Calcul des charges dues au vent Carte Marocaine de répartition régionale des Maximum de vitesses de vent Provinces-Régions de vent Page 9
I- Hypothèse de Calcul II- Signification des termes utiliser III- L’écoulement d’un fluide sur une surface ‘Bernoulli’
IV- La pression dynamique V- Coefficient C de Poussée
I- Hypothèse de Calcul Dans les couches inférieures de l'atmosphère, les grands courants aériens suivent les mouvements du terrain et sont par conséquent parallèles au sol Mais il est difficile a priori de définir leur direction en un lieu donné pour un bâtiment donné. L'attention est cependant attirée sur le fait que, lorsque la pente du terrain est forte ou règne sur une grande longueur, il est alors préférable de procéder à une étude expérimentale sur maquette du terrain et de la construction pour déterminer l'allure générale de l'écoulement de l'air. Pour le calcul des constructions, on suppose que la direction d'ensemble moyenne du vent est horizontale. La définition des charges de vent suivant la norme française NV65 est effectuée au moyen de la méthode simplifiée pour les objets types, de hauteur normale h et à base rectangulaire (côtés a et b), satisfaisant aux exigences suivantes (NV65 point 2.91).
II- Signification des termes utiliser Surface au vent signifie (exposées au vent).
Les surfaces non éclairées (non exposées au vent) ou sous incidence rasante (parallèles à la direction du vent) sont dites « sous le vent ». Le Maitre-couple Le maître couple correspond à la projection de la surface considérée sur un plan normal à la direction du vent.
Site protège :
Exemple; Fond de cuvette borde de collines sur tout son pourtour et protège ainsi pour toutes les directions du vent. Site normal : Exemple; Plaine ou plateau de grande étendue pouvant présenter des dénivellations peu importantes, de pente inferieure a 10 pour cent étendue ou non (vallonnements, ondulations). Site exposé : Exemple; Au voisinage de la mer : le littoral en général (sur une profondeur d'environ 6 km) ; le sommet des falaises les iles ou presqu'iles étroites A l'intérieur du pays : les vallées étroites ou le vent s'engouffre les montagnes isolées ou élevées.
III- L’écoulement d’un fluide sur une surface ‘Bernoulli’
Coefficient de traînée, Coefficient de dérive, Coefficient de portance La notation habituelle adoptée dans les cours d'aérodynamique pour les coefficients globaux est la suivante :
Méthode de calcul utiliser quand notre fluide c’est du VENT
IV- Calcul de la pression dynamique
Carte Marocaine de répartition régionale des Maximum de vitesses de vent Provinces-Régions de vent
La vitesse du vent a considérer est la pointe de la vitesse maximale affectée d’une probabilité de non dépassement pour une période de retour donnée. La période de retour du vent extrême est l’’intervalle du temps séparant deux occurrences consécutives de la pointe de sa vitesse maximale. Elle est prise égale à 50ans.
Pression dynamique pour une altitude inférieure ou égale à 1 000 m. Pression dynamique normale et pression dynamique extrême. Conformément à la règle I-3,1, on doit envisager dans les calculs une pression dynamique normale et une pression dynamique extrême ; le rapport de la seconde à la première est pris égal à 1,75. Dans le cas ou h < 10m : On parle de pression dynamique de base elle varie à une altitude inférieure ou égale à 1 000 m.
Où V est la vitesse du vent en (m/s), et qo est la pression du vent en N/m*m
Remarque : Le manque de stations météorologiques dans la région IV n’a pas permis de déterminer la valeur a cette région. Toutefois et pour les besoins de calcul prendre provisoirement la valeur de la région 3. Dans le cas ou 10m < h < 500m Soit qH la pression dynamique agissant à la hauteur H au-dessus du sol exprimée en mètres, q10 la pression dynamique de base à 10 m de hauteur. Pour H compris entre 0 et 500 m, le rapport entre qH et q10 est défini par la formule
Remarque :
Au-delà de 1000m d’altitude, le cahier des charges doit obligatoirement prescrire les pressions dynamiques de base à prendre en compte dans les calculs.
Pression dynamique modifiée La valeur de la pression calculée suivant la formule ci-dessus est modifiée d’après la formule suivante :
a)- Coefficient de réduction δ : L’action du vent s’exerçant sur une paroi n’est pas uniforme en raison des tourbillons locaux (plus faible plus la surface est grande). On tient pour cette raison compte de ce phénomène par l’utilisation du coefficient δ, dit coefficient de réduction des pressions dynamiques. Remarque : pour les constructions définitives, la totalité des réductions autorisées "Effet de masque" et "Effet de dimension" ne doit en aucun cas dépasser 33%. De plus, quelle que soit la hauteur H, le site, l'effet de masque et l'effet des dimensions, la pression dynamique normale corrigée doit être comprise entre 300N/m² et 1700N/m² (fourchette valable pour zones 1 à 4). ouafaa
b)- Coefficient de Majoration β : Aux effets statiques précédemment définis s'ajoutent des effets dynamiques qui dépendent des caractéristiques mécaniques et aérodynamiques de la construction. Ces actions dynamiques dépendent entre autres de la fréquence propre fondamentale de vibration de la construction et sont caractérisées par le coefficient de majoration β (pour les actions parallèles à la direction du vent).
Pour θ
La période fondamentale:
Pour ζ : Coefficient de réponse (fonction de la période T du mode fondamental):
Pour le coefficient de pulsation:
V- Coefficient C de Poussée
*Actions extérieures: Quelle que soit la construction, la face extérieure de ses parois est soumise : à des succions, si les parois sont « sous le vent » ; à des pressions ou à des succions, si elles sont « au vent ». Ces actions sont dites actions extérieures. *Actions intérieures: Dans les constructions fermées, ouvertes ou partiellement ouvertes, les volumes intérieurs compris entre les parois peuvent être dans un état de surpression ou de dépression suivant l'orientation des ouvertures par rapport au vent et leur importance relative. Il en résulte sur les faces intérieures des actions dites actions intérieures.
1- Actions extérieurs: a)- Parois verticales au vent : Ce = + 0,80 sous le vent : Ce = - 0,50 b)- Toiture i)-Vent normal aux génératrices Ce désignant le coefficient de pression moyen (versants plans) ou le coefficient de pression ponctuel (voûte) est donné par le tableau
ii)-Vent parallèle aux génératrices On adopte pour sa la valeur correspondant à α = 0 pour les versants plans. 2- Actions interieurs: *Constructions fermées :
ci = ± 0,3
*Constructions ouvertes : ouverture au vent : ci = + 0,8 ouverture sous le vent : ci = - 0,5 ACTIONS RESULTANTES UNITAIRES SUR LES PAROIS ET LES VERSANTS Elles sont déterminées en combinant de la façon la plus défavorable pour chaque élément, les actions extérieures moyennes et les actions intérieures . Elles sont exprimées par (ce - ci) q .
Exemple d’application:
*
Avertissement: Les résultats de calculs obtenus ne sauraient engager la responsabilité des auteurs de ce pdf.
