Calcul Du Vent Pour Batiments

Informations sur le site

LOCALISATION DE LA STRUCTURE

masse volumique de l'air rho (kg/m3)

rho = 1.225

vitesse de référence de base du vent Vref_0 (m/s)

zone de vent = ####### Vref_0 = #######

coefficients de direction C_DIR et d'altitude C_ALT

C_DIR = 1 C_ALT = 1

coefficient pour construction temporaire C_TEM

C_TEM = 1

vitesse de référence du vent V_ref (m/s)

probabilité de dépassement p = 0.02 K_1 = 0.33 n = 0.5

V_ref = #VALUE!

RUGOSITE DU SITE

catégorie de terrain = ####### epsilon = #######

paramètre de rugosité z_0 = ####### hauteur minimale z_min = #######

coef. de terrain k_T = ####### coef. de turbulence k_R = #######

TOPOGRAPHIE DU SITE

type d'obstacle : pas d'obstacle

hauteur de l'obstacle H = 0 longueur à mi-hauteur de l'obstacle LH = 1

position de la structure x = 0 pente de l'obstacle phi = 0

L = 1 S_max = 0 alpha = 0 k_red = 1.5

Bâtiment à toiture plate

hauteur du bâtiment h (m) = 0.00 dimension parallèle au vent d (m) = 0.00

dimension perpendiculaire au vent b = 0.00 perméabilité du bâtiment mu = 0.00

type de bord de toiture = Arêtes vives

caractéristique géométrique du bord de toiture = néant

dimension e (m) = 0.00

PAROIS VERTICALES

Découpage du bâtiment en plusieurs parties

nombre de parties intermédiaires : 0

partie i hauteur de la partie

1 0.00 0.00 0.00 ####### ####### 0.00 0.00

2 ####### ####### #VALUE! ####### ####### #VALUE! #VALUE!







hauteur de référence z_e

surface zone A

surface zone B

surface zone C

surface zone D

surface zone E



Coefficients de pression extérieure

partie i zone A zone B zone C zone D zone E

1 0.00 ####### ####### 0.00 0.00

2 #VALUE! ####### ####### #VALUE! #VALUE!









Coefficient de pression intérieure

coefficient de pression intérieure : 0.80

Coefficients de rugosité

Partie 1 Partie 2 Partie 3 Partie 4 Partie 5 Partie 6 Partie 7 Partie 8 Partie 9 Partie 10

0.00 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

Coefficients de topographie


1.00 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### #######

Coefficients d'exposition


#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

Forces dues au vent (N/m2)


1 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!










TOITURES

hauteur de référence z_e (m) : z_e = h = 0.00

Surfaces des zones de la toiture

zone F zone G zone H zone I

0.00 0.00 0.00 0.00



-2.50 -2.00 -1.20 -0.20

0.20

Coefficient de rugosité

c_r = 0.00

Coefficient de topographie

c_t = 0.00

Coefficient d'exposition

c_e = #VALUE!


zone F zone G zone H zone I Acrotère

#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

#VALUE!

Bâtiment à toiture à un versant

hauteur du bâtiment h (m) = 0.00 dimension perpendiculaire au vent b = 0.00

hauteur des parois verticales h_p = 0.00 dimension paralléle au vent d (m) = 0.00

direction du vent theta (°) = 0.00 angle de toiture alpha (°) = 0.00

dimension e (m) = 0.00 perméabilité du bâtiment mu = 0.00

PAROIS VERTICALES




1 0.00 0.00 0.00 ####### ####### 0.00 0.00











surface zone A

surface zone B

surface zone C

surface zone D

surface zone E

h_p

h_p

partie S

partie S

S 0.00 0.00 ####### ####### ####### 0.00



1 0.00 ####### ####### 0.00 0.00










S -1.30 ####### ####### ####### -0.30


coefficient de pression intérieure = 0.80


Partie 1 Partie 2 Partie 3 Partie 4 Partie 5 Partie 6 Partie 7 Partie 8 Partie 9 Partie 10 Partie S

0.00 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 0.00



1.00 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 1.00



#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!













S #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

TOITURES

2 cas possibles pour la direction du vent :




0.00 0.00 0.00 #######



####### ####### ####### #######

####### ####### #######


c_r = 0.00


c_t = 0.00


c_e = #VALUE!


zone F zone G zone H zone I Acrotère

#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

####### ####### #######

Bâtiment à toiture à deux versants


hauteur des parois verticales h_p (m) = 0.00 dimension paralléle au vent d (m) = 0.00

direction du vent theta (°) = 0.00 angle de toiture alpha (°) = 0.00

dimension e (m) = 0.00 perméabilité du bâtiment mu = 0.00

PAROIS VERTICALES




1 0.00 0.00 0.00 ####### 0.00 0.00 0.00

2 ####### ####### #VALUE! ####### #VALUE! #VALUE! #VALUE!










surface zone A

surface zone B

surface zone C

surface zone D

surface zone E

h_p

h_p

partie S

S 0.00 0.00 ####### ####### ####### #######



1 0.00 ####### -0.50 0.00 0.00

2 #VALUE! ####### #VALUE! #VALUE! #VALUE!









S -1.30 ####### ####### ####### #######





0.00 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 0.00



1.00 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 1.00



#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!













S #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

TOITURES




zone F zone G zone H zone I zone J

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00



####### ####### ####### ####### #######

####### ####### #######


c_r = 0.00


c_t = 0.00


c_e = #VALUE!


zone F zone G zone H zone I zone J Acrotère

#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! ####### #VALUE!

####### ####### #######

Bâtiment à toiture à quatre versants


hauteur des parois verticales h_p (m) = 0.00 dimension paralléle au vent d (m) = 0.00

dimension e (m) = 0.00 direction du vent theta (°) = 0.00

0.00 0.00

perméabilité du bâtiment mu = 0.00

PAROIS VERTICALES




1 0.00 0.00 0.00 ####### ####### 0.00 0.00










angle de toiture du versant au vent (alpha 1) (°) =

angle de toiture du versant sous le vent (alpha 2) (°) =


surface zone A

surface zone B

surface zone C

surface zone D

surface zone E

h_p

h_p



1 0.00 ####### ####### 0.00 0.00














0.00 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!



1.00 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### #######
















TOITURES




zone F zone G zone H zone I zone J zone K zone L zone M zone N

#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #######


zone F zone G zone H zone I zone J zone K zone L zone M zone N

####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### #######

####### ####### #######


c_r = 0.00


c_t = 0.00


c_e = #VALUE!


zone F zone G zone H zone I zone J zone K zone L zone M zone N Acrotère


#VALUE! #VALUE! #VALUE!

Calcul du coefficient dynamique c_d

CARACTERISTIQUES DE LA STRUCTURE

hauteur du bâtiment h (m) = 0.00 longueur parallèle au vent d (m) = 0.00

longueur perpendiculaire au vent b (m) = 0.00 masse par unité de longueur m (kg/m) = 0

perméabilité du bâtiment mu = 0.00 fréquence fondamentale n1(Hz) : #DIV/0!

0.00 0.00

0.00 0.00

hauteur équivalente z_equ (m) : ####### intensité de la turbulence Iv : #VALUE!

coefficient de rugosité c_r : #VALUE! surface de la paroi au vent (m²) : 0.00

coefficient de topographie c_t : 1.00 coefficient de pression extérieure : 0.00

vitesse moyenne du vent Vm (m/s) : #VALUE! coefficient de pression intérieure : 0.80

échelle intégrale de turbulence Li (m) : 300.00

Composante quasi-statique Q0

--> Q0 = 1.00

Composante résonante Rx

Nx = #DIV/0! eta_h = #DIV/0! eta_b = #DIV/0!

Rn = #DIV/0! Rh = #DIV/0! Rb = #DIV/0!

--> Rx = #DIV/0!

Facteur de pointe g

S = 0.00 nu 0 = #VALUE! nu = #VALUE!

--> g = #VALUE!

Coefficient dynamique c_d

--> c_d = #VALUE!

décrément logarithmique d'amortissement aérodynamique

delta_a :

décrément logarithmique d'amortissement dû à des dispositifs

spéciaux delta_d =

décrément logarithmique d'amortissement structural delta_s :

décrément logarithmique d'amortissement total :

Effets dynamiques particuliers


hauteur du bâtiment h (m) = 0.00 longueur parallèle au vent d (m) = 0.00

longueur perpendiculaire au vent b (m) = 0.00 masse par unité de longueur m (kg/m) = 0

coefficient de rugosité c_r : #VALUE! fréquence fondamentale n1 (Hz) : #DIV/0!

coefficient de topographie c_t : 1.000.00

#VALUE!

nombre de Strouhal St : #DIV/0! nombre de Scruton Sc : #DIV/0!

DETACHEMENT TOURBILLONNAIRE

vitesse critique Vcrit, 1 (m/s) : #DIV/0! nombre de Reynolds Re ( Vcrit, 1) : #DIV/0!

détachement tourbillonnaire ? ###

coefficient de déformée modale K : #VALUE! coefficient de longueur de corrélation Kw : #VALUE!

#VALUE!coefficient d'excitation aérodynamique c_lat : #VALUE!

longueur de corrélation effective L1 (m) : #VALUE! amplitude maximale y_F_max (m) : #VALUE!

force par unité de longueur due au détachement tourbillonnaire, à la hauteur z

hauteur z (m) ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### #######

force (N/m) #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!

GALOP CLASSIQUE

coefficient d'instabilité au galop a_G : #DIV/0! vitesse de déclenchement du galop V_CG : #DIV/0!

galop ? ###

INTERFERENCE DETACHEMENT TOURBILLONNAIRE - GALOP

interférence entre le détachement tourbillonnaire et le galop ? #DIV/0!


vitesse moyenne du vent Vm (au sommet de la structure) (m/s) :

coefficient d'excitation aérodynamique de base c_lat0 :

Ce document a pour but de déterminer les forces surfaciques exercées par le vent sur les divers parties d'un bâtiment classique.

Comment utiliser ce document ?

Principe

Le principe de ce document est de rentrer les quelques grandeurs caractéristiques du bâtiment et du vent. Le document décompose ensuite automatiquement le bâtiment en différentes parties, et calcule les différents coefficients intervenant dans l'expression des effets du vent. Au final, il donne les forces surfaciques dues au vent s'exerçant sur chacune de ces parties, ainsi que leur aire.

Structure générale du document

Le document se compose de plusieurs feuilles. La première sert à entrer les données concernant la localisation géographique du bâtiment. L'avant-dernière permet le calcul du coefficient dynamique. La dernière s'intéresse aux effets dynamiques particuliers. Enfin, les autres traitent chacune d'un type de bâtiment bien spécifique, dépendant du type de toiture.

Structure des feuilles

Toutes les feuilles suivent le même schéma. En premier, l'utilisateur trouve une partie à fond grisé. C'est dans cette partie qu'il va rentrer ses données.

Les données à entrer obligatoirement pour le bon fonctionnement de ce document sont mises en évidence par des cases à bords noirs gras. Il s'agit notamment des dimensions du bâtiment, ainsi que de sa localisation géographique.

Les données mises en évidence par des cases à bords noirs pointillés sont des données à remplir éventuellement, selon la situation. Généralement, le document affecte des valeurs par défaut à ces données, correspondant aux cas courants et simples. Lorsque rien n'est précisé, cette valeur par défaut est zéro. Ces données sont détaillées feuille par feuille plus loin.

Il existe des cases à bords mixtes. Ces cases vont généralement par deux. L'utilisateur a alors le choix entre remplir l'une ou l'autre de ces cases. Il doit obligatoirement en remplir une, mais il ne faut pas remplir les deux.

Ensuite, vient le corps de la feuille (police noire). Dans celui-ci, l'utilisateur trouve d'abord un rappel des données qu'il a entrées, puis la feuille déroule tous les coefficients intervenant dans le calcul des effets du vent.

En parallèle de ce corps principal, l'utilisateur trouve parfois des commentaires (police bleue). Ces commentaires donnent des indications pour des cas particuliers non traités directement par la feuille. Ils incluent aussi des résultats intermédiaires, nécessaires aux formules du corps principal, et des extraits de l'Eurocode, utiles pour remplir la feuille.

Lors de l'impression d'une feuille, seul le corps principal apparaît. La partie grisée et les commentaires ne font pas partie de la zone d'impression.

Ce document a pour but de déterminer les forces surfaciques exercées par le vent sur les divers parties d'un bâtiment classique.

Comment utiliser ce document ?

Principe

Le principe de ce document est de rentrer les quelques grandeurs caractéristiques du bâtiment et du vent. Le document décompose ensuite automatiquement le bâtiment en différentes parties, et calcule les différents coefficients intervenant dans l'expression des effets du vent. Au final, il donne les forces surfaciques dues au vent s'exerçant sur chacune de ces parties, ainsi que leur aire.

Structure générale du document

Le document se compose de plusieurs feuilles. La première sert à entrer les données concernant la localisation géographique du bâtiment. L'avant-dernière permet le calcul du coefficient dynamique. La dernière s'intéresse aux effets dynamiques particuliers. Enfin, les autres traitent chacune d'un type de bâtiment bien spécifique, dépendant du type de toiture.

Structure des feuilles

Toutes les feuilles suivent le même schéma. En premier, l'utilisateur trouve une partie à fond grisé. C'est dans cette partie qu'il va rentrer ses données.

Les données à entrer obligatoirement pour le bon fonctionnement de ce document sont mises en évidence par des cases à bords noirs gras. Il s'agit notamment des dimensions du bâtiment, ainsi que de sa localisation géographique.

Les données mises en évidence par des cases à bords noirs pointillés sont des données à remplir éventuellement, selon la situation. Généralement, le document affecte des valeurs par défaut à ces données, correspondant aux cas courants et simples. Lorsque rien n'est précisé, cette valeur par défaut est zéro. Ces données sont détaillées feuille par feuille plus loin.

Il existe des cases à bords mixtes. Ces cases vont généralement par deux. L'utilisateur a alors le choix entre remplir l'une ou l'autre de ces cases. Il doit obligatoirement en remplir une, mais il ne faut pas remplir les deux.

Ensuite, vient le corps de la feuille (police noire). Dans celui-ci, l'utilisateur trouve d'abord un rappel des données qu'il a entrées, puis la feuille déroule tous les coefficients intervenant dans le calcul des effets du vent.

En parallèle de ce corps principal, l'utilisateur trouve parfois des commentaires (police bleue). Ces commentaires donnent des indications pour des cas particuliers non traités directement par la feuille. Ils incluent aussi des résultats intermédiaires, nécessaires aux formules du corps principal, et des extraits de l'Eurocode, utiles pour remplir la feuille.

Lors de l'impression d'une feuille, seul le corps principal apparaît. La partie grisée et les commentaires ne font pas partie de la zone d'impression.

Les feuilles de calcul

Le site

La feuille "site" est à remplir obligatoirement, car elle conditionne les résultats de toutes les autres feuilles.

C'est ici que l'utilisateur rentre les données concernant la position géographique et topographique du bâtiment étudié. Il est impératif de renseigner la zone du site (cf carte des zones de vent) ainsi que la catégorie de rugosité du terrain environnant la structure. Concernant la zone de vent, l'utilisateur a toutefois la possibilité de rentrer directement la valeur de base de la vitesse de référence du vent, Vref_0.

La feuille de site laisse ensuite la possibilité de changer certains paramètres du vent de référence, tel que les coefficients d'altitude, temporaire et de direction, ou encore la probabilité de dépassement annuel.

Enfin, la dernière section est consacrée à la topographie du site. Par défaut, le document considère que le bâtiment se situe sur un terrain plat. Si tel n'est pas le cas, il convient alors de remplir les quatre données nécessaires à la paramétrisation de la topographie environnante.

Une fois la feuille de site remplie, il est temps de passer à la feuille de bâtiment. Ce document permet de traiter quatre types de bâtiment. Ces quatre types dépendent en réalité du type de toiture du bâtiment. Ainsi, le document distingue les toitures plates, les toitures à un versant, les toitures à deux versants et les toitures à quatre versants.

Toiture plate

Après avoir indiqué les dimensions de la structure (h, b et d) et sa perméabilité pour la direction du vent étudiée, l'utilisateur a la possibilité d'ajouter à la toiture plate soit des acrotères, soit des brisis mansardés, soit des rives arrondies. Il est impossible d'avoir à la fois deux de ces bords particuliers. Par défaut, le document considère des toitures à arêtes vives. Si ce n'est pas le cas, il faut alors indiquer quel est le type du bord particulier, et renseigner la caractéristique géométrique de ce bord.

Remarque : la perméabilité, comme définie dans l'Eurocode, dépend de la direction du vent étudiée. Si l'utilisateur change celle-ci au cours de son étude, il faut penser à modifier en conséquence la perméabilité.

La feuille se divise ensuite en deux sections : une section "parois verticales" et une section "toiture".

Dans la section "parois verticales", la feuille fait apparaître le découpage de ces parois, en donnant notamment la hauteur de référence et la surface de chacune des parties. Ensuite, viennent les coefficients de pression extérieure correspondants, les coefficients d'exposition et enfin les forces surfaciques s'exerçant sur chacune de ces parties. A noter que le document prévoit un découpage en hauteur maximum de 10 parties (ce qui correspond à h = 10 x b).

Dans la section "toiture", la feuille indique là encore la hauteur de référence utilisée. Puis elle présente le découpage de la toiture, les coefficients de pression extérieure correspondants, les coefficients d'exposition et enfin les forces surfaciques.


Le site






Toiture plate






Pour les toitures plates, les coefficients de pression extérieure dépendent du type de bord de toiture. Celui-ci a été indiqué en haut de la feuille (par défaut, arêtes vives).

Tous les résultats ne concernent que la partie plate de la toiture. Pour les bords particuliers en eux-mêmes, la feuille indique en commentaires les règles à appliquer pour déterminer leurs coefficients de pression extérieure (le calcul n'est pas automatique dans ce cas là).

Toiture à un versant

Il s'agit ici de traiter le cas des toitures à un versant de pente comprise entre 5° et 75°. Pour des pentes inférieures à 5°, on considére que la toiture est plate et on utilise en ce cas la feuille correspondante. Quant aux pentes supérieures à 75°, elles ne sont pas traitées dans l'Eurocode.

Tout comme pour la toiture plate, il convient d'abord de renseigner les dimensions du bâtiment. Cependant, ici apparaissent deux hauteurs : h, hauteur totale du bâtiment (toiture inclue) et h_p, hauteur de la paroi verticale la plus basse. L'utilisateur peut indiquer soit l'une soit l'autre de ces hauteurs, le document calculant automatiquement (s'il connait l'angle de toiture) la donnée manquante.

De plus, la structure n'étant plus symétrique, il convient d'indiquer l'angle de direction du vent. Ici, seules les directions 0° 90° et 180° sont possibles. La direction du vent influe sur le découpage de la toiture et sur la valeur des coefficients de pression extérieure.

Remarque : selon la direction du vent indiquée, le document affecte à la valeur b (dimension perpendiculaire au vent) la dimension i ou j. Il en va de même pour la valeur d (dimension parallèle au vent).

L'utilisateur retrouve ensuite la section "parois verticales" et la section "toiture". La principale différence avec le cas des toitures plates est l'apparition de la zone S. Si l'on prend l'horizontale en partant du bord de la rive basse, la zone S est la zone se situant au-dessus de cette horizontale, jusqu'à la toiture. En dessous, on retrouve des parois de formes classiques en rectangle. La hauteur de référence pour la zone S est la hauteur totale h.

Concernant les aires des parties de la toiture, lorsqu'il apparaît deux zones de même type, le document indique l'aire d'UNE de ces zones (et pas l'aire totale de ces zones). Par exemple, il y a deux zones F, à chaque coin du bord de toiture au vent. L'aire F indiquée dans le tableau correspond donc à l'aire d'une zone F, et non à la somme des aires de ces deux zones F.

A noter aussi parfois la présence de deux coefficients de pression extérieure pour certaines zones (et donc de deux forces). Si tel est le cas, il convient d'étudier par la suite deux cas : le premier cas prend en compte les valeurs négatives de ces forces "doubles" (pour toutes les zones), le deuxième cas prend en compte les valeurs positives (pour toutes les zones). Il est strictement interdit, pour les zones concernées par ces doubles coefficients, de prendre simultanément une valeur positive pour une de ces zones et une valeur négative pour une autre.

Toiture à deux versants

Ce cas est très similaire au cas des toitures à un versant. Les différences sont :

direction du vent possible : 0° et 90° (compte tenu de la symétrie de la structure)














angle de pente : positif ou négatif. Le signe de la pente influe sur la valeur des coefficients de pression extérieure.

Toitures à quatre versants

Le cas des toitures à quatre versants est un peu plus complexe que les précédents. En effet, il apparaît un angle de toiture de plus, et il faut bien faire attention à ce que les dimensions et les angles sont cohérents entre eux.

De plus le découpage de la toiture est un peu plus complexe que précédemment. Notamment, il fait apparaître beaucoup plus de zones.

Cependant, mises à part ces différences, ce cas est similaire aux autres.

Coefficient dynamique

Le calcul des forces dans les feuilles précédentes est supposé statique, et ne fait donc pas intervenir le coefficient dynamique. Cependant, la dernière feuille du document permet d'avoir ce coefficient, du moins pour certains type de structures seulement (bâtiment béton, bâtiment acier, bâtiment mixte et tour béton). La feuille propose soit d'utiliser les abaques, soit d'effectuer le calcul exact.

Calcul exact du coefficient dynamique :

Une fois encore, il convient d'indiquer certains paramètres du bâtiment. Si certains paramètres, tels que la fréquece fondamentale ou le décrément logarithmique d'amortissement structural, ne sont pas entrés, le document calcule alors une valeur approximative de ces paramètres.

La masse généralisée par unité de longueur intervient dans le calcul du décrément logarithmique d'amortissement aéodynamique. Elle est supposée constante (et donc égale à la masse équivalente par unité de longueur).

Ensuite, la feuille déroule le calcul de tous les termes intermédiaires permettant d'obtenir le coefficient dynamique.


Cette feuille indique si certains effets dynamiques particuliers sont à prendre en compte. La feuille ne traite que du détachement tourbillonnaire et du galop, car les bâtiments sont très rarement concernés par les autres effets (divergence, flottement,...).

Dans le cas du détachement tourbillonnaire, si celui-ci existe, il convient alors d'appliquer la méthode itérative présentée dans l'Eurocode afin de trouver l'amplitude maximale des déplacements latéraux. Pour cela, l'utilisateur entre une valeur de y_F_max dans la case correspondante (dans les commentaires). La feuille donne alors les différents coefficients correspondant à cette amplitude, et au final, calcule la nouvelle valeur de y_F_max. Si celle-ci ne correspond pas à la valeur entrée initialement, alors il faut recommencer le processus, en entrant cette fois la valeur calculée lors de l'itération précédente. L'utilisateur doit répéter cette opération jusqu'à ce que la valeur calculée corresponde à celle entrée. A ce moment, l'itération est terminée, et l'utilisateur a alors les valeurs exactes de tous les coefficients, notamment de y_F_max.















Ensuite, l'utilisateur a la possibilité d'obtenir la force par unité de longueur due au détachement tourbillonnaire pour un certain nombre de points, repérés par leur hauteur. Toujours dans les commentaires, l'utilisateur entre donc la hauteur des points au niveau desquels il souhaite connaître la force du détachement tourbillonnaire.

Concernant le galop, la feuille indique juste si celui-ci existe ou pas. L'Eurocode ne donne en effet pas de moyen de calcul des effets du galop, et recommande des études en soufflerie.

De même, la feuille indique s'il existe des risques d'interférences entre détachement tourbillonnaire et galop.

Remarques

Erreur

####### peut signifier plusieurs choses. Il peut s'agir d'une erreur dans les calculs (et donc dans les données rentrées). Mais généralement, cela signifie tout simplement que le terme en question n'a pas lieu d'être dans la configuration rentrée. Par exemple, il n'existe pas toujours une zone C pour les parois verticales.

"Erreur" signifie la plupart du temps une erreur dans les données entrées initialement. Par exemple, une direction du vent différente de 0°, 90° et 180°.

Acrotères

Sur les acrotères, le coefficient de pression nette est pris égal à 1,3. Le document donne aussi la force surfacique s'exerçant sur les acrotères. L'aire des acrotères est à déterminer manuellement.

Unités

L'Eurocode, et par conséquent le présent document, utilise les unités du système internationnal.

Protection

Les feuilles du document sont protégées. L'utilisateur n'a donc pas directement la possibilité de les modifier, il ne peut que remplir les cases à bords noirs gras et/ou pointillés. Cependant, il est possible de désactiver cette protection, afin, par exemple, de modifier une formule. Pour ce faire, il faut aller dans "Outils", puis "Protection", puis "Oter la protection". Il n'y a pas de mot de passe, il suffit donc de cliquer ensuite sur "OK". Une fois la modification effectuée, revenir dans « Protection » et cliquer sur « Prôteger la feuille » ( le mot de passe est déconseillé).




Remarques

Erreur



Acrotères


Unités


Protection



Le site






Toiture plate























Remarques

Erreur



Acrotères


Unités


Protection


Exemple

Feuille de site




rho : 1.225 par défaut, la valeur est 1,225


Cet exemple a pour but d'illustrer, étape par étape, l'utilisation de ce document. Le bâtiment étudié dans cet exemple se situe près du Havre, sur la côte, au somment d'une falaise. Il s'agit d'un bâtiment en béton. Les dimensions caractéristiques du terrain et de la structure sont indiqués dans les schémas suivants. La perméabilité du bâtiment, dans la direction du vent étudiée, est supposée égale à 0,75.

65 m

40 m

50 m

16,6 m

35 m

30 m

33,69°

Vent

Vue latérale

1) Il est inutile de changer la masse volumique, car le document prend comme valeur par défaut la valeur indiquée dans l'Eurocode, pour le cas de la France. (même si la case est vide)

Mer

zone: 3 ou entrer directement Vref_0 :

--> Vref_0 : 28


par défaut, ces deux coefficients valent 1

C_DIR : 1 C_ALT :


par défaut, ce coefficient vaut 1

C_TEM = 1


p : 0.02 K_1 : 0.33

par défaut, K_1 vaut 0,33, et n vaut 0,5 (paramètres pour la France)

RUGOSITE DU SITE

catégorie de terrain : 1

TOPOGRAPHIE DU SITE

par défaut, la vitesse de référence correspond à une probabilité annuelle p de dépassement de 0,02. Pour une autre probabilité, entrer la nouvelle valeur ci-dessous, ainsi que les paramètres de forme K_1 et n de la zone. Il est déconseillé de changer la valeur de p si l'on utilise déjà un coefficient temporaire C_TEM différent de 1.

3) Le bâtiment se situe dans la zone 3

5) Nous gardons les valeurs par défaut de ces coefficients (il est rare de les changer)

H : 90 par défaut, le site est considéré comme plat : H = 0

LH : 8.3

distance x : 65 par défaut, x = 0 (bâtiment au sommet de l'obstacle)

1 pour les collines bidimensionnelles

type d'obstacle : 2 2 pour les falaises et dénivellations

3 pour les collines tridimensionnelles




rho = 1.225


zone de vent = 3


C_DIR = 1 C_ALT =


C_TEM = 1


probabilité de dépassement p = 0.02 K_1 =

V_ref = 28.00

RUGOSITE DU SITE

catégorie de terrain = 1

par défaut, la valeur de LH vaut 1 (une valeur non nulle est nécessaire pour les calculs)

7) H vaut 40 + 50 = 90 m

8) LH vaut 8,3 m

9) Le bâtiment est situé à 65 m du bord de la falaise

10) L'obstacle est une falaise

Calcul de la vitesse de référence du vent, à partir des données rentrées précédemment

Récapitulatif des données rentrées précédemment concernant la vitesse de référence du vent

Liste des différents coefficients liés à la rugosité du sol, déterminés selon la rugosité rentrée précédemment

paramètre de rugosité z_0 = 0.005 hauteur minimale z_min =

coef. de terrain k_T = 0.16 coef. de turbulence k_R =

TOPOGRAPHIE DU SITE

type d'obstacle : falaise / dénivellation

hauteur de l'obstacle H = 90 longueur à mi-hauteur de l'obstacle LH =

position de la structure x = 65 pente de l'obstacle phi =

L = 180 S_max = 0.65 alpha =

Feuille du bâtiment


Liste des différents coefficients liés à la rugosité du sol, déterminés selon la rugosité rentrée précédemment

h_p

ji

partie S

α

α

hauteur h (m) : 45.00 ou hauteur h_p (m) :

dimension i (m) : 15.00

perméabilité mu :

dimension j (m) : 30.00

angle de toiture alpha (°) : 33.69

direction du vent theta (°) : 0


hauteur du bâtiment h (m) = 45.00 dimension perpendiculaire au vent b =

hauteur des parois verticales h_p (m) = 35.00 dimension paralléle au vent d (m) =

direction du vent theta (°) = 0 angle de toiture alpha (°) =

si alpha est compris entre - 5° et + 5°, se reporter aux bâtiments à toitures plates

0° pour un vent perpendiculaire au faîte/noue, 90° pour un vent parallèle au faîte/noue

ji

Vent: θ = 0°1) Le bâtiment fait 45 m de haut (toiture comprise)

3) Autres dimensions caractéristiques du bâtiment

5) Le vent est perpendiculaire au faîte : direction 0°

dimension e (m) = 15.00 perméabilité du bâtiment mu =

PAROIS VERTICALES




1 15.00 15.00 45.00

2 5.00 20.00 15.00

3 15.00 35.00 45.00

4 ####### ####### #VALUE!

5 ####### ####### #VALUE!

6 ####### ####### #VALUE!

7 ####### ####### #VALUE!

8 ####### ####### #VALUE!

9 ####### ####### #VALUE!

10 ####### ####### #VALUE!

S 45.00 3.00


partie i zone A zone B zone C

1 -1.00 -0.80 -0.50

2 -1.00 -0.80 -0.50

3 -1.00 -0.80 -0.50

4 #VALUE! #VALUE! #VALUE!







S -1.16 -0.80 -0.50


coefficient de pression intérieure =


surface zone A

Nombre de parties intermédiaires, dans le découpage vertical du bâtiment (cf diagramme sur la droite)

Hauteurs de référence et surfaces des différentes zones apparaissant dans le découpage du bâtiment (déterminent les coefficients de pression extérieure, et à relier avec les forces surfaciques pour obtenir l'effet global du vent)


Partie 1 Partie 2 Partie 3 Partie 4 Partie 5 Partie 6 Partie 7

1.28 1.33 1.42 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!



1.48 1.45 1.36 ####### ####### ####### #######



5.72 5.84 5.90 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!


partie i zone A zone B zone C

1 -2042.39 -1493.18 -669.35

2 -2087.15 -1525.90 -684.03

3 -2105.48 -1539.30 -690.03








S -2519.74 -1521.31 -681.96

TOITURES


hauteur de référence z_e (m) : z_e = h =



5.63 11.25 247.92 247.92



-0.39 -0.20 0.00 -0.35

####### ####### #######


c_r = 1.46


c_t = 1.32


c_e = 5.83



-383.18 143.95 707.98 -264.53 -544.31

####### ####### #######

Note : sur les acrotères éventuels, il convient de prendre pour les calculs un coefficient de pression nette égal à 1,3

Feuille de calcul du coefficient dynamique


La masse par unité de longueur est supposée ici être constante.


hauteur h (m) : 45.00 type de structure :

longueur perpendiculaire au vent b (m) : 15.00 bâtiment en béton armé

bâtiment en acier

longueur parallèle au vent d (m) : 30.00 structure composite acier + béton

tour en béton

masse par unité de longueur m (kg/m) : 100000

perméabilité mu : 0.75



hauteur du bâtiment h (m) = 45.00 type de structure =

longueur perpendiculaire au vent b (m) = 15.00

longueur parallèle au vent d (m) = 30.00

masse par unité de longueur m (kg/m) = ### perméabilité du bâtiment mu =

hauteur équivalente z_equ (m) : 27.00 fréquence fondamentale n1(Hz) :


spéciaux delta_d :


spéciaux delta_d =

Dimensions caractéristiques du bâtiment (dans la direction du vent étudiée)

Masse par untité de longueur (nous prendrons ici 100 000 kg/m)

coefficient de rugosité c_r : 1.38

coefficient de topographie c_t : 1.41

vitesse moyenne du vent Vm (m/s) : 54.15

échelle intégrale de turbulence Li (m) : 219.37

intensité de la turbulence Iv : 0.08

surface de la paroi au vent (m²) : 450.00

coefficient de pression extérieure : 0.80

coefficient de pression intérieure : -0.26


--> Q0 = 0.85


Nx = 4.14 eta_h = 3.91

Rn = 0.05 Rh = 0.22

--> Rx = 0.52

Facteur de pointe g

S = 1.38 nu 0 = 0.18

--> g = 3.59


--> c_d = 1.01

Feuille des effets dynamiques particuliers




delta_a :


Paramètres intermédiaires nécessaires au calcul de la composante résonante

Paramètres intermédiaires nécessaires au calcul du facteur de pointe


hauteur h (m) : 45.00 type de structure :

longueur perpendiculaire au vent b (m) : 15.00 bâtiment en béton armé

bâtiment en acier

longueur parallèle au vent d (m) : 30.00 structure composite acier + béton

tour en béton

masse par unité de longueur m (kg/m) : 100000

coefficient de forme de déformée xsi : 1.00

0,6 pour les constructions à ossature élancée et murs porteurs ou bardage

2,0 pour les tours et cheminées

2,5 pour les tours métalliques à treillis



hauteur du bâtiment h (m) = 45.00 type de structure =

longueur perpendiculaire au vent b (m) = 15.00 longueur parallèle au vent d (m) =

masse par unité de longueur m (kg/m) = 100000 fréquence fondamentale n1 (Hz) :

coefficient de rugosité c_r : 1.46

coefficient de topographie c_t : 1.32

53.70

nombre de Strouhal St : 0.06 nombre de Scruton Sc :

1,0 pour les bâtiments à noyau central et poteaux périphériques ou poteaux plus importants et contreventements

1,5 pour les bâtiments élancés en encorbellement et les bâtiments supportés par noyau central en béton armé

vitesse moyenne du vent Vm (au sommet de la structure) (m/s) :


La déformée s'écrit de manière générale ( z / h ) ^ ( xsi ). Nous prenons ici xsi = 1


vitesse critique Vcrit, 1 (m/s) : 255.56 nombre de Reynolds Re ( Vcrit, 1) :

détachement tourbillonnaire ?

coefficient de déformée modale K : ####### coefficient de longueur de corrélation Kw :

#######coefficient d'excitation aérodynamique c_lat :

longueur de corrélation effective L1 (m) : ####### amplitude maximale y_F_max (m) :


hauteur z (m) ####### ####### ####### ####### #######

force (N/m) ####### ####### ####### ####### #######

GALOP CLASSIQUE

coefficient d'instabilité au galop a_G : 2.10 vitesse de déclenchement du galop V_CG :

galop ?


interférence entre le détachement tourbillonnaire et le galop ?


Vitesse critique d'apparition du détachement tourbillonnaire


CARTE DES ZONES DE VENTLOCALISATION DE LA STRUCTURE


par défaut, la valeur est 1,225


Cet exemple a pour but d'illustrer, étape par étape, l'utilisation de ce document. Le bâtiment étudié dans cet exemple se situe près du Havre, sur la côte, au somment d'une falaise. Il s'agit d'un bâtiment en béton. Les dimensions caractéristiques du terrain et de la structure sont indiqués dans les schémas suivants. La perméabilité du bâtiment, dans la direction du vent étudiée, est supposée égale à 0,75.

35 m

45 m

Vue de face du bâtiment

2) Le bâtiment se trouve au Havre, dans la zone 3 donc.

15 m

entrer directement Vref_0 :


par défaut, ces deux coefficients valent 1

C_ALT : 1


par défaut, ce coefficient vaut 1


n : 0.5

par défaut, K_1 vaut 0,33, et n vaut 0,5 (paramètres pour la France)

RUGOSITE DU SITE

TOPOGRAPHIE DU SITE

par défaut, la vitesse de référence correspond à une probabilité annuelle p de dépassement de 0,02. Pour une autre probabilité, entrer la nouvelle valeur ci-dessous, ainsi que les paramètres de forme K_1 et n de la zone. Il est déconseillé de changer la valeur de p si l'on utilise déjà un coefficient temporaire C_TEM différent de 1.

4) Inutile de remplir cette case, car nous avons directement indiquée la zone de vent, et le document en a déduit automatiquement la vitesse de référence de base

6) Le bâtiment est situé en haut d'une falaise, et le vent vient de la mer. La catégorie de rugosité à retenir est donc la catégorie 1

par défaut, le site est considéré comme plat : H = 0

par défaut, x = 0 (bâtiment au sommet de l'obstacle)

1 pour les collines bidimensionnelles

2 pour les falaises et dénivellations

3 pour les collines tridimensionnelles





Vref_0 = 28


1



0.33 n = 0.5

RUGOSITE DU SITE

epsilon = 0.13

par défaut, la valeur de LH vaut 1 (une valeur non nulle est nécessaire pour les calculs)

hauteur minimale z_min = 2

coef. de turbulence k_R = 0.16

TOPOGRAPHIE DU SITE

falaise / dénivellation

longueur à mi-hauteur de l'obstacle LH = 8.3

pente de l'obstacle phi = 5.42169

2.5 k_red = 4

Feuille du bâtiment


Récapitulatif des données liées à la topographie et liste des coefficients intervenant dans le calcul du coefficient de topographie (déterminés selon les données rentrées précédemment)

h

j

α

hauteur h_p (m) :

perméabilité mu : 0.75

( dépend de la direction du vent )


dimension perpendiculaire au vent b = 15.00

dimension paralléle au vent d (m) = 30.00

angle de toiture alpha (°) = 33.69

si alpha est compris entre - 5° et + 5°, se reporter aux bâtiments à toitures plates

0° pour un vent perpendiculaire au faîte/noue, 90° pour un vent parallèle au faîte/noue

h_p

h_p

partie S

j

Vent: θ = 90°

2) Inutile de remplir cette case, car nous avons indiquer la hauteur h

4) La perméabilité du bâtiment, pour la direction du vent étudiée, est de 0,75

Rappel des données rentrées précédemment (calcul de la dimension e)


PAROIS VERTICALES

180.00 225.00 225.00 225.00

60.00 75.00 75.00 75.00

180.00 225.00 225.00 225.00

#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!







72.00 75.00 ####### #######


zone D zone E

0.80 -0.30

0.80 -0.30

0.80 -0.30

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

####### #######


-0.26

surface zone B

surface zone C

surface zone D

surface zone E


Partie 8 Partie 9 Partie 10 Partie S

#VALUE! #VALUE! #VALUE! 1.46



####### ####### ####### 1.32



#VALUE! #VALUE! #VALUE! 5.83


zone D zone E

2900.54 -120.14

2964.11 -122.77

2990.14 -123.85

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

#VALUE! #VALUE!

TOITURES


Liste de tous les coefficients de pression possible pour la toiture concernée. Les coefficients qui ne correspondent pas au cas de theta et de alpha considéré n'apparaissent pas (#######)

Listing des différents coefficients de pression extérieure possibles pour la toiture

c_pe pour theta = 0 et alpha negatif

z_e = h = 45.00 zone F zone G

c_pe,10 c_pe,1 c_pe,10 c_pe,1


####### ####### ####### #######

zone J

c_pe c_pe

22.50 ####### #######


c_pe pour theta = 0 et alpha positif

zone J

zone F zone G

-0.45 c_pe,10 c_pe,1 c_pe,10 c_pe,1

-0.20 -0.96 -0.20 -0.96

Coefficient de rugosité ####### ####### ####### #######

c_pe c_pe

-0.39 -0.20

Coefficient de topographie ####### #######



zone F zone G


Forces dues au vent (N/m2) ####### ####### ####### #######

c_pe c_pe

Acrotère ####### #######

3637.14


zone F zone G


-1.10 -1.50 -1.40 -2.00Note : sur les acrotères éventuels, il convient de prendre pour les calculs un coefficient de pression nette égal à

Liste de tous les coefficients de pression possible pour la toiture concernée. Les coefficients qui ne correspondent pas au cas de theta et de alpha considéré n'apparaissent pas (#######)

c_pe c_pe

-1.20 -1.40

Feuille de calcul du coefficient dynamique


La masse par unité de longueur est supposée ici être constante.


type de structure : 1

bâtiment en béton armé 1

bâtiment en acier 2

structure composite acier + béton 3

tour en béton 4



type de structure = Bâtiment en béton armé

0.00


fréquence fondamentale n1(Hz) : 1.02


spéciaux delta_d :


spéciaux delta_d =

Notre structure est en béton armée

Nous supposons que le bâtiment n'est pas équipé de dispositifs spéciaux visant à augmenter son amortissement. La case n'est donc pas remplie.

Récapitulatif (et calcul) de tous les coefficients permettant d'obtenir la décomposition de l'effet du vent (quasi-statique + résonante)

a_1 : 0.045

b_1 : 0.050

delta min 0.100

0.10

0.01

0.11



eta_b = 1.30

Rb = 0.49

Facteur de pointe g

nu = 0.56


Feuille des effets dynamiques particuliers




delta_a :


Récapitulatif (et calcul) de tous les coefficients permettant d'obtenir la décomposition de l'effet du vent (quasi-statique + résonante)


type de structure : 1

bâtiment en béton armé 1

bâtiment en acier 2

structure composite acier + béton 3

tour en béton 4

0,6 pour les constructions à ossature élancée et murs porteurs ou bardage



type de structure = Bâtiment en béton armé

longueur parallèle au vent d (m) = 30.00

fréquence fondamentale n1 (Hz) : 1.02

a_1 : 0.045

b_1 : 0.050

delta min 0.100

0.10

nombre de Scruton Sc : 72.56

amplitude maximale de vibration et longueur de corrélation effective (méthode itérative) :

1,0 pour les bâtiments à noyau central et poteaux périphériques ou poteaux plus

1,5 pour les bâtiments élancés en encorbellement et les bâtiments supportés par


Caractéristiques du bâtiment, déjà vu dans la feuille "Cd"


1) entrer une valeur de y_F_max :

nombre de Reynolds Re ( Vcrit, 1) : 255,555,555.56

2) longueur de corrélation effective L1 :

Non

3) coefficient de longueur de corrélation Kw :

coefficient de longueur de corrélation Kw : ####### 4) coefficient de déformée modale K :

coefficient d'excitation aérodynamique c_lat : ####### 5)

amplitude maximale y_F_max (m) : ####### 6) coefficient d'excitation aérodynamique c_lat :

7) amplitude maximale y_F_max :


####### ####### ####### #######

####### ####### ####### #######

force par unité de longueur due au détachement tourbillonnaire, à la hauteur z :

GALOP CLASSIQUE

hauteur z :

vitesse de déclenchement du galop V_CG : 1059.64

Non


interférence entre le détachement tourbillonnaire et le galop ? Oui


si cette dernière valeur ne correspond pas à la valeur entrée en 1), recommencer en remplaçant la valeur en 1) par celle obtenue en 7)

Possibilité d'avoir à différentes hauteurs la force due au détachement tourbillonaire

Vitesse de déclenchement du galop

CARTE DES ZONES DE VENT

EXEMPLES DE CATEGORIES DE RUGOSITE

Partie inférieure (partie 1)

Parties intermédiaires

Partie supérieure

Listing des différents coefficients de pression extérieure possibles pour la toiture


zone H zone I zone J

c_pe,10 c_pe,1 c_pe,10 c_pe,1 c_pe,10 c_pe,1

####### ####### ####### ####### ####### #######

c_pe c_pe c_pe

####### ####### #######




0.00 0.00 -0.35 -0.35 -0.45 -0.45

####### #######

c_pe c_pe c_pe

0.00 -0.35 -0.45

#######




####### ####### ####### ####### ####### #######

c_pe c_pe c_pe

####### ####### #######




-0.82 -1.20 -0.50 -0.50 ####### #######

c_pe c_pe c_pe

-0.82 -0.50 #######

amplitude maximale de vibration et longueur de corrélation effective (méthode itérative) :1) S'il y a détachement tourbillonnaire, rentrer une valeur (n'importe laquelle)

entrer une valeur de y_F_max :

longueur de corrélation effective L1 : 6.00

coefficient de longueur de corrélation Kw : 0.25

coefficient de déformée modale K : 0.13

Erreur

coefficient d'excitation aérodynamique c_lat : 0.00

amplitude maximale y_F_max : 0.00

force par unité de longueur due au détachement tourbillonnaire, à la hauteur z :

force ( N/m ) :

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00


si cette dernière valeur ne correspond pas à la valeur entrée en 1), recommencer en remplaçant la valeur en 1) par celle obtenue en 7)

1) S'il y a détachement tourbillonnaire, rentrer une valeur (n'importe laquelle)

2) Si cette valeur correspond à la valeur entrée en 1), alors, il s'agit de la bonne valeur de y_F_max. Sinon, il faut réitérer le procédé (il y a toujours convergence)

NON

OUI

Calcul Du Vent Pour Batiments

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