la structure(sans défaut)
VIII.2.1 poteau
VIII.3 Récapitulatif des résultats de la structure(avec défaut)
VIII.3.1 1Vérification de la résistance de cet élément
VIII.3.2 Vérification au moment fléchissant, effort tranchant et effort axial
VIII.3.3 Résistance au flambement
VIII.4 Structure avec un défaut simules
VIII.4.1 Défauts sur 1 seul poteau(Poteau n°1)
a. Défaut vers l’intérieur
b. Défaut vers l’éxterieur
VIII.4.2 Défauts sur l’ensemble des poteaux
a. Défaut vers l’intérieur
b. Défaut vers l’éxterieur
VIII.5 Analyse et conclusion
Conclusion général
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