Exemple d'Application Simple de Calcul de Charpente Métallique

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010

REMERCIEMENT

Nous remercions vivement

pour

avoir avoir guidé ce travail avec avec beaucoup de patience et de disponibilité. Vos Vos précieuses directives et vos judicieux conseils ont été un grand apport pour lac!"vement de ce travail. Nous vous remercions aussi pour vos #ualités pro$essionnelles admirables ainsi #ue pour votre dévouement au travail. Votre Votre rigueur scienti$i#ue% votre compétence et vos #ualités !umaines admirables resteront pour nous le meilleur mod"le. Veuille& Veuille& trouver dans cet !umble travail lexpression de notre !aute considération% notre pro$ond respect et notre vive gratitude.

MESSAOU MESSAOUD D Hayke Haykell & MESSAOU MESSAOUDI DI !"e# & M$OU%HI M$OU%HI B!lel a'e a'e 1


SOMMAIRE REMERCIEMENT …………………………………………………………….1 SOMMAIRE …………………………………………………………………….2 …………………………………………………………………….2 INTRODUCTION GÉNÉRALE GÉNÉRALE ………………………………………………..5 ………………………………………………..5 PREMIÉRE PARTIE PARTIE : PROJET PROJET D’UNE CONSTRUCTION ………………...6 ………………...6 MÉTALLIQUE MÉTALLIQUE 1. Données Données du projet……… projet……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………….. ……...7 .7 2. Travail Travail demandé…… demandé…………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………….8 ….8 DEUXIÉME PARTIE PARTIE : GÉNÉRALITÉS GÉNÉRALITÉS SUR LES CONSTRUCTIONS CONSTRUCTIONS ……9 ……9 MÉTALLIQUES MÉTALLIQUES 1. Historique Historique de la constructi construction on métallique métallique………… ………………… ………………… ……………..1 …..1 i%me 1.1. 1.1. !"tra !"tract ctio ion n de la #onte #onte et et util utilis isat atio ion n $ 18 18 si%cle…………………….1 si%cle…………………….1 1.2. 1.2. &rocé &rocédé dé d'in d'insu## su##lat lation ion et e"tra e"tracti ction on de l'acie l'acierr $ 19 19i%me si%cle………...1 1.(. 1.(. &ré#a)r &ré#a)rica icatio tion n des pro#il pro#ilés és par lami lamina* na*e…… e…………… …………… ………… ………… ……..1 ..1 1.+. 1.+. ,e procé procédé dé de lami lamina* na*ee - caud… caud………… …………… ………… …………… …………… ……….. …....1 ..111 1.5. 1.5. ,e dével développ oppeme ement nt des pro procéd cédés és d'assem d'assem)la )la*e… *e……… …………… …………… ……….1 ….111 1.6. 1.6. !"emp !"emple le de constr construct uction ion méta métalli llique que répo répondu ndue…… e………… ………… ………… ………1 …111 2. ,es di##érents di##érents ouvra*es ouvra*es en construction construction métallique métallique………… ………………… …………..1 …..111 2.1. 2.1. ,es s/st%m s/st%mes es des des )arre )arres…… s…………… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ……..1 ..111 2.2. 2.2. ,es s/st%m s/st%mes es de coque coque en t0les t0les métal métalliq liques ues…… …………… …………… ………… ……….. …...1 .111 (. ,es avanta*es avanta*es et les inconvénien inconvénients……… ts………………… ………………… ……………… …………….. ……..11 11 (.1. (.1. ,es avanta avanta*es *es……… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… …………. …...1 ..111 (.2. (.2. ,es inconv inconvéni énient ents…… s…………… …………… ………… ………… …………… …………… ………… …………… ………12 12 TROISIÉME TROISIÉ ME PARTIE PARTIE : DÉTERMINATION DÉTER MINATION DE L’ACTION DU VENT .....1( .....1( 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………1+ …1+ 2. !tude de l'action l'action du du vent pour le projet projet récent……… récent……………… ………………… ………….18 .18 2.1. 2.1. !tude !tude de de l'act l'action ion du vent vent 1 1…… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……….1 ….199 2.2. 2.2. !tude !tude de de l'act l'action ion du vent vent 2 2…… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……….2 ….211 2.(. 2.(. 3onclu 3onclusio sion n *énéra *énérale… le………… …………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… ………2( 2( QUATRIÉME QUATRIÉ ME PARTIE PARTIE : DIMENSI DIME NSIONNE ONNEMENT MENT DES PANNES PANNES …………2+ …………2+ 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………25 …25 2. !valuation !valuation des car*es car*es et des surcar*es… surcar*es………… ……………… ………………… ……………..2 …..266 (. ,es com)inais com)inaisons ons des car*es car*es - l'!,4 l'!,4 et - l'!,………… l'!,…………………… ……………26 …26 +. Dimensionn Dimensionnement ement des pannes pannes en plasticité… plasticité…………… ………………… ………………… …………28 28 MESSAOU MESSAOUD D Hayke Haykell & MESSAOU MESSAOUDI DI !"e# & M$OU%HI M$OU%HI B!lel a'e a'e 2


SOMMAIRE REMERCIEMENT …………………………………………………………….1 SOMMAIRE …………………………………………………………………….2 …………………………………………………………………….2 INTRODUCTION GÉNÉRALE GÉNÉRALE ………………………………………………..5 ………………………………………………..5 PREMIÉRE PARTIE PARTIE : PROJET PROJET D’UNE CONSTRUCTION ………………...6 ………………...6 MÉTALLIQUE MÉTALLIQUE 1. Données Données du projet……… projet……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………….. ……...7 .7 2. Travail Travail demandé…… demandé…………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………….8 ….8 DEUXIÉME PARTIE PARTIE : GÉNÉRALITÉS GÉNÉRALITÉS SUR LES CONSTRUCTIONS CONSTRUCTIONS ……9 ……9 MÉTALLIQUES MÉTALLIQUES 1. Historique Historique de la constructi construction on métallique métallique………… ………………… ………………… ……………..1 …..1 i%me 1.1. 1.1. !"tra !"tract ctio ion n de la #onte #onte et et util utilis isat atio ion n $ 18 18 si%cle…………………….1 si%cle…………………….1 1.2. 1.2. &rocé &rocédé dé d'in d'insu## su##lat lation ion et e"tra e"tracti ction on de l'acie l'acierr $ 19 19i%me si%cle………...1 1.(. 1.(. &ré#a)r &ré#a)rica icatio tion n des pro#il pro#ilés és par lami lamina* na*e…… e…………… …………… ………… ………… ……..1 ..1 1.+. 1.+. ,e procé procédé dé de lami lamina* na*ee - caud… caud………… …………… ………… …………… …………… ……….. …....1 ..111 1.5. 1.5. ,e dével développ oppeme ement nt des pro procéd cédés és d'assem d'assem)la )la*e… *e……… …………… …………… ……….1 ….111 1.6. 1.6. !"emp !"emple le de constr construct uction ion méta métalli llique que répo répondu ndue…… e………… ………… ………… ………1 …111 2. ,es di##érents di##érents ouvra*es ouvra*es en construction construction métallique métallique………… ………………… …………..1 …..111 2.1. 2.1. ,es s/st%m s/st%mes es des des )arre )arres…… s…………… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ……..1 ..111 2.2. 2.2. ,es s/st%m s/st%mes es de coque coque en t0les t0les métal métalliq liques ues…… …………… …………… ………… ……….. …...1 .111 (. ,es avanta*es avanta*es et les inconvénien inconvénients……… ts………………… ………………… ……………… …………….. ……..11 11 (.1. (.1. ,es avanta avanta*es *es……… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… …………. …...1 ..111 (.2. (.2. ,es inconv inconvéni énient ents…… s…………… …………… ………… ………… …………… …………… ………… …………… ………12 12 TROISIÉME TROISIÉ ME PARTIE PARTIE : DÉTERMINATION DÉTER MINATION DE L’ACTION DU VENT .....1( .....1( 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………1+ …1+ 2. !tude de l'action l'action du du vent pour le projet projet récent……… récent……………… ………………… ………….18 .18 2.1. 2.1. !tude !tude de de l'act l'action ion du vent vent 1 1…… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……….1 ….199 2.2. 2.2. !tude !tude de de l'act l'action ion du vent vent 2 2…… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……….2 ….211 2.(. 2.(. 3onclu 3onclusio sion n *énéra *énérale… le………… …………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… ………2( 2( QUATRIÉME QUATRIÉ ME PARTIE PARTIE : DIMENSI DIME NSIONNE ONNEMENT MENT DES PANNES PANNES …………2+ …………2+ 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………25 …25 2. !valuation !valuation des car*es car*es et des surcar*es… surcar*es………… ……………… ………………… ……………..2 …..266 (. ,es com)inais com)inaisons ons des car*es car*es - l'!,4 l'!,4 et - l'!,………… l'!,…………………… ……………26 …26 +. Dimensionn Dimensionnement ement des pannes pannes en plasticité… plasticité…………… ………………… ………………… …………28 28 MESSAOU MESSAOUD D Hayke Haykell & MESSAOU MESSAOUDI DI !"e# & M$OU%HI M$OU%HI B!lel a'e a'e 2


+.1. +.1. Dimens Dimension ionnem nement ent des des pann pannes es sans sans lier liernes nes……… …………… ………… ………… …………2 ……288 +.2. +.2. Dimens Dimension ionnem nement ent des des pannes pannes avec avec lier liernes nes…… ………… …………… …………… ……….. …...(( .(( 5. Dimensionn Dimensionnement ement des pannes pannes en élasticité… élasticité…………… ………………… ………………… ………….(9 .(9 5.1. 5.1. ,es docum documents ents - utilis utiliser er en en élasti élasticit cité…… é………… …………… …………… ………… …………( ……(99 5.2. 5.2. Dimens Dimension ionnem nement ent des des pann pannes es sans sans lier liernes nes……… …………… ………… ………… …………+ ……+11 5.(. 5.(. Dimens Dimension ionnem nement ent des des pannes pannes avec avec lier liernes nes…… ………… …………… …………… ……….. …...+2 .+2 CINQUIÉME PARTIE : DIMENSIONNEMENT DIMENSIO NNEMENT DES LIÉRNES …………++ …………++ 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………+5 …+5 2. 3alcul 3alcul des liernes…… liernes…………… ………………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………..+5 ..+5 SIXIÉME PARTIE PARTIE : DIMENSIONNEMENT DIMENSIONNEMENT DES PORTIQUES PORTIQUES …………+8 AVEC AVEC TRAVERSES TRAVERSES 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………+9 …+9 2. Dimensionn Dimensionnement ement des traverses……… traverses………………… ………………… ……………… ………………. ………..5 .5 2.1. 2.1. Ta)leau )leau des des com)in com)inais aisons ons des des car* car*es es …………… ………………… ………… …………… ………5 5 2.2. 2.2. Déterm Détermina inatio tion n des dia*r dia*ramm ammes es des e##or e##orts ts intern internes es a*issa a*issant… nt………. …….51 51 dans le portique en utilisant le lo*iciel D 6 2.(. 2.(. 3alcul 3alcul des travers traverses… es……… ………… ………… ………… …………… …………… ………… …………… …………. ….52 52 SEPTIÉME PARTIE PARTIE : DIMENSIONNEMENT DIMENSIONNEMENT DES PORTIQUES PORTIQUES ……….5+ ……….5+ AVEC AVEC FERMES EN TREILLIS TREILLIS 1. énéralités énéralités………… ………………… ……………… ………………… ………………… ………………… ………………… …………55 …55 1.1. 1.1. Dé#in Dé#initi ition… on……… …………… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… ………..5 ..555 1.2. 1.2. T/polo /polo*ie *ie des des #ermes #ermes - treill treillis… is……… ………… …………… …………… ………… …………… …………55 …55 1.(. 1.(. !léme !léments nts cons constit tituti uti#s… #s……… ………… ………… …………… …………… ………… …………… …………… ……... ...56 56 1.+. 1.+. ,es assem)l assem)la*es a*es dans dans les les #erme #ermes…… s………… ………… ………… …………… …………… ………… ……56 56 1.5. 1.5. emarq emarque… ue……… ………… ………… ………… …………… …………… ………… …………… …………… ………… ……….5 ….577 2. Dimensionn Dimensionnement ement de la #erme #erme en treillis…… treillis……………… ………………… ………………… …………57 57 2.1. 2.1. Déterm Détermina inatio tion n des car*e car*es…… s………… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……57 57 2.2. 2.2. Déterm Détermina inatio tion n des e##or e##orts ts dans dans les )arre )arress en utilis utilisant ant la méto métode… de….58 .58 d'équili)re des nuds 2.(. 2.(. Déterm Détermina inatio tion n des e##or e##orts ts dans dans les )arre )arress en utilis utilisant ant le lo*i lo*icie ciel…… l……62 62 D 6 2.+. 2.+. Déter Détermi mina nati tion on de de la la ca car* r*ee desc descen enda dante nte &desc et la car*e …………6( ascendante &asc 2.5. 2.5. Ta)leau )leau récapi récapitul tulati ati#…… #………… …………… …………… ………… ………… …………… …………… ……….. …...6( .6( 2.6. 2.6. Dimens Dimension ionnem nement ent des des di##ér di##éren ents ts éléme éléments nts de de la #erme #erme…… …………… …………6+ …6+ (. éri#ication éri#ication de la #l%ce #l%ce de la #erme………… #erme………………… ………………… ………………… ………...7( ...7( (.1. (.1. :ntro :ntroduc ductio tion…… n………… …………… …………… ………… …………… …………… ………… ………… …………… ……….7( .7( (.2. (.2. &résen &résentat tation ion des des résult résultats ats dans dans un ta)le ta)leau au récap récapitu itulat lati#… i#……… ………… …….7+ .7+ (.(. (.(. éri#i éri#icat cation ion de de la #l%ce #l%ce……… …………… ………… ………… …………… …………… ………… ………… ……..7 ..755 MESSAOU MESSAOUD D Hayke Haykell & MESSAOU MESSAOUDI DI !"e# & M$OU%HI M$OU%HI B!lel a'e a'e (


+. !tude de l'assem)la*e des di##érents éléments de la #erme……………..75 +.1. énéralités……………………………………………………………...75 +.2. 3alcul des assem)la*es soudés………………………………………...76 HUITIÉME PARTIE : DIMENSIONNEMENT DES POTEAUX ………….82 1. énéralités………………………………………………………………...8( 1.1. :ntroduction…………………………………………………………….8( 1.2. !##orts dans les poteau"………………………………………………..8( 2. 3alcul des poteau"………………………………………………………..8( 2.1. eprésentation des e##orts……………………………………………..8( 2.2. étode de calcul………………………………………………………8+ NEUVIÉME PARTIE : DIMENSIONNEMENT DU PIED DES ………….91 POTEAUX 1. énéralités…………………………………………………………………92 1.1. :ntroduction…………………………………………………………….92 1.2. 3onception……………………………………………………………...92 1.(. &arties de dimensionnement…………………………………………..9( 2. 3alcul du pied de poteau………………………………………………….9( 2.1. Dimensionnement de la plaque d'assise………………………………9( 2.2. Dimensionnement de la ti*e d'ancra*e……………………………….97 CONCLUSION ……………………………………………………………….11

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )


INTRODUCTION GÉNÉRALE 4ne construction métallique bien conçue se distingue par les critères suivants :       

Le respect des plans architecturaux ; Le coût ; Un choix judicieux des matériaux ; Une fabrication économique ; Un montage simple et faisable ; es déformations acceptables ; Un comportement compatible avec celui des autres éléments de la construction ;

,ors de l!élaboration du projet d!un ouvrage et de ses éléments" on tiendra compte non seulement des critères de résistance" mais aussi du comportement # l!état de service" ainsi que des exigences relatives # la fabrication et # l!entretien$

&our assurer le calcul de notre structure on peut procéder comme suit : %n établit le schéma de calcul de la structure étudiée ; %n indique la nature des liaisons entre les différents éléments ; %n détermine les efforts dans chaque élément ; %n choisit les sections # donner aux éléments et on les vérifie selon les différentes exigences ;  %n étudie tous les assemblages de manière # satisfaire les conditions imposées ;

   

,!usage de la construction que nous avons étudié nécessite un espace important" c&est'#'dire des portées importantes pour les éléments porteurs$

,es éléments transversaux des portiques sont composés généralement soit par des fermes (s)stème de treillis*" soit par des traverses # +me pleine$ ,armi les facteurs de choix de l!une de deux solutions nous pouvons citer: MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010    

La portée de ces éléments ; Le poids de la structure ; La nature des équipements secondaires ; L!importance du coté esthétique du projet ;

PREMIÉRE PARTIE

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +


Projet d’!e "o!#tr"t$o! %&t'(($)e PROJET D’UNE CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES 1. D;<<=! D4 &;>!T $ '()*E +,AN-VE,-AE

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,


• -ouverture en bac'acier : . da/0m1 ; • 2égion 33" site normal ; • -harge de poussière : p 4 56 da/0m1 ; • -harge d!exploitation : q 478 da/0m1 ; • 9

≤

8 sur toutes les parois ;

• α = 10% (pente) ;

2. TRA-AIL DEMEND : 1/ Utiliser les règles NV pour déterminer les surcharges du vent ; 2/ oncevoir la !erme en plan" calculer les pannes et les lièrnes ; (/ #imensionner les éléments de la !erme ; alculer les assem$lages au n&uds et au appuis de cha'ue !erme ; Vérier la èche maimale de la !erme ; )/ #imensionner la poutre de roulement ; */ #imensionner les poteau ; +/ #imensionner les pieds des poteau * pla'ue d+assise" tige d+ancrage et !ondation ; ,/ ,tudier le contreventement de l+ossature ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 


/ ,ta$lir les plans d+eécution * • Vue générale en trois pro-ections avec les coupes nécessaires ; • .oitié de la !erme intermédiaire et de rive avec les détails des n&uds et appuis ; • /oteau en détail * pied" !t" cor$eau et assem$lage de la poutre de roulement ;

DEUXIÉME PARTIE MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 9


G&!&r'($t&# #r (e# "o!#tr"t$o!# %&t'(($)e# GÉNÉRALITÉS SUR LES CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES 1. H:T;:?4! D! ,@ 3;<T43T:;< =T@,,:?4! $ 1.1. !AT@3T:;< D! ,@ B;
MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 10


La fonte est composée de er et d!un pourcentage plus élevé de -arbone ( ≥ 1.5 *$ " U" L" ?* utilisées pour les éléments porteurs de la construction$ es prols associés sont généralement des aciers laminés" les charpentes peuvent également 2tre en aluminium3 • /oteau * t4pe 5,6" 5,7" 8/, ; • /otelets * t4pe U/N" tu$ulaires ; • 6r$alétriers * t4pe 8/," poutres treillis ; • /annes * t4pe 8/," U/N" poutres treillis ; • hev2tres * t4pe 8/," U/N ; • ouronnement * t4pe 8/," U/N ; • iérnes * t4pe 9" !ers plats ;

l3 e# H T45e C#!6e

l3 e# I

l3 e# U

l3 e# T

1.+. ,! &;3=D= D! ,@:<@! E 3H@4D $ = partir des semi'produits de laminage" on échauffe l!acier jusqu!# 5766@environ pour le rendre # l!état p+teux$



%n fait passer ces produits entre les rouleaux tournant en inverse" déformant ainsi l!acier selon la forme du profilé voulue$ 1.5. ,! D=!,;&&!!


(.1. ,! @@

Légèreté de la construction : très grande sensibilité vis'#'vis du vent ;

TROISIÉME PARTIE

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 1)


D&ter%$!'t$o! de (’'"t$o! d *e!t DÉTERMINATION DES SURGARGES DU VENT 1. =<=@,:T= $ L!action du vent sur la construction est calculée par la formule suivante :  I qH J K  J L J mJ 3 2emarque : Jelon les règles /HE8" DO" B8" on définit deux vents : n : vent normal calculé # partir de q1n ; eI1.75Jn : vent extrNme calculé # partir de q1e ; • Jelon les nouvelles règles <-5 et <-C" on définit un vent caractéristique : eI1.2Jn ; La pression d+!'%$)e de ,'#e %e#r&e - ./ % d #o( : )./

Jelon les règles /eige et Hent (/H*" l!action du vent est caractérisée par la pression d)namique de base mesurée # 56 m du sol q1 : q 10 =

V ² 16.3

( daN / m ² )

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 1*


=vec H : vitesse du vent en (m0s* ; Iénéralement" la pression d)namique de base est donnée par le tableau suivant :

La pression du vent à la hauteur H du bâtiment : qH • onc on constate que : qH h + 18 =2.5 × q 10 h + 60

si 

∈ [ 0,500 m ]

• Ji  est comprise entre 6 et 56 m" on prend qH I q1 ; qH

¿ 2.5 ×q 10 ×

h + 18 h + 60

Le coefcient de site : K S e coe:cient de site est donné par le ta$leau suivant *

Le coefcient de réduction : L

3e coefficient est fonction de la plus grande dimension de la surface offerte au vent$ 3l intéresse seulement l!élément de la structure supposé isolée$ ,e vent qui frappe sur la face pignon ou la petite face est appelé vent pignon$ ,e vent qui frappe sur la face long pan ou la grande face est appelé vent long pan$ ;n détermine ce coefficient en utilisant l!abaque ci'après : • ur l+ae des a$scisses" on trouve la plus grande dimension de la surface offerte au vent ; • ur l+ae des ordonnées" on trouve le coe:cient de réduction des pressions d4nami'ues P ;

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 1+


Ce78!e# e 348!# L des pressions d/namiques pour les *randes sur#aces Le coefcient de masque : m <énéralement ce coe:cient est supérieur ou égale  03>?3 @n prend ;<1 * le cas le plus dé!avora$le3 Le coefcient de traîné : C = Ce  Ci e * coe:cient de traAné relati! au actions etérieures ; i * coe:cient de traAné relati! au actions intérieures ; e et i sont !onction d+un coe!!icient B 0 donné par les a$a'ues3  D3e;!#a!# e Ce :

Da#= le 8a= e= parois verticales> # a : • pour les parois au vent (/6V) *  e = C 03D ; • pour les parois sous le vent (/V)*  e = E (13FGB 0 H 03D) ;

e coe!!icient B0 est  déterminer  partir de l+a$a'ue suivant *

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 1,


Ce78!e# ?0 @4 le= 8#=48!#= @!=;a!4e=  5a=e 4aa#'4la!e e@=a# =4 le =l Da#= le 8a= e= versants! # a : e = !(α) ; e " pour les versants au vent et les versants sous le vent" est  déterminer  partir de l+a$a'ue suivant *

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 1


Ce78!e# Ce @4 e= !4e=  4# 4 @l4=!e4= e=a#= @la#= Re;a4e : i le vent est parallèle  la génératrice des versants (vent pignon) alors e sur les versants est  déterminer en prenant sur l+a$a'ue α=0  D3e;!#a!# e C! * e coe:cient i dépend de la perméa$ilité des parois I3 1/ i   *F pour toutes parois alors la construction est dite !ermée et les valeurs de  i sont * • urpression * is = C 03J G (13D E 13F G B 0) ; • #épression * id = E 03J G (13FG B 0 H 03D) ;

2/ i la construction comporte une ouverture dans une paroi telle 'ue  ≥ (*F et toutes les autres !ermées   *F" alors on appli'ue sur les parois la répartition du vent suivante * MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 19


a. i l+ouverture au vent" on appli'ue une * • urpression * i = C03D sur les parois !ermée; • #épression * i = E 03J G (13F G B 0 E 03D) sur les parois ouvertes;

5. i l+ouverture sous le vent" on appli'ue une * • urpression * i = C 03J G (13D H 13F G B 0) sur les parois ouvertes; • #épression * i = E (13F G B 0 E 03D) sur les parois !ermées;

2. ETUDE DE L’ACTION DU -ENT OUR LE RROET RECENT :

S8"3;a e@3=e#a# le= !G3e#= e#= a@@l!43= =4 la =484e • α = 10 % K tan α = 031 K α = ?3>L ; • oit  la longueur d+une traverse *


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21.5

¿

L=

¿

2

2

¿¿ ¿ ¿ ¿

¿¿ ¿ ¿ ¿

=

= 103D m ;

• h = h 1C hM C hF C  G sin α

= J C M C 1 C 103D G sin (?3>L) = 1030> m h  10 m ; h ∈ O0"10mP K ' 5 = '10; • Qégion 88" '10n normale* '10 = >030 (daNRmS) K ' 5 = >030 (daNRmS); • Qégion 88" site normal* T  = 1 ; • m=1 ;

2.1. ETUDE DE L’ACTION DU -ENT 1 : 1 I qH J K  J L1 J mJ 31 a" #étermination de L1 :
(a4B6m*" L1I.71 ; b" #étermination de 31 :

31 I 3e1 M 3i1  Détermination du coe##icient N 1$

 Détermination du coe##icient de pression intérieur 3i1$ urpression * is1 = C 03J G (13D E 13F G 03D?) = C 031> ; #épression * id1 = E 03J G (13FG 03D? H 03D) = E 031DF ;

 Détermination du coe##icient de traPné 31 $ ,our les parois verticales en cas de surpression $ ,=H: -5 4 6$D ' 6$O5. 4 S 6$CDC ; ,JH : -5 4 ' 6$C68 M 6$O5. 4 ' 6$.77 ; ,our les parois verticales en cas de dépression $ ,=H: -5 4 6$D S 6$5DC 4 S 6$BDC ; ,JH : -5 4 ' 6$C68 S 6$5DC 4 ' 6$577 ; ,our les versants en cas de surpression : H=H : -5 4 ' 6$CC ' 6$O5. 4 ' 6$.O. ; HJH : -5 4 ' 6$75 ' 6$O5. 4 ' 6$E78 ; ,our les versants en cas de dépression : H=H : -5 4 ' 6$CC S 6$5DC 4 ' 6$5O. ; HJH : -5 4 ' 6$75 S 6$5DC 4 ' 6$67. ; c" $eprés $epr ésent entati ation on de 31 $

 Re@ e@3=e# 3=e#a a!# !# e C1 e# 8a= e =4@e==!# :

 eprésentation de 31 en cas de dépression



d0

#étermination de 1 1*e!t !or%'(2:

• sur les parois verticales : verticales :

5

T5 4 .6 J 5 J 6$.5 J5 J (S 6$BDC* T5 4 S OD$D8 (daNRmS) ; (vent entrant) T7 4 .6 J 5 J 6$.5 J5 J (' 6$577* T7 4 ' E$6EC (daNRmS) ; (vent sortrant)

• sur les versants : versants :

5 4 .6 J 5 J 6$.5 J5 J (' 6$.O.* 5 4 ' C.$5C (daNRmS) ;

2.2. ETUDE DE L’ACT ’ACTION ION DU -ENT  2 : 2 I qH J K  J L2 J mJ 3 2 a" #éte #éterm rmina inati tion on de L2 :
(b475$8m*" L2I.79 ; b" #éte #éterm rmina inati tion on de 32 :

32 I 3e2 M 3i2

 Détermination du coe##icient N 2$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2(


 Détermination du coe##icient de pression e"térieur 3e2$ ,our les parois verticales $ verticales $ ,=H: -e7 4 S 6$D ; ,JH : -e7 4 E (13FG03D H 03D) = ' 6$O.O ; ,our les versants $ versants $ ,uisque le vent est parallèle  la génératrice des versants (vent pignon) alors eM sur les versants est  déterminer en prenant prenant sur l+a$a'ue α=03 @n trouve pour N2 I .98 et J<0" eM = E 03D ;

 Détermination du coe##icient de pression intérieur 3i2$ urpression * isM = C 03J G (13D E 13F G 03D) = C 03F1J ; #épression * idM = E 03J G (13FG 03D H 03D) = E 03MD ;

 Détermination du coe##icient de traPné 32 $ ,our les parois verticales en cas de surpression $ ,=H: -7 4 6$D ' 6$C5E 4 S 6$ODO; ,JH : -7 4 ' 6$O.O M 6$C5E 4 ' 6$.B; ,our les parois verticales en cas de dépression $ ,=H: -7 4 6$D S 6$7DO 4 S5$6DO ; ,JH : -7 4 ' 6$C68 S 6$7DO 4 ' 6$675; ,our les versants en cas de surpression : -7 4 ' 6$OD ' 6$C5E 4 ' 6$.BE; ,our les versants en cas de dépression : -7 4 ' 6$OD S 6$7DO 4 ' 6$5BE ; c" $eprés $epr ésent entati ation on de 32 $

 Re@ e@3=e# 3=e#a a!# !# e C2 e# 8a= e =4@e==!# :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2)


 Re@3=e#a!# e C2 e# 8a= e 3@e==!# :

d" #étermination de 2 $

• sur les parois verticales :

7 4 .6 J 5 J 6$.B J5 J (S 5$6DO* 7 4 S 8B$BO (daNRmS) ; (vent maimal entrant) • sur les versants :

7 4 .6 J 5 J 6$.B J 5 J (' 6$.BE* 7 4 ' OO$67 (daNRmS) ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2*


2.(. CONCLUSION %NRALE : L!action du vent maximal sur : •

les parois verticales :  4 max (5"7*  I Q 59.9+ Rda
•

les versants : e 4 5$7 J n e 4 5$7 J max (5"7* e 4 5$7 J (' OO$67* e I I M 52.82 Rda
QUATRIÉME MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2+


PARTIE D$%e!#$o!!e%e!t de# de# 3'!!e#

DIMENSIONNEMENT DES PANNES 1. =<=@,:T= $

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2,


;n peut définir les pannes comme étant des poutres destinées # transmettre les charges et les surcharges s!appliquant sur la couverture # la traverse ou bien # la ferme$

,es pannes sont posées sur les portiques (ou fermes* et assemblées par boulonnage$ Les appuis sont considérés comme appuis glissants ou articulés$ Les pannes sont assemblées aux portiques par l!intermédiaire des pièces en équerre appelées échantignolles$ Les deux figures ci'dessous décrit cet assemblage :

ue en plan

ue en perspective ,es pannes sont disposées parallèlement sur les nVuds de la ferme" ils sont placés avec une inclinaison d!angle α de ce fait" fonctionnent en flexion déviée$ 2. !@,4@T:;< D! 3H@! !T D! 43H@! $  ,es car*es permanentes$ 



Le poids propre de la panne: I panne 4 E da/0m1; Le poids propre de la couverture: Icouverture 4 . da/0m1; Le poids propre total:  I panne Q couverture I 6Q7 I 1( da
L!action du vent extrNme: e I M 52.82 da
(. ,! 3;:<@:;< D! 3H@! E ,'!,4 !T E ,'!, $

Dans le cas général" l!<-5 propose les combinaisons simplifiées suivantes :  -as de l!
 Ji le vent n!existe pas" alors on obtient une flexion vers le bas et par conséquent la flexion maximale donne la combinaison suivante : 1.(5Q1.5?.  Ji le vent existe" alors on obtient une flexion vers le haut et par conséquent la flexion maximale donne la combinaison suivante : Q1.5.  -as de l!

 Ji on a une seule action variable" on obtient la combinaison suivante : Q?.  Ji on a plusieurs actions variables" on obtient la combinaison suivante : Q.9 ∑ Q .

,e calcul se fait sur la panne intermédiaire car elle la plus sollicitée$ %n a : α 4 56  K tan α4 6$5 K α 4 8$.@ ; =lors Jin α W 6$5 ; -os α W5 ;

L es com$inaisons des charges  l+,U et  l+, suivant les deu aes WEW et 4E4 sont présentés dans le ta$leau suivant *

Ea 3om)inaisons q/ Rda
'4= (13F?
y<1.(

qW Rda
J5qWI 7.5 q4 IGcosαC13?GYe 'W=1FG1C13?G(E ?M3DM) K <

++.2(

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (0


!,

Q?

q)4 (ISX*Y sinα

q4 (ISX*Y cosα

'4= (1FCF?)G 031

'W=(1FCF?)G1

y< ).

K<)

). DIMENSIONNEMENT DES ANNES EN LASTICIT : Re;a4e : Xuel'ue soit l+élément de la structure en construction métalli'ue" il 4a deu calculs  eZectuer *  -alcul # l!
+.1. DIMENSIONNEMENT DES ANNES SANS LIRNES : @. CALCUL 4 L’ELU $ @.1. céma de calcul des pannes $ Ble"ion X WMW $#le"ion due - q/ $



Ble"ion X /M/ $ #le"ion due - qW$



ue en perspective de deu" #le"ions $

A.2. Se8!#  ;!@3e :  Le cas d!une section Z soumise # deux moments de flexion K ) et K et un

effort tranchant H) [ (paragraphe . du cours* ; H 4 6 # mi'portée ;  %n doit comparer H) devant 6$8H p) " on a deux conditions : H) \ 6$8 H p) ou H) ] 6$8 H p) ;  %n suppose que / Y .5 p/ K a section dot vérier les conditions d+une [ section soumise  . et N \ (paragraphe E du cours* ;  %n doit déterminer la classe de section du profilé 3,< :

%n remarque dans Z le tableau de classement des profilés laminés # section en 3 [ que tous les 3,< de D6 # E66 fléchis  )') et  ' sont de classe 5$  ,our des Z sections de classe 5 et 7 [ (paragraphe E'5 du cours*" en Z cas d!une section comportant des semelles [ (E'5'b*" en Z cas d!une flexion biaxiale autour de l!axe )') et '" on a : MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ((


n=

N Np

= 0 car (N=0);

#onc n =

N ≤ 0.5 Np

3a (vérié) K .N = ./ ;

α=M; ] ≥ 1 alors on !ie ]=1 ; @n doit vérier donc la condition suivante *

R:U  étermination de K) et K :

%n multiplie par l!espacement Z e p 4 7$58 m [ pour obtenir l!unité du moment ;  ,rédimensionnement du profilé 3,< : %n a  p) et  p : caractéristiques inconnus du profilé ; ,rédimentionnement (Le but est de se pointer rapidement sur le profilé le plus proche* ; %n remarque que K RR K) ;

=lors R:U devient

K K) RR K p)

.p4 ^ .4 K Yp4 G (! 4 R B.0) ^ .4 K Yp4 ^ .4 R( ! 4 R B.0) K Yp4 ^ J>>>F R( MF?0 R 1) K Yp4 ^ MD3D cm_ ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ()


#+après le catalogue des prolés" on choisit un prolé 8/, 100 a4ant les caractéristi'ues suivantes * 6 = 103F cmS ; Yp4 = F3 cm_; YpW = 31 cm_; 6 v4 = J3> cmS; 6vW = ?31 cmS ;  Vérications *  Vérions la relation suivante *

K p) 4 Yp4 G (! 4 R B.0) = F3 G (MF?0R1) = M?0 daN3cm

K p 4 YpW G (! 4 R B.0) = 31 G (MF?0R1) = M1FD? daN3cm

(O5 vérifié*$  Vérions la relation suivante * H) \ 6$8 H p)

H) 4 O8$5D7 da/ RR 6$8 Y H p) 4 6$8 Y B5C7$5 4 O8EE$68 da/ (O5 vérifié*$

A.(. Se8!# =4 a@@4!= :  e cas d+une [ section soumise  un eZort tranchant V \ ;

a section doit satis!aire la condition suivante * V ` Vp ; @n a deu eZorts tranchants V 4 et VW ; @n doit vérier les deu conditions suivantes * -y ;a  -@y (1ière condition) et -K ;a  -@K (Mième condition); MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (*


 @n doit choisir '4 et 'W maimales dans les com$inaisons  l+,U ;  Vérications *  Vérions la 1ière condition *

6lors V4 ma = ?31DM daN  V p4 = 1FM31 daN

(O5

vérifié*$ 

Hérifions la 7ième condition :

6lors VW ma = ?13DM daN  V pW = J?13F daN

(O5

vérifié*$ . CALCUL 4 L’ELS $ $

;n doit vérifier la condition suivante :



(,outre de toiture" accès uniquement pour entretien* ;

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (+

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010  étermination de f max max :

< 4 7$5Y 56E da/0cm1 : module de ôung ôung de l!acier ; 3) 4 5.5 cmO : l!inertie maximale maximale de l!3,< 566$

;n constate que onc le profilé 3,< 566 n!est pas vérifié # l!



(,outre de toiture" accès uniquement pour entretien* ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (,

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010  étermination de f max max :

< 4 7$5Y 56E da/0cm1 : module de ôung ôung de l!acier ; 3) 4 5.5 cmO : l!inertie maximale maximale de l!3,< 566$

;n constate que onc le profilé 3,< 576 est vérifié # l!
3onclusion : on adopte un profilé :&! 12 pour les pannes sans lièrnes$ +.2. DIMEN DIMENSIONN SIONNEMEN EMENT T DES ANNE ANNES S A-EC LIR LIRNES NES : @. CALCUL 4 L’ELU $ $ @.1. céma de calcul des pannes panne s $ Ble"ion X WMW $#le"ion due - q/ $

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (


Ble"ion X /M/ $ #le"ion due - qW$

ue en perspective de deu" #le"ions $



A.2. Se8!#  ;!@3e :  Le cas d!une section Z soumise # deux moments de flexion K ) et K et un

effort tranchant H) [ (paragraphe . du cours* ; H 4 6 # mi'portée ;  %n doit comparer H) devant 6$8H p) " on a deux conditions :

H) \ 6$8 H p) ou H) ] 6$8 H p) ;  %n suppose que / Y .5 p/ K a section dot vérier les conditions d+une [ section soumise  . et N \ (paragraphe E

du cours* ;

 %n doit déterminer la classe de section du profilé 3,< :

%n remarque dans Z le tableau de classement des profilés laminés # section en 3 [ que tous les 3,< de D6 # E66 fléchis  )') et  ' sont de classe 5$

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )0

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010  ,our des Z sections de classe 5 et 7 [ (paragraphe E'5 du cours*" en Z cas

d!une section comportant des semelles [ (E'5'b*" en Z cas d!une flexion biaxiale autour de l!axe )') et '" on a :

n=

N Np

= 0 car (N=0);

#onc n =

N ≤ 0.5 Np

3a (vérié) K .N = ./ ;

α=M; ] ≥ 1 alors on !ie ]=1 ; @n doit vérier donc la condition suivante *

R:U  étermination de K) et K :

%n multiplie par l!espacement Z e p 4 7$58 m [ pour obtenir l!unité du moment ;  ,rédimensionnement du profilé 3,< :

%n a  p) et  p : caractéristiques inconnus du profilé ; ,rédimentionnement (Le but est de se pointer rapidement sur le profilé le plus proche* ; %n remarque que K RR K) ;



=lors R:U devient

K K) RR K p)

.p4 ^ .4 K Yp4 G (! 4 R B.0) ^ .4 K Yp4 ^ .4 R( ! 4 R B.0) K Yp4 ^ J>>>F R( MF?0 R 1) K Yp4 ^ MD3D cm_ ; #+après le catalogue des prolés" on choisit un prolé 8/, 100 a4ant les caractéristi'ues suivantes * 6 = 103F cmS ; Yp4 = F3 cm_; YpW = 31 cm_; 6 v4 = J3> cmS; 6vW = ?31 cmS ;  Vérications *  Vérions la relation suivante *

K p) 4 Yp4 G (! 4 R B.0) = F3 G (MF?0R1) = M?0 daN3cm

K p 4 YpW G (! 4 R B.0) = 31 G (MF?0R1) = M1FD? daN3cm

(O5 vérifié*$  Vérions la relation suivante * H) \ 6$8 H p)

H) 4 7D$7O da/ RR 6$8 Y H p) 4 6$8 Y B5C7$5 4 O8EE$68 da/ (O5 vérifié*$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )2


A.(. Se8!# =4 a@@4!= :  e cas d+une [ section soumise  un eZort tranchant V \ ;

a section doit satis!aire la condition suivante * V ` Vp ; @n a deu eZorts tranchants V 4 et VW ; @n doit vérier les deu conditions suivantes *

-y ;a  -@y (1ière condition) et -K ;a  -@K (Mième condition);  @n doit choisir '4 et 'W maimales dans les com$inaisons  l+,U ;  Vérications *  Vérions la 1ière condition *

6lors V4 ma = 1J3 daN  V p4 = 1FM31 daN 

(O5 vérifié*$

Hérifions la 7ième condition :

6lors VW ma = ?13DM daN  V pW = J?13F daN

(O5

vérifié*$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )(


. CALCUL 4 L’ELS $




(,outre de toiture" accès uniquement pour entretien* ;  étermination de f max :

(,résence des lièrnes* ;

< 4 7$5Y 56E da/0cm1 : module de ôung de l!acier ; 3) 4 5.5 cmO : l!inertie maximale de l!3,< 566$

;n constate que onc le profilé 3,< 566 n!est pas vérifié # l!

3. REDIMENSIONNEMENT DE LA PANNE :VÉRIFICATION 4 L’ELS DU PROFILÉ IPE .6/ $




(,outre de toiture" accès uniquement pour entretien* ;  étermination de f max :

(,résence des lièrnes* ;

< 4 7$5Y 56E da/0cm1 : module de ôung de l!acier ; 3) 4 5.5 cmO : l!inertie maximale de l!3,< 566$

;n constate que onc le profilé 3,< 576 est vérifié # l!
MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )*


3onclusion : on adopte un profilé :&! 12 pour les pannes avec lièrnes$ *. DIMENSIONNEMENT DES ANNES EN LASTICIT  5.1. LES DOCUMENTS  UTILISER EN LASTICIT : Les valeurs du coefficient _ sont données selon les règles -KEE dans un abaque et un tableau présentés ci'dessous : &;4T!,,! B,=3H:! D@< ,! &,@< D! ,'@!

@4T! &;B:,

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )+


5.2. DIMENSIONNEMENT DES ANNES SANS LIRNES : 

,our le dimensionnement des pannes en élasticité" on va choisir un profilé 3,< soumis # K) et K et qui doit vérifier la relation suivante :

K) 4 E...C da/$cm ; K 4 E... da/$cm ; %n remarque que K RR K) ;

=lors (I) devient

;

/our le prédimensionnemt" on prend b 4 = 1 ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ),


#onc on o$tient *

 #+après le catalogue des prolés" on choisit un prolé 8/, 100 a4ant les caractéristi'ues suivantes *

b4 = 130> (a$a'ue ciEdessus) ; bW = 131D? (ta$leau) ;  Vérications *

onc la relation n!est pas vérifiée ;  2edimensionnement : on doit redimensionner le profilé en choisissant un 3,< 576 a)ant les caractéristiques suivantes :

b4 = 130JD (a$a'ue ciEdessus) ; bW = 131D? (ta$leau) ;  Hérification :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )


onc la relation est vérifiée" le choix du profilé

est admis$

:&! 12 5.(. DIMENSIONNEMENT DES ANNES A-EC LIRNES : 

,our le dimensionnement des pannes en élasticité" on va choisir un profilé 3,< soumis # K) et K et qui doit vérifier la relation suivante :

K) 4 E...C da/$cm ; K 4 5EBO da/$cm ; %n remarque que K RR K) ;

=lors (I) devient

;

/our le prédimensionnemt" on prend b 4 = 1 ; onc on obtient :

 #+après le catalogue des prolés" on choisit un prolé 8/, 100 a4ant les caractéristi'ues suivantes *



b4 = 130> (a$a'ue ciEdessus) ; bW = 131D? (ta$leau) ;  Vérications *

onc la relation est vérifiée" le choix du profilé

est admis$

:&! 1

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *0


CINQUIÉME PARTIE

D$%e!#$o!!e%e!t de# de# ($7r!e# MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *1


DIMENSIONNEMENT DES LIÉRNES

1. %NRALITS :  Les liernes sont des tirants qui fonctionnent en traction$ 3ls sont généralement formés par de barres rondes ou de petites cornières$ Leur rFle principal est d!éviter la déformation latérale des pannes ;  -ompte tenu de la faible inertie transversale des pannes" et dès lors que la pente des versants ` atteint D # 56 " l!effet de la charge q) (perpendiculaire # l!+me de la panne* devient préjudiciable et conduit # des sections de pannes importantes" donc onéreuses$ La solution consiste # réduire la portée transversale des pannes en les reliant entre elles par des liernes (tirants*" situés # mi'portée$

 -haque fois que les en pannes en profilés sont disposées normalement au versant" il convient de les entretoiser par un ou plusieurs cours de liernes en fer rond ou en cornière$ -es liernes" reliées entre elles au niveau du fatage" permettant d!éviter la déformation latérale des pannes" très préjudiciable au bon aspect de la couverture$

2. CALCUL DES LIERNES: Jchéma de calcul :

Hue en plan d!un versant :



 2emarque : Les liernes sont des tirants qui fonctionnent en traction et qui sont soumis # des efforts croissants" au fur et mesure qu!ils se rapprochent du fatage$ Les efforts de traction sollicitant les liernes ne peuvent pas Ntre attachés aux pannes fatières" qui périraient transversalement$ 3ls sont donc transmis aux fermes par des tirants en diagonale$ (bretelles* ; 
%n a aussi :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *(


%n constate que Gmax 4 GO 4 5B.$. da/$ Jachant la relation suivante %n peut déterminer alors le diamètre des liernes :

3onclusion : soit une barre ronde de diamètre d I 8 mm.

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *)


SIXIÉME PARTIE

D$%e!#$o!!e%e!t de# 3ort$)e# '*e" tr'*er#e# MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e **


DIMENSIONNEMENT DES PORTIQUES AVEC TRAVERSES 1. =<=@,:T= :

,es portiques" qui constituent l!ossature principale des b+timents" sont composés de fermes (ou traverses*" qui supportent les pannes" et de poteaux" qui supportent les fermes$

,eur conception technologique est variable" en fonction notamment :  e leur portée ;  u schéma statique retenu pour la structure (qui dépend de la nature du sol"

de l!existence ou non de ponts roulants" de la nature des équipements secondaires" etc$* ;  es pratiques ou des s)stèmes de fabrication des constructeurs ;

,es portiques # +me pleine peuvent Ntre constitués :  Joit de profils # inertie constante" généralement des poutrelles 3,<

(figure =* ;  Joit comporter en" en sus" des renforts au niveau des moments maximaux :

jarrets aux appuis sur poteaux et clés de fatage en milieu de travée (figure * ;  Joit de profils # inertie variable" reconstitués soudés" ,2J (figure -*$

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *+


,es profils # inertie constante" avec renforts dans les ones les plus sollicitées" sont les plus couramment utilisés$

3ependant" pour les grandes portées" les ,2J # inertie variable sont préférables" car ils permettent d!ajuster les sections aux sollicitations" alors que les laminés normalisés n!autorisent pas cette précision" de fait de la discontinuité des sections normalisées et de leur épaisseur d!+me généralement surabondante" qui grève le poids" donc le coût$

!n comparaison des pièces # treillis" les portiques # +me pleine ont les avantages :  !Ntre moins onéreux (sauf pour de très grandes portées* ;  !Ntre moins encombrants (transport et manutention facilités" volume

intérieur de b+timent moindre" donc économie de chauffage" etc$* ;  !Ntre plus esthétiques ;  !Ntre plus simples (assemblages simples par platines et boulons >2"

entretien et peinture moindres" etc$* ; 2. D:!

 Le poids propre de la couverture : I couverture 4 . da/0m1 ;  Le poids propre des pannes 3,< 576 : I pannes 4 O$DO da/0m1 ;  Le poids propre de la traverse : I traverse 4 E da/0m1 ;  La charge d!exploitation : X 4 78 S 56 4 C8 da/0m1 ;

Ea l!;! 3om)inaisons q1Rd

Q?

'1= (13F? 3DC13?GF ?)G031 1<,.++ '1= 3DG031

1<1.,

q2 Rda
J5 q2I 76.58 q74 IGcosαC13?GYe 'M=1>3DG1C13?G(E ?M3DM) 2 <

q54 (ISX*Y sinα

+1.(9 q74 (ISX*Y cosα

'1= (1>3DCF?)G 031

'M=(1>3DCF?)G1

1< *.2

2<*2.)

2.2. D=T!:<@T:;< D! D:@@! D! !BB;T :
MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e *


2.(. 3@,34, D! T@!! $ ; n suppose que / Y .5 p/ O


BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 %n suppose que :

3onclusion : %n choisit pour les traverses un profilé :&! ( ;

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +0


SEPTIÉME PARTIE MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +1


D$%e!#$o!!e%e!t de# 3ort$)e# '*e" 8er%e# e! tre$(($# DIMENTIONNEMENT DE LA FERME 1. =<=@,:T= $ 1.1. D=B:<:T:;< $ Les fermes sont les poutres matresses d!un comble$

1.2. TF&;,;:! D! B!! Z T!:,,: $ 3l existe divers t)pes de treillis" de forme générale triangulaire ou trapéodale" en / ou en H$ La figure ci'dessous récapitule les plus utilisés :

1.(. =,=!
MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +(


Les poteaux recevant des fermes # treillis peuvent Ntre des poteaux # treillis également ou des poteaux courants # +me pleine (ce qui est le cas général" pour une raison de coût*$ 1.+. ,! @!,@! D@< ,! B!! $ Les fermes sont généralement constituées par des cornières assemblées par des goussets$ Les barres de triangulation doivent" autant que possible" concourir # l!axe neutre des profils constitutifs$ 3l est cependant d!usage courant" dans la construction rivée" de faire concourir les lignes de trusquinages (c&est'#'dire les lignes des rivées d!attache*$ -ette méthode facilite le traçage en atelier$ %n n!a pas les mNmes raisons d!opérer ainsi dans les fermes soudées" o il est préférable de faire concourir les axes neutres$ %n diminue ainsi les efforts secondaires$ Les barres sont donc reliées entre elles par les extrémités : ces joints de liaison sont appelés nVuds$

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +)


1.5. !@?4! $ Iénéralement les membrures de fermes sont élancées et supportent très mal les charges latérales : pour cette raison" les charges doivent Ntre appliquées aux nouds seulement et non aux membrures elles'mNmes$ ans le cas o il existe de charges entre les nVuds des membrures (présence de monorail" etc*" les barres travaillent # la flexion composée" et seront réalisées en  ou en 3 afin de renforcer leur rigidités$ 2. D:!<:;<
,oids propre de la ferme en treillis : I f 4 56 da/ 0m1$ ,oids propre des pannes (3,< 576*: I p 4 O$B8 da/ 0m1$ ,oids propre de la couverture : Ic 4 . da/ 0m1$ La charge permanente totale : I 4 If S I p S Ic 4 56 S O$B8 S . 4 75$B8 da/ 0m1 $ ♠ Les surcharges climatiques :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +*


e 4 ' 87$D7 da/0m1$ ♠ Les charges d!exploitation : X 4 p S q 4 56 S 78 4 C8 da/ 0m1 $ ,es com)inaisons des car*es $ ♠  L!
5$C8 I S5$8 X 4 5$C8 Y 75$B8S5$8YC8 4 D7$5C da/0m1 $ I S5$8 Y e 4 75$B8 S 5$8 Y ('87$D7* 4 ' 8.$7D da/0m1 $ ♠  L!
 !quili)re des nuds $

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ++


N9d !. :

 0x 4 6 K <1M2 I  ;  0) 4 6 K /5'56 S 2 4 6 ; K /5'56 4 '2 4 '8,$ K <1M1 I M5&$ N9d !6:  0x 4 6 KENME1 C NMEF H NME103cos M?L C

N MED3 cos FL

= 0;

 0) 4 6 KN7'B S /7'D$sin CO@ S/7'56 $sin 78@ 46; =près résolution de s)stème" on obtient : <2M8 I M +.85 &. <2M( I 1198 &.

N9d !;:

 0x 4 6 K ENFEM C NFE C NFEJ3cos 1L E

NFED3 cos FL = 0 ;

 0) 4 6 K NFEJ3sin 1L C N FED3sin FL C NFE> = 0 ; 3NJE? C 03>??3N JE = E 1F3D? / ;

=près résolution de s)stème" on obtient : <(M+ I 1(.85 &. <(M6 I M.222 &.

N9d !<:

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +,


<+M5 I M &. <+M( I 1(.85 &. <+M6 I M 1.1 &.

N9d !=:

 0x 4 6 K N*+ <  1(.02 .  0) 4 6 K E N?EJ3cos ?3>L C N ?E113cos ?3>L E N?E H / = 0 ; @n o$tient donc * N*) <  .

N9d !>:

 0x 4 6 K NJE?3cos ?3>L E N JE>3cos ?3>L C

NJE3cos 1L E N JEF3cos

1L = 0 ;

 0) 4 6 K NJE?3sin ?3>L E N JE>3sin ?3>L E

N JE3sin 1L E N JEF3sin

1L E / = 0 ; @n o$tient le s4stème suivant * 03?3N JE? C 03>??3N JE = E 1F3D? / ; 0303N JE? E 03J?J3N JE = E 03?0> / ;

N+* <  1(.02 . N+) <  1.1 .

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +


N9d !?:

 0x 4 6 K N>EJ3cos ?3>L E N >ED3cos ?3>L = 0;

 0) 4 6 K N>EJ3sin ?3>L E N >ED3sin ?3>L E N>EF E / = 0 ;

=près résolution de s)stème" on obtient :

N,+ < 1(.,* . N,( <  . N9d !@:  0x 4 6 K NDE>3cos ?3>L E N DE3cos ?3>L C

NDEF3cos FL E N DEM3cos FL

= 0;

 0) 4 6 K NDE>3sin ?3>L E N DE3sin ?3>L E

NDEF3sin FL E N DEM3sin FL E

/ = 0; @n o$tient le s4stème suivant * 03?3N DE> C 03DM3N DEF = E 113DM /; 0303N DE> E 03??3N DEF = E M3?0> /;

N, <  1(.,* . N( < 2.0* . N9d !:

 0x 4 6 K NED3cos ?3>L E N E103cos ?3>L = 0;

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +9


 0) 4 6 K E NEM C NED3 sin ?3>L E NE103sin ?3>L

=près résolution de s)stème" on obtient : <9M8 I M8.1 &. <9M2 I M&. N9d !./:

 0x 4 6 K N10E 3 cos ?3>L C N 10EM 3 sin J?L = 0;  0) 4 6 K E/R7 ' /56'5 ' N10EM 3 cos J?L C N10E 3 sin ?3>L = 0; @n o$tient le s4stème suivant * 030J 3 N 10EM C 03? 3 N 10E = 03 E 03MM 3 N 10EM C 030 3 N 10E = E 3? /3

N102 < .,+ . N109 < .001 . 2.(. D=T!:<@T:;< D! !BB;T D@< ,! @! !< 4T:,:@
/5'7 4 6

/5'56 4 '8

N9d !6 :

/7'D 4 ' O$E

/7'C 4 55"B

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,0


N9d !; :

/C'O 4 5C$B

/C'E 4 '6$C

N9d !< :

/O'C 4 5C$B

/O'E 4 ' 5$5

N9d != : N?EJ = E 1F30M /3

N ?E = E 1

N9d !> : NJE? = E 1F3M

N JE = E 131

N9d !? : N>EJ = E1F3>

N >EF = E 1

N9d !@ : NDE> = E 1F3>

N DEF = M3M

N9d ! :

/B'D 4 'D$5

/B'7 4 '5$7

N9d !./ : N10EM = D3

N10E = ED31

emarque $ Les résultats obtenus par le ROBOT et le RDM 6 sont # peu prés les résultats obtenus par la méthode d’équilibre de nœuds avec toute considération des erreurs d!arrondissements$ Da#= la =4!e" on va utiliser les résultats obtenus par le RDM 63

2.+. D=T!:<@T:;< D! ,@ 3H@! D!3!

4 ('8.$7D* Y 7$58 Y E &asc I M 7(8.912 da<. 2.5. T@,!@4 =3@&:T4,@T:B $

2.6. D:!


,our dimensionner les différents éléments de la ferme" on va considérer dans chaque barre l!effort le plus défavorable résultant de l!une des combinaisons de charge étudiée précédemment par conséquent toutes les barres seront dimensionnées en compression et vérifiées en traction$ 2.6.2. ,es documents - utiliser dans cette partie $ Le facteur d!imperfection α correspondant # la courbe appropriée de flambement vaut :

Les courbes de flambement sont les courbes donnant le coefficient de réduction

en fonction de l!élancement réduit :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,(


,lus simplement et plus rapidement" fonction de l!élancement réduit suivant :

peut Ntre obtenu en " au mo)en du tableau

2.6.(. !tude de la mem)rure supérieure $ a" %n compression :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,)


+eZort maimal de compression est * N < 1)*1).(*

aN  ♣ +épaisseur du gousset e = D mm (N  M00 TN) ; ♣ @n adopte pour les mem$rures supérieures deu cornières  ailes égales ; ♣ +aire nécessaire de la section est donnée par la !ormule suivante *

Jachant que : γ K5 : coefficient de sécurité pour la résistance de la section ( γ K5 4 5$5*$ β= 4 5 et χ = 0.6 . ♣ %n prend des cornières 6L >/B>/B> et on les vérifie$ ♣ L!aire de la section est : = 4 5C$D7 cm1$

 P('! ++:

=vec L) 4 6$B Y L6$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,*


 P('! :

=vec L 4 L6$ ♣ %n prend  min 4 min ( );  * 4 6$O67C; ♣ Hérification :

%n constate que les cornières 6L >/B>/B> ne sont pas vérifiées$ %n choisit de nouveau deux cornières 6L ?/B?/B? $ L!aire de cette section est : = 4 5D$D6 cm1$  P('! ++:

 P('! :

♣ %n prend  min 4 min ( );  * 4 6$88.7; ♣ Hérification :

♣ -onclusion : Les deux cornières sont vérifiées en compression$

!o le choix de deux cornières 6L ?/B?/B? est admis$ b" %n traction : ♣ L!effort maximal de traction est : < I 112(.9+ da< O ♣

%n a pour les cornières 6L ?/B?/B? : f  ! 7C8 K,a" f u ! CE6 K,a et =4 7O$E cm1 ;

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,+

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 ♣ %n a aussi :

/2 4 inf ( avec =4 =net (soudure*$

*

♣ Hérification :

♣ -onclusion : Les deux cornières sont vérifiées en traction$

!o le choix de deux cornières 6L ?/B?/B? est admis$ 2.6.+. !tude de la mem)rure in#érieure $ a" %n compression : +eZort maimal de compression est * N < 102,0.,,

aN  ♣ +épaisseur du gousset e = D mm (N  M00 TN) ; ♣ @n adopte pour les mem$rures in!érieures deu cornières  ailes égales ; ♣ +aire nécessaire de la section est donnée par la !ormule suivante *

Jachant que : γ K5 : coefficient de sécurité pour la résistance de la section ( γ K5 4 5$5*$ β= 4 5 et χ = 0.6 . MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,,


♣ %n prend des cornières 6L =/B=/B= et on les vérifie$ ♣ L!aire de la section est : = 4 B$E cm1$

 P('! ++:

=vec L) 4 6$B Y (L607*$  P('! :

=vec L 4 (b07*$ ♣ %n prend  min 4 min ( );  * 4 6$CEB6 ; ♣ Hérification :

%n constate que les cornières 6L =/B=/B= ne sont pas vérifiées$ %n choisit de nouveau deux cornières 6L >/B>/B> $ L!aire de cette section est : = 4 5C$D7 cm1$  P('! ++:

 P('! :

♣ %n prend  min 4 min ( );  * 4 6$O67C ; ♣ %n vérifie que :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,



!o le choix de deux cornières 6L >/B>/B> est admis$ b" %n traction : ♣ L!effort maximal de traction est : < I 1+726.(+5 da< O ♣

%n a pour les cornières 6L >/B>/B> : f  ! 7C8 K,a" f u ! CE6 K,a et =4 5C$D7 cm1 ;

♣ %n a aussi :


*

♣ %n doit vérifier que :


!o le choix de deux cornières 6L >/B>/B> est admis$ 2.6.5. !tude de la dia*onale $ a" %n compression : +eZort maimal de compression

est * N < +*,+.(1,

aN  ♣ +épaisseur du gousset e = D mm ;


BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 ♣ @n adopte pour les diagonales deu cornières  ailes égales ; ♣ +aire nécessaire de la section est donnée par la !ormule suivante *

Jachant que : γ K5 : coefficient de sécurité pour la résistance de la section ( γ K5 4 5$5*$ β= 4 5 et χ = 0.6 . ♣ %n prend des cornières 6L =/B=/B= et on les vérifie$ ♣ L!aire de la section est : = 4 B$E cm1$

 P('! ++:

=vec L) 4 6$D Y L6$  P('! :

=vec L 4 L6$ ♣ %n prend  min 4 min ( );  * 4 6$CE87 ; ♣ Hérification :

(%k vérifiée* ;


!o le choix de deux cornières 6L =/B=/B= est admis$

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 0


b" %n traction : ♣ L!effort maximal de traction est : < I 9+29.(+5 da< O ♣

%n a pour les cornières 6L =/B=/B= : f  ! 7C8 K,a" f u ! CE6 K,a et =4 B$E cm1 ;

♣ %n a aussi :


*

♣ %n doit vérifier que :


!o le choix de deux cornières 6L =/B=/B= est admis$ 2.6.6. !tude du montant $ a" %n compression : +eZort maimal de compression

est * N < *29,.(*

aN  ♣ +épaisseur du gousset e = D mm ; ♣ @n adopte pour les montants une cornières  ailes égales ; ♣ +aire nécessaire de la section est donnée par la !ormule suivante *



Jachant que : γ K5 : coefficient de sécurité pour la résistance de la section ( γ K5 4 5$5*$ β= 4 5 et χ = 0.6 . ♣ %n prend une cornière L =/B=/B= et on la vérifie$ ♣ L!aire de la section est : = 4 O$D cm1$

 P('! ++:

=vec L) 4 L6$  P('! :

=vec L 4 L6$ ♣ %n prend  min 4 6$.7O5 ; ♣ Hérification :

(%k vérifiée* ;

♣ -onclusion : La cornière est vérifiée en compression$

!o le choix d!une cornière L =/B=/B= est admis$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 2


b" %n traction : ♣ L!effort maximal de traction est : < I (69+.56 da< O ♣

%n a pour la cornière L =/B=/B= : f  ! 7C8 K,a" f u ! CE6 K,a et =4 O$D cm1 ;

♣ %n a aussi :


*

%n doit vérifier que :

♣ -onclusion : La cornière est vérifiée en traction$

!o le choix d!une cornière L =/B=/B= est admis$ 2.6.7. &résentation des résultat de dimentionnement $

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e (


(. =:B:3@T:;< D! ,@ B,=3H! D! ,@ B!! $ (.1. :
La flèche de la ferme est vérifiée lorsque : avec , est la portée de la ferme ;
(.2. &=!
MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e )


(.(. =:B:3@T:;< D! ,@ B,=3H! $

♣ -onclusion : La flèche de la ferme est vérifiée$

+. !T4D! D! ,'@!,@! D! D:BB=!

+.1.1. :ntroduction $

Lors des calculs des assem$lages par gousset de $arres !ortement sollicitées" E 7arres de contreventement (dans les structures de $timent multiEétages ou de $timent industriels) ; E 7arres diagonales au etrémités d+une poutre  treillis ; le pro-eteur s+interroge souvent sur la répartition des eZorts au sein de l+assem$lage3

On conoit l+assem$lage pour transmettre les eZorts aiau o$tenus d+une anal4se glo$ale de la structure réalisée en considérant les etrémités des $arres diagonales articulées sur la mem$rure3 e pro$lème spéci'ue posé est de connaAtre la répartition de l+eZort appli'ué sur les parties de la mem$rure et du montant (ou poteau) attachées par le gousset3

Une !ois ces derniers eZorts connus" la vérication des résistances des attaches et" éventuellement" celle des éléments attachés" peut 2tre entreprise par ré!érence au règles applica$les (les règles .JJ ou l+,urocode F)3

).1.2.

%*les de calcul $

Jelon l!
 3as d'un cordon latéral $ le cordon est parallèle # l!effort appliqué$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e +


%n vérifie notre soudure par la formule suivante :

 3as d\un cordon #rontal $ le cordon est perpendiculaire # l!effort

appliqué$ %n vérifie notre soudure par:

 3as d\un cordon o)lique $

%n a pour les aciers de soudure J7C8" TYKT 4 5 et f u4 CE6 K,a$ %n désigne par : ' a : l!épaisseur utile du cordon$ ' T et KT : coefficients partiel de sécurité$ '  : l!effort pondéré appliqué # chaque cordon" supposé centrer au milieu de la longueur du cordon$ ' lc : longueur utile du cordon$ ' =c : la section du cordon$ '

: composantes de la contrainte mo)enne rapportée # la section du cordon$

+.2. 3@,34, D! @!,@! ;4D= $ +.2.1. !tude de l'assem)la*e au nud 9 $

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e ,


oudure montant M *ousset $ 3l s&agit d&un cordon latéral$ L!effort de calcul pour les cordons d!attache du gousset sur les montants est égale # : /B'7 4 57.5$C.7 da/ ;

,our une cornière L 86B86B8 on # : tg 4 E mm ; tc 4 8 mm ; onc t min 48 mm ; ' a : épaisseur du cordon de soudure 4 O mm

oudure mem)rure supérieure ] *ousset $ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 


3l s&agit d&un cordon de soudure oblique$ /4 57.5$C.7 et on prend une simplification 46@" donc :

+.2.2. !tude de l'assem)la*e au nud 8 $

' e 4 l&épaisseur du gousset 4 D mm ; ' b 4 largeur de l&aile de la membrure supérieure 4 .6 mm ; ' a 4 épaisseur du cordon de soudure 4 O mm ; ' d 4 5$B. cm pour 7L .6B.6B. ; Dia*onales R8 M 2 et 8 M ( U $ 3l s!agit d!un cordon fronteau :



•

@ssem)la*e mem)rure supérieure M *ousset $ 3l s!agit d!un cordon est latéral : / 4 8O67$C da/ ;

+.2.(. !tude de l'assem)la*e au nud ( $

' e4 l&épaisseur du gousset 4 D mm ; ' b 4 épaisseur de l&aile de la membrure inférieure 4 E mm ; ' b54 épaisseur de l&aile du montant 4 8 mm ; ' b7 4 épaisseur de l&aile du diagonale 4 8 mm ; ' tmin 4 inf b; b5; b74 E mm ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 90


' a 4 épaisseur du cordon de soudure 4 O mm ; ' La longueur minimale du cordon est Lc 4 8 cm ; @ssem)la*e ontant ] *ousset $ 3l s&agit d&un cordon latéral :

Joit lc1I5 cm ;

Joit lc2Ilc1 I 5 cm ; lc( I 7 cm ; Détermination lc+ $ soudure o)lique $



Joit lc+ I 6 cm$ +.2.+. !tude de la conception de certains assem)la*es $ a. @ssem)la*e de la #erme avec le poteau $

). @ssem)la*e de deu" tronôns de la #erme $ Hue la transportation difficile en une seule pièce des fermes de grande portée" on est amené # l!expédier par grands tronçons séparés$ Les assemblages prévus pour l!exécution sur chantier sont disposés généralement au milieu de la portée $-es assemblages doivent Ntres suffisamment simples # exécuter et ils doivent assurer une grande fiabilité dans leur fonctionnement$ L!assemblage des barres se fait généralement en deux phases" une # l!atelier et l!autre sur chantier$ L!étude consiste # calculer la soudure des barres dans les goussets" les dimensions de ses dernières et éventuellement le boulonnage$



HUITIÉME PARTIE

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D$%e!#$o!!e%e!t de# 3ote' DIMENTIONNEMENT DES POTEAUX 1. =<=@,:T= $ 1.1. : sont les plus utilisés comme poteau de charpente métallique$ 3ls conviennent particulièrement bien # l!assemblage des poutres dans les deux directions perpendiculaires avec facilité d!assemblage$ 1.2. !BB;T D@< ,! &;T!@4A $ Les poteaux doivent avoir des dimensions suffisantes pour pouvoir résister aux efforts suivants : •
couverture" des pannes" et de la ferme* et aux surcharges climatiques (action du vent et de la neige*$ •
horiontales des chemins de roulement$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 9)


2. 3@,34, D! &;T!@4A $ ans le calcul des poteaux prévus pour résister aux efforts extérieurs énumérés ci'dessus" on tient compte de la nature de leurs liaisons aux fermes ou aux traverses et au massif de fondation ;
2.1. !&=!
2.2. =TH;D! D! 3@,34, $ La structure ci M dessus peut Ntre modélisée par un portique dont la traverse possède une inertie infinie et qui est biMarticulé aux poteaux (poutre infiniment rigide*$ De*ré d'/perstaticité $

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4 5$

 tructure isostatique équivalente $

 Détermination des surcar*es du vent$

 Détermination de la réaction de la #erme  #erme $  Le poids propre de la couverture Icouverture :

 Le poids propre de la ferme Iferme :

' Kontant L 86Y86Y8: La longueur totale des montants: Lmontant 4 55$DO m ; La masse par mètre : ,montant 4 C$.. kg0m ;

' iagonale 7L 86Y86Y8: MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 9+


La longueur totale des diagonales : Ldiagonale 4 7E$8 m ; La masse par mètre : ,diagonale 4 .$86 kg0m ;

' Kembrures inferieures 7L E6YE6YE: La longueur totale des membrures inférieures : Lm$inf 4 75$8 m ; La masse par mètre : ,m$inf 4 56$DO kg0m ;

' Kembrures supérieures 7L .6Y.6Y.: La longueur totale des membrures supérieures : Lm$sup 4 75$8 m ; La masse par mètre : ,m$sup 4 5O$.O kg0m ;

' %n obtient donc :

 Le poids propre des pannes 3,< 576 I panne :

 -onclusion :

Dimensionnement du poteau - !,4$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel a'e 9,

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 

Détermination des réa"tions # l’$%& :



Dia'rammes obtenus ar le lo'i"iel RDM 6 :



Détermination de *:

%n a : K i K j  ij   j    ij =vec  ij  dx <3

      55

5

q





5   q  55

%n prend K 12I_ r O =près la superposition des diagrammes et # l!aide de tableau de Kohr" on trouve :



!o :



+al"ul et ,érifi"ation :

Dans notre étude nous avons choisi des profilés 3,< puisqu!ils travaillent bien # la flexion composée$ %n suppose que la section est de classe 3 ; donc il faut vérifier que :

;n commence par choisir un profilé :&! 2+ pour les poteaux puis on le vérifie$ ,ar rapport # ^'^:

,ar rapport # ':

-omme :



;n vérifie donc que :

=vec:

%n a :

;n passe # la vérification :

,e profilé 3,< 7O6 n!a pas vérifiée la condition de flambement" alors on choisit de nouveau un autre profilé : soit un :&! 27$ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 100

a'e

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 +al"ul et ,érifi"ation du rofilé I-$ ./0:

,ar rapport # ^'^:

,ar rapport # ':

3omme :

;n a les paramètres suivants :

;n passe ensuite # la vérification :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 101

a'e

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010  -onclusion :

Le profilé :&! 27 vérifie la condition de flambement # l!
,a flèche admissible de notre structure est :

$ 

;n doit vérifier la condition suivante : %n écrit donc :

Hérification :

Le profilé 3,< 7.6 n!a pas vérifiée la condition de flèche ;
Le profilé 3,< C66 n!a vérifiée la condition de flèche ; MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 102

a'e


 3onclusion $

;n adopte pour les poteaux de notre structure un profilé :&! ($

NEUVIÉME PARTIE

D$%e!#$o!!e%e!t d 3$ed MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10(

a'e


de# 3ote' DIMENSIONNEMENT DU PIEDS DES POTEAUX 1. =<=@,:T= $ 1.1.:
on épaisseur ne peut pas excéder de beaucoup l!épaisseur de l!+me et des semelles du poteau$ 3l peut Ntre renforcé par de raidisseurs$

;n admet que les platines" soumises aux réactions des fondations" risquent de se plier suivant les lignes tangentes au contour du poteau" telles que les lignes 5'5 et 7'7 dans la figure ci'dessous :

,es portions de tFles situées # l!extérieur de ces lignes sont alors # calculer comme des poutres en porte # faux" et il faut vérifier que la section de la tFle située au droit de la ligne de pliage est capable de résister au moment des réactions exercées par le massif de fondation entre cette section et le bord libre de la platine$ 1.2. 3;<3!&T:;< $ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10)

a'e


&our assurer la bonne stabilité de la structure d!une part et pour bien résister # l!action de charges importantes qui sollicitent la structure étudiée" on a choisi un encastrement au niveau des pieds de poteaux" pour cela on a conçu le schéma de calcul suivant :

1.(. &@T:! D! D:!<:;<
,es calculs vont consister # la : a$ étermination de la surface de la platine" en fonction de la contrainte admissible de compression du béton du massif$ b$ étermination de l!épaisseur de la platine" en fonction de la contrainte de flexion calculée au droit de chaque ligne de pliage$ c$ étermination de diamètre des boulons d!ancrages" en fonction des efforts de traction engendrée soit par un moment en pied (encastrement*" soit par un soulèvement au vent$ d$ étermination de la longueur de scellement$ 2. 3@,34, D4 &:!D D! &;T!@4 $ 2.1. D:!<:;<
2.1.2. ,on*ueur de la plaque d'assise $ MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10*

a'e

BUREAU D’ETUDE DE CNSTRUCTIONS METALLIQUES A.U :2009/2010 

,a longueur L de la plaque est choisie de façon # ce que la contrainte maximale dans la fondation" au bord de la plaque" dépasse la résistance de calcul # l!écrasement du béton de fondation$ Co!d$t$o! . :

K et / sont les valeurs du moment fléchissant et de l!effort normal pour le cas de sollicitation maximale (cas le plus défavorable*$ K 4 .88D$7 da/$m$ / 4 8O6D$8 da/$ La valeur de

est donné par :

%n peut écrire donc :

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10+

a'e


=$/ :

Co!d$t$o! 6 :

%n prend :
2.1.(. =paisseur de la plaque d'assise $



&our déterminer l!épaisseur de la plaque on utilise la théorie des plaques$ %n cherche tout d!abord dans les différentes ones de la plaque le moment fléchissant maximal$

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10,

a'e


,es ones (5*" (7*" (C*" (O* représentent les ones o le moment peut Ntre maximal pour chaque cas$ Le cas (a* présentes deux ones : one (5* :
one (7* :


MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 10

a'e


!o donnée par :

" et l!épaisseur de la plaque est

2.1.+. 3onclusion $

2.2. 3K
lle est droite mais généralement recourbée # une extrémité" ce qui permet de reprendre

!

un effort de traction plus important et de bloquer la tige et donc l!ensemble de la charpente lors du montage de la structure$  es efforts de traction sont engendrés par le vent de soulèvement en général et par les

3

moments # la base dans le cas de poteaux encastrés$


a'e




EG e a8!# =4 le= 54l#= :

=vec :


a'e




D!;e#=!##e;e# e= 54l#= : ;n fixe dans un premier lieu on fixe la classe : soit la classe O$E$ L!aire de section des boulons est donnée par la formule suivante :



=/ : 

;n constate que les boulons φ27 a)ant l!aire égal # O8B mm1 sont suffisants" ce choix n!existe pas sur marche" donc on essa)e de nouveau avec une classe 8.8$


a'e


=/ :



;n constate que les boulons φ18 de classe D$D a)ant l!aire égal # 5B7 mm1 sont suffisants$ -3!8a!# e= 54l#= : ;n sait bien que les boulons sont soumis # un effort tranchant qui a pour valeur H 4 5.D8 da/$ ;n vérifie les boulons en traction plus le cisaillement par la formule suivante :

%n vérifie donc :

=près la détermination du diamètre des boulons" on doit faire une vérification sur la longueur de la plaque d!assise comme suit :


a'e




Cal84l e l#'4e4 e =8elle;e# : La longueur de scellement est calculée # l!aide de la formule suivante qui donne la force de traction maximale dans une barre de diamètre φ de longueur l$

%n obtient donc :

CONCLUSION MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 11(

a'e


initiative #ue prennent les écoles pro$essionnelles en organisant les bureaux détudes est une mise en situation réelle des étudiants en vue de les préparer 1 leurs $utures intégrations dans le domaine relevant de leurs spécialités.

-ur le plan tec!ni#ue ce bureau détude nous a donné une idée sur 2

• e dimensionnement et la détermination des sections des constituants essentiels de l3ossature dune construction métalli#ue sans oublier les véri$ications nécessaires en tenant compte 2  du co4t du projet 5  de la sécurité 5  de l3est!éti#ue 5 • ampleur du travail du bureau détude et les t6c!es $astidieuses aux #uelles sont con$rontés les $utures ingénieurs. • /7tre con$ronté aux probl"mes prati#ues relevant de domaine de spécialisation. • /avoir un esprit de s8nt!"se et de déduction pour ladoption de di$$érentes solutions 1 apporter aux probl"mes. • /e $aire le point sur le niveau des connaissances tec!nologi#ues par rapport 1 la prati#ue courante.

ingénieur doit également intégrer dans sa démarc!e intellectuelle toutes les données naturelles et $onctionnelles liées au site et 1 la destination dun

MESSAOUD Haykel & MESSAOUDI !"e# & M$OU%HI B!lel 11)

a'e

Exemple d'Application Simple de Calcul de Charpente Métallique

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