Hangar Projet

7/25/2019 Hangar Projet

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A la fin des cours de construction mtallique, on est

appel raliser un projet mettant nos connaissances

thoriques en pratique dans ce domaine.

Le projet porte sur ltude dun hangar mtallique destin

la prfabrication des poutres de construction, un hangar qui

sera men dun pont roulant permettant la manutention et le

stockage des produits prfabriqus

Notre projet consiste se familiariser avec le calcul dune

construction mtallique, de connaitre toutes les tapes

ncessaires pour la ralisation de ce hangar et dapprhender

les rgles de calcul en vigueur.

Ce rapport est rserv pour montrer les diffrentes tapeset les diffrents calculs de ce hangar.


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1-1 GENERALITES SUR LES HANGARS

1-1-1Dfinition :

Un hangar est un btiment souvent rduit une couverture et servant abriter des

vhicules, des aronefs, stocker des rcoltes, des matriaux, et peut tre utilis dans

lindustrie comme usine des poutres prfabriques ou usine dassemblage des diffrents

produits mcaniques.

Les hangars sont largement rpandus dans notre culture industrielle et une grande

quantit est prsente dans chaque zone industrielle. La qualit urbanistique et architecturale de

beaucoup de zones industrielles est influence par beaucoup de facteurs, comme le plan

doccupation, lutilisation htrogne, corps et type du btiment, jusqu la qualit de chaque

btiment. Lacier comme matriau de construction offre de nombreuses possibilits, aussi

celle de satisfaire les exigences dune bonne conception.

Le hangar nest gnralement pas un corps de btiment isol. Si les zones de bureau x

et dadministration, les ateliers et les locaux techniques ainsi que les locaux annexes et les

avant-toits ne sont pas conus comme un ensemble avec la halle, ils peuvent compromettre

comme un corps tranger, la forme simple et claire du btiment. De bons exemples montrent,

cependant, que ces lments peuvent tre conus pour aller avec le corps du btiment et

former une unit avec lui.

1-1-2

Types de hangar :Dans le secteur industriel on trouve plusieurs type de hangar, chaque type

satisfait un certain besoin on site :
http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A2timent_(construction)http://fr.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9ronefhttp://fr.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9ronefhttp://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A2timent_(construction)


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Prsentation du projet


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Le projet consiste tudier un hangar situ dans la rgion de knitra.

Cet ouvrage sera constitu de trois lments essentiels :

La couverture.

Lossature. Les fondations.

Les dimensions de la couverture sont :

Porte a = 22 m.

Trave b = 6 m.

Longueur c = 60 m

(Voir figure)

Le terrain est sur une grande tendue, le sol est de qualit moyenne.

Le projet consistera :

Proposer des solutions, les dcrire et les justifier.

Fournir les calculs justificatifs manuels et laide dun logiciel de calcul.

N.B : les calculs seront faits selon NV65, CM66, Eurocode3 et BAEL91.


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1-3 Finalits et exigences

Ce hangar doit rpondre aux exigences suivantes :

Client : assurer la bonne utilisation du hangar sans gner lexploitation. Lacondition la plus svre c est de ne pas avoir des poteaux au milieu la surfacecouverte

Stabilit :le hangar doit tre stable face aux effets du vent et de la manutentiondes charges par le pont roulant pour ne pas perturber lexploitation, on doit viter

galement les instabilits de forme.

Rsistance:le hangar doit rsister aux diffrentes sollicitations dues aux chargespermanentes (poids propre et poids du pont roulant) et dautres charges

(lexcution des travaux, le vent, et la manutention).

Economie :le facteur conomique est trs important dans toutes les tapes de laralisation du projet, la prise en considration de ce facteur influencera le choix du

matriau, le choix du site, la protection, ainsi que les travaux dexcution. Ceci

afin de respecter le cahier de charge et darriver la solution la plus conomique.

Durabilit:le hangar doit tre capable de supporter toutes les conditions spatio-temporelles auxquelles il est expos. On doit donc choisir un matriau avec un

moyen de protection qui rsiste le mieux ces diffrentes conditions.

Facilit dentretien :il faut prvoir un moyen daccs aux diffrentes parties du

hangarpour faciliter les travaux dentretien.

Esthtique

1-4 choix des matriaux

Le choix des matriaux est ltape la plus importante dans nimporte quel projet gnie

civil, ce choix prend en considration la totalit des facteurs et des circonstances du projet,

savoir le budget, la disponibilit des matriaux, la disponibilit de main duvre qualifi et

les autres facteurs spatio-temporels.

Pour ce type de construction, le bois prsente une multitude dinconvnients :

La ralisation des lments en bois est trs difficile et couteuses

Le matriau, la protection et lentretien sont couteux

Faible rsistance dans le sens perpendiculaire des fibres de llment en bois

Le bois est trs sensible lhumidit et au feu, ce qui ne satisfait pas les exigences descurit dans une zone industrielle.

Le cout du projet sera donc lev, et cela nous impose dliminer le bois comme

matriau de construction.


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1-4-1ACIER

Aucun autre matriau nest utilis dans autant de divers domaines dapplication,

permettant dobtenir daussi bonnes proprits du produit final. La multitude des proprits,

combines avec les nombreuses formes de livraisons comme les tles, les tubes, les profils,

les poutres, les barres ou les cbles font de lacier une matire indispensable dans presquetous les domaines de la technique.

La large palette des domaines dutilisation de lacier est obtenue par un grand nombre

de diffrentes techniques de fabrication. Des types prcis de structures peuvent tre atteints

par des mesures mtallurgiques ou des traitements thermiques spcifiques. Les divers

traitements de surfaces offrent encore dautres domaines dutilisation. Les exigences

demandes lacier peuvent concerner ses proprits physiques ou chimiques.

Lacier est le matriau optimal partout o lon demande de hautes rsistances, o la

construction demande datteindre des hauteurs leves, de franchir des portes extrmes, mais

aussi l o des hautes rsistances et un faible poids sont demands, comme par exemple dansla construction de vhicules.

Les produits en acier peuvent tre utiliss de manire rptitive. Si lutilisation sous

leur forme initiale nest pas possible, ils sont refondus et sont transforms en un nou- veau

produit sans perte de qualit. Presque 50 % de la production mondiale dacier brut est produit

par la refonte de ferraille. Aucun autre matriau de construction na un taux de recyclages

aussi lev.

Un hangar en acier remplit, aujourdhui, de manire exemplaire les exigences

demandes un produit industriel de grande qualit. La production des lments porteurs a

lieu dans des ateliers de construction mtallique laide de procds de planification et deproduction assists par ordinateur. La grande rsistance de lacier lie une structure porteuse

adapte au matriau permet un poids favorable de la structure, ce qui permet,

comparativement, la construction de petites fondations. Les liaisons boulonnes et le poids

relativement faible sont des avantages pour le transport et le montage.

Avantages de la construction en acier

La construction mtallique offre dimportants avantages pour la conception, la

ralisation et lutilisation:

grande libert grce aux structures filigrans et lgres qualit constante du matriau et

dtails de construction standardiss

utilisation optimale de lespace grce aux grandes portes et aux sections rduites des

lments structures porteuses ares et tolrances rduites facilitant la mise en place

des installations techniques et des lments du second-uvre

facilit dadaptation aux changements daffectation grce des assemblages

dmontables et lintgration de nouveaux lments et installationsgrand choix de

couleurs grce aux revtements protecteurs contre la corrosion et lincendie

conomies importantes grce au poids rduit de la structure et des fondationsminimales

chantier sec et peu bruyant, ne ncessitant quun espace rduit.

montage rapide, indpendant des conditions atmosphriques


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cologie exemplaire: valeur de recyclage leve, possibilit de dmontage,

rutilisation

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Couverture

La couverture est un lment cl de la conception dun hangar : cest elle qui

protgera le btiment contre les lments climatiques. Elle protge non seulement la charpente

mais aussi les murs, les produits industriels et les ouvrants, de la pluie et de la chaleur.

La durabilit globale dun hangar rside dabord dans la conception et le choix des

matriaux de couverture. Privilgier un systme efficace, une mise en uvre simple et des

matriaux durables dans le temps, sont les trois critres techniques dterminant le choix dune

couverture.

La couverture de ce hangar doit rpondre aux finalits suivantes :

Economique :le choix de la couverture doit tre bas sur le poids, la disponibilit et

la protection de cette dernire pour optimiser le cout de revient.

Lgre : le poids et la pente doivent tre faibles pour rduire la surface expose au

vent et par consquent les sections des diffrents lments du hangar.

Etanche : le choix de la pente et des joints dtanchit doit tre judicieux pour

pouvoir assurer ltanchit de la couverture.

Durable : la protection et le type de matriau doivent rsister la corrosion et

lagressivit de lenvironnement du site.

Isolation thermique

Excution facile

Le choix d'un matriau et/ou la ralisation d'une couverture se feront en fonction :

De la pente du versant en % ou m/m

De la projection au sol du versant considr en m

De sa situation gographique (zone climatique dfinie par les cartes prenant en compte laconcomitance pluie/vent ou zone montagneuse etc.)


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De sa situation gographique locale (site climatique)

Des contraintes mcaniques neige et vent (rgles et carte NV 65)

Des contraintes environnementales locales (esthtiques, architecturales)

Par la suite on va faire une tude globale des diffrents matriaux utiliss en

couverture.

1. Bton

Le bton est trs lourd donc son utilisation comme matriau de couverture nest pasjustifi car il va ajouter une charge permanente trs importante sur les pannes et les poteaux

ce qui donnera des sections trs grandes, ce qui gonflera le cout de ralisation.

2.Aluminium :

Malgr sa lgret, laluminium reste un matriau de lux dont lutilisation encouverture nest pas justifie vu quil est trs cher par rapport lacier.

3.

Acier :

Plusieurs produits sont disponibles dans le march :

A)

Cette couverture prsente des dfauts rcurrents en termes de confort (thermique et

acoustique) et de durailit.

La mise en uvre doit tre soigne pour viter les prolmes dinfiltration et decorrosion, en particulier sur les points singuliers (recouvrement, arte, fixation...).

Caractristiques techniques

Dure de vie 10 15 ns

Porte maximale : 3m

Classement au feu : M0 Document de rfrence : DTU 40.32

Avantages :

Lgret

Facilit dexcution Rsistance la corrosion

Esthtique

Inconvnients :

Sensibilit au feu

Exigence d

une grande pente ( 30% sans joints et 9% avec joints)

Cout lev car le produit est import

La pente dans notre projet est faible et la finalit conomique doit tre respecte

donc cette solution est limine.


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B) Bacs autoportants

Ce sont des couvertures en matriau mtallique pr laqu ou plastifi de poidsrelativement faible 6Kg/m grande longueur do la rapidit de pause, diffrentes types de

nervurage. Mais mauvaise isolation thermique et acoustique, do la ncessit dassocier un

isolant si besoin, risque de corrosion

Ce type de couverture existe dans le march sous forme de deux marques :

NERVESCO


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TOITESCO


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1-4-3Ossature

Le choix entre le bton et lacier est pour chaque opration un cas despce. Dans

notre projet, malgr que le bton (comme matriau) soit moins cher que lacier, on a choisilacier pour la ralisation de la structure, pour les raisons suivantes :

1. La conception des ossatures mtalliques peut se faire laide de modles

mathmatiques relativement rigoureux, les problmes de fluage et de dformation

dans le temps tant relativement rares. Lacier permet donc des ralisations de

structures plus lgres et plus lances que le bton, qualit primordiale dans le cas

de notre projet.

2. Lacier prsente lavantage de la prfabrication et lassemblage par soudage en

atelier assure par du personnel stable et qualifi ce qui permet une excution plus

soigne que dans le cas du bton. lassemblage sur chantier par boulons facilite

galement lexcution et le transport. Permettant ainsi un abaissement du prix de

revient

3. Une structure en bton sera plus encombrante quune structure en acier, de plus, les

fondations pour une structure en bton seront massives pour supporter le poids

propre, ce qui gonflera le cout de construction.

4. Dlai dexcution de la structure en acier est rduit par rapport au bton .

EXEMPLE :


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Les lments de construction en acier sont amens, avec des dimensions prcises, sur

le chantier pour y tre assembls par boulonnage ou soudure. Les lments de construction

prfabriqus au millimtre montrent la prcision possible avec lacier qui permet de planifier

exacte- ment les dimensions, la dcoupe et le montage des pices fabriques. La masse

transporter, la capacit de levage de la grue et la libert de mouvement dterminent le nombre

de liaisons excuter sur le chantier. Ceci est un avantage dterminant qui diffrencie laconstruction mtallique des autres genres de construction. A lavenir cette manire de

construire prendra toujours plus dimportance.

La construction industrialise veut dire: lutilisation dlments de construction

spciaux, la fabrication en srie des divers composants de la construction, la standardisation

des raccords et liaisons, le faonnage des pices la machine, la prfabrication de la plus

grande partie des lments et des pices en atelier et un procd de planification exact pour la

construction et le montage.

Pour la nuance de lacier on utilisera lcier doux E24car il est moins corrodant que

lacier haute rsistance et vu que ce dernier prsente linconvnient dtre plus fragiles auxbasses tempratures et vulnrable aux chocs lors de la construction et le transport.

1-4-4Fondation

Le matriau choisi pour la fondation est le bton.

1-5 Conception du projet

1-5-1Hauteur du hangar :La hauteur sous pont roulant : 9m

La hauteur totale jusqu la pointe des versants: 12.95 m

1-5-2

Disposition des Poteaux :

Le maitre douvrage exige que louverture et lintrieur du hangar ne soient pas

encombrs par un poteau au milieu qui gnera lexploitation du hangar, ainsi le choix de la

disposition des poteaux doit satisfaire cette contrainte, par consquent toute solution avec unpoteau central va tre carte.

On optera pour la solution de structure portique de telle sorte que les poteaux

soient au primtre du hangar.


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1-5-3Forme de la couverture

On peut citer 3 diffrentes formes de couverture :

1.

Couverture un seul versant :

Cette forme ncessite une seule gouttire, mais pour supporter la couverture la

flexibilit de cette dernire et la porte (22m) nous pousseront dimensionner la toiture la

flche ce qui donnera des sections plus grandes pour les poutres me pleine ou une solution

en treillis, donc on limine cette solution

2. Couverture a deux versants :

La solution des deux versant lintrieur est limine car elle prsente deux

inconvnients, la rduction de la hauteur et la mauvaise vacuation des eaux.

La solution des deux versant lextrieur est la mieux adapte notre projet, elle

permet une bonne vacuation des eaux, des poteaux aux primtre est une plus grande

hauteur

3.

Couverture plusieurs versants :

Pour raliser cette solution il faut prvoir des poteaux plus longs et un plus grandnombre dassemblage, ainsi on limine cette solution.

CONCLUSION :

On opte pour la solution des deux versants lextrieur.

1-5-4Pente des versants :

La pente est fonction du type de la couverture et de la largeur du hangar afin davoir

un nombre entier des plaques pour viter de les couper. Dautre part, une pente permet de

minimiser les joints dtanchit tout en vitant doffrir une grande surface au vent. Enfin on

prfre une valeur mesurable de la pente pour faciliter la tche aux ouvriers. On choisira une

pente de 14% .


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1-5-5Descente des eaux pluviales

Les systmes d'vacuation des eaux pluviales jouent un rle discret mais essentiel. Ni

leur conception ni leur mise en uvre ne doivent tre ngliges.

Dans leur fonction premire - assurer le couvert d'une construction, donc laprotger contre les intempries, notamment la pluie -, la couverture et la toiture avec

tanchit sont tributaires de l'efficience d'un systme d'vacuation des eaux pluviales (EEP).

Traditionnellement bas sur l'coulement gravitaire des eaux, celui-ci est form par

l'assemblage tanche d'un ensemble d'lments : gouttires, naissances, cuvettes, descentes,

coudes, dauphins, etc., acheminant les eaux collectes jusqu'aux rseaux de VRD (voirie,

rseaux divers). Pour bien fonctionner, ce systme doit tre correctement dimensionn, y

compris les regards de raccordement en voirie, et correctement mis en uvre, ce qui suppose

une bonne coordination des corps d'tat sur les chantiers.

Dimensionnement

La norme qui fixe les rgles de l'art dans chacun de ces domaines est le NF DTU 60.11

Rgles de calcul des installations de plomberie sanitaire et des installations d'vacuation des

eaux pluviales .

Cette norme indique les sections minimales en cm2 donner en basse pente pour des

conduits de section semi-circulaires et pour un dbit de 3 l/min/m2.

Les diamtres obligatoires des tuyaux de descente des EP sont donns pour un dbit

maximal de 3 l/min/m2. Le diamtre intrieur minimal est fix 6 cm pour viter tout risque

dobstruction.

Ainsi on choisit dinstaller des chneaux en tle galvanise de section gale 2cm 2/m2

de surface recouverte tout au long de la couverture.

Les descentes seront fixes sur un poteau sur deux et auront une section gale

1cm2/m2.

On aura donc une descente tous les 12m, ainsi la section correspondante un chneau

est : S = 11,12*12= 133,44m2

Le chneau doit tre au moins gale : 2S=266,88m2donc de diamtre : dc= 26cm

donc on prend Dc = 28cm

La section de descente est : 133,44m2donc Dd = 13,03cm

Ainsi on prend : Dd = 14cm

Comme la longueur du hangar est de 60m donc on aura 12 descentes

1-5-6Joins de dilatation

Dans notre projet on va choisir des pannes isostatiques de longueur de 6m doncles pannes seront libres de se dilater ainsi on aura pas besoin des joins de dilatations.

1-5-7Joins de tassement


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Les joins de tassement ne seront pas prvus dans notre projet car le sol est bon

et le hangar est lgre ce qui nous permettra dviter les prolmes de tassements

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Systme structural

1-6-1

Pannes :

1. Fonction

Les pannes ont la fonction de transmettre les charges de la couverture du toit aux

lments porteurs principaux (fermes, portiques ou arcs). A part cela, les pannes peuvent

servir de traverses de compression dans les contreventements.

2. Types des pannes :

Il existe deux types de pannes :

Les pannes intermdiaires :

Situes entre la panne sablire et la panne faitire.

Les pannes sablires et faitires :

La panne sablire est situe en bas de pente, la panne faitire est situe au sommet de lacharpente.

3. Position des pannes :

On peut imaginer deux sortes de positions de pannes:

1. une perpendiculaire la traverse.

2. Lautre par lintermdiaire dune cale ou dune fourrure.


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On opte pour la premire solution car la direction du vent ne sera pas perpendiculaire

la semelle suprieure ce qui engendre une flexion dvie importante, on vitera galement

lajout des cales.

4.

choix de profil

Sous charges gravitaires (poids propre, neige, entretien...), la panne est soumise une

flexion suivant la grande inertie de sa section, et une flexion latrale de sa semelle

suprieure (l o la charge est transmise) qui se dveloppe ou non en fonction du rle jou par

la couverture.

Dans la construction de hangars on utilise comme pannes des profils lamins chaud

ou des profils forms froid avec des sections en Z ou en C.

Lespacement trave (espacement entre portique) sera de 6m, cette distance est choisitcar cest la porte conomique, on opte donc pour des pannes en IPE.

Cette solution est justifie car :

De point de vue sollicitation : Les profils IPE ont une section lance et sont

employs surtout comme poutres sollicites en flexion en raison de ltroitesse deleurs ailes.

De point de vue conomique : les profils IPE sont moins chers que les profils

forms froid, ces derniers ne seront justifis que si les portes et les charges soient

plus importantes.

Le profil IPE prsente les avantages suivants :

Assemblage facile sur laile et sur lme.

soudage facile

5. type dappui


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On distingue trois modes dappui :

Poutre isostatique :simple raliser, mais la matire est mal exploite, et la

dforme est plus importante.

Poutre continue :exploitation meilleure de la matire et faible dformation, mais

prsente des moments concentrs sur les traverses. Poutre cantilever :ralisation difficile des rotules, onreux, et dformation plus

grande.

Voil un exemple comparant les poutres continues avec celles isostatiques Pour une panne en

flexion uni axiale (suivant sa grande inertie) :

Flche maximale sous l'effet de q : charge uniformment rpartie

o Panne isostatique, sur 2 appuis simples :

f0= 5qL4/384EI,

o Panne sur 3 appuis, continuit parfaite : f = 0,4 f0,

La mise en continuit d'une panne soumise une charge uniformment rpartie

permet de diviser sa flche par 2 (par rapport la panne sur deux appuis simples).

Moment maximal sous q :

o Panne isostatique, sur 2 appuis simples :

M0= qL2/8

o Panne sur 3 appuis, continuit parfaite :

Mmin= -M0(sur appui central) et

Mmax= 0,56 M0(en trave)

La mise en continuit sur au moins 3 appuis diminue la valeur absolue du

moment de flexion principale en trave.

Action maximale sur appui sous l'effet d'une charge uniformment rpartie q :

o Appui recevant une panne isostatique de part et d'autre : R0= qL,


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o Panne sur 3 appuis :

R = 1,25 R0sur appui central,

o Panne sur 4 appuis et plus :

R = 1,1 R0sur premier appui intermdiaire

La mise en continuit majore l'action des pannes sur certains appuis. Il convient d'en

tenir compte pour le dimensionnement des structures supports (portiques par exemple).

De ce qui prcde, on tire les conclusions suivantes :

La mise en continuit des pannes est particulirement intressante lorsque le

critre de flche est prpondrant, donc pour les longues traves (au del de 6

m environ),

La solution isostatique est donc la plus conomique pour des portes

infrieures 6m

L

On opte pour la solution isostatique.

6.

Nombre et cartement des pannes :On a choisi une longueur de TOITESCO la plus grande pour les raisons suivantes :

Grands cartements des pannes, ce qui permet den rduire le nombre.

Moins de recouvrements

Les caractristiques des plaques choisies :

Longueur de la plaque (L)3m

Largeur totale (Lt) 1 m

Recouvrement longitudinal 100 mm

Recouvrement transversal 300 mm

Le poids 8 kg/m


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On utilise une plque de 3m qui permettr lcrtement mximl des pnnes qui

est de 2.14m. Pour une pente de 14% (8), on utilise une fatire double charnire

onduls.


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De ce qui prcde on utilisera 7 pannes par versants espaces comme indiqu sur le

schma suivant :

7.

Assemblage pannes sur versants de portique

Lassemblage peut tre ralis de deux faons:

soit en utilisant une cornire, en assemblant la semelle infrieure celle suprieure de

versant. Ce choix ncessite lemploi dune cal, ce qui complique lassemblage et

alourdit la structure.

soit en utilisant une plaque plie (chantignole) soude sur la semelle suprieure du

versant et boulonne sur lme de panne.

On opte pour ce dernier choix car il ssure lppui simple sur l trverseet il est

plus facile excuter.

1-6-2 PORTIQUE :

Un portique est caractris par des liaisons rigides entre les montants et la traverse. Ce

dtail typique marque aussi la structure au niveau esthtique et demande par ce fait une

attention toute particulire.

Le rle de portique est de supporter la couverture et transmettre les charges vers les

fondations.

1.Profil

Les sollicitations sont moyennes donc le choix des profiles pleins est justifi.

POTEAUX : les poteaux seront sollicits en flexion compose, on doit donc choisir

des profils qui rsistent ce type de sollicitation toute en vitant le flambement. ainsi

on a besoin un profil qui prsente une inertie comparable dans les deux directions

En raison de leurs larges ailes, et leur inertie comparable dans les deux directions, Les

profils HEA conviennent la flexion compose et rsiste mieux au flambement que les IPE,

Ainsi pour les poteaux,on choisit les profils HEA


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TRAVERSES : les traverses sont sollicites par des charges composes : efforts

transmis par les pannes perpendiculaire sur la traverse plus le poids qui a deux

composantes (une flexion compose : moment flchissant et effort normal)

2.

Type dappuiIndpendamment de la subdivision des structures en portiques deux articulations,

trois articulations et en portiques encastrs, on peut diffrencier les structures en portiques

une nef, deux nefs et nefs multiples. ne exception est donne par le portique mono-montant o la traverse est fixe de manire rigide seulement un montant.

On a le choix entre les systmes suivants :

systme 3 articulations

Le problme de transport ne se pose pas (portique divise en deux). Par contre ce choix est

limin du faite que sa ralisation est difficile cause de la prsence darticulation centrale.

systme bi encastr :

Cest un systme hyperstatique de degr 3, il transmet des moments importants au sol ce qui

peut engendrer un arrachement au niveau de fondation, du aux effets du vent.

systme bi-articul :

Cest un systme hyperstatique deux degrs.

En gnrale on nutilise pas des articulations ou encastrements parfaits parce quils cotent

cher, on utilisera donc des semi-articulations : articulation dans un plan et encastrement dansle plan perpendiculaire.

Ce dernier choix savre tre le meilleur pour notre cas, en plus il ne cote pas trs

cher.


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3.Contreventement :

A)Dfinition :Ensemble dlments prvus pour reprendre leffet du vent quand il souffle

longitudinalement. Ils sont placs dans la toiture, dans le plan des versants et sur les faades.

B)Rle :Dans le sens longitudinal les portiques ne sont pas rigides suffisamment, ce qui exige

la rigidification de la structure, pour attirer leffort.

Le contreventement a pour rle de :

Assurer la stabilit de louvrage sous laction des forces horizontales (vent),

lorsque la structure ne suffit pas pour remplir cette fonction.

Reprendre les effets des charges horizontales et les faire acheminer jusquau sol.

Servir dentretoise pour les lments flchis et comprims en diminuant les

longueurs de flambement et de dversement.

C)

Contreventement horizontal :

Le vent souffle dans toutes les directions, mais du point de vue stabilit deux

directions sont prpondrantes(NV65) :

Le vent transversal, souffle dans la direction du plan du portique. Ce dernier est

stable et rigide dans son plan.

Le vent longitudinal, paralllement laxe longitudinal du hangar, ce vent produit

des efforts de frottement aux niveaux suprieurs et infrieurs du toit qui se

transforment en un effet dentranement et de renversement de la couverture

(instabilit). Les pannes transmettront leffort dentranement aux traverses ce qui

engendrera le dplacement du portique (systme dformable qui na pas de rigidit

dans le plan perpendiculaire son plan) et donc le basculement de la structure et le

dversement de la traverse (flexion dans deux sens perpendiculaires). Pour palier ce

problme, il faut prvoir un systme rigide dans le plan de la toiture.


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Nous avons le choix entre une triangularit en Xou en Vpour concevoir une poutre

rigide sur la couverture. Ainsi ce sera un treillis symtrique en X avec montants. En effet le

vent peut souffler dans deux directions opposes (une barre comprime et lautre tendue).

Cette solution diminue aussi la longueur de flambement des barres comprimes.

Le treillis sera constitu de :

Membrures : ce seront les traverses de deux portiques successifs.

Montants : seront reprsents par les pannes.

Diagonales : profils assembls sur les lments prcdents, on choisit

dutiliser des cornires car ils sont faciles assembler.

On choisira au minimum 2 contreventements, sinon on risque daugmenter les profils

de portique. Ils seront placs dans les extrmits du hangar. En effet, si lon utilise un seul

contreventement leffort qui sappliquera sur le portique sera plus important que leffort du

vent transversal, sous lequel on a dj dimensionn le portique ( justifier ultrieurement par

calculs).

D)

Contreventement vertical :

La raction engendre par le treillis au niveau de la panne sablire doit tre reprise par

un autre systme qui lacheminera vers les fondations, on concevra donc un contreventement

vertical qui constituera un appui au contreventement horizontal.

On a le choix entre deux solutions :

Portique rigide : simple ou multiple.


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Portique en treillis : en croix de Saint-Andr :

Cette dernire solution est limine car on a dj choisi des poteaux semi-articuls, on

aura donc un portique simple encastr en ce plan.

REMARQUE :

Tous les calculs et les rsultats seront munis des commentaires

et des justification dtailles.


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2-1 Charges permanentes :

Daprs le CM66, on entend par une charge permanente la fois le poids propre de

tous les lments constituant louvrage termin (poids mort) et les efforts internes qui

peuvent rsulter ventuellement du mode de construction.

Pour notre hangar, il sagit de :

Poids propre de la couvertureg=23.34 kg/m2 : On a choisi une couverture de type

Toitesco dont le poids par mtre carr : 7.34kg/m2. On ajoute cela les poids : isolant

(9 Kg/m2), tanchit (7 Kg/m2).

Poids propre du contreventement et des lments supplmentaires :P2 =5Kg/m

rpartie horizontalement.

Poids propre des lments porteurs : Sa valeur est dterminer en fonction des

dimensions des profils adopts.

2-2 Surcharges dexploitation :

Ce sont toutes les surcharges agissant par gravit sur la structure en service et dont

lintensit et la position sont variables. Elles sont constitues par les personnes

occupants, les quipements mobiles, les vhicules et tous les biens stocks. Ladtermination de ces surcharges est trs difficile, cest pour cela que leurs valeurs sont

prescrites par les normes du pays. Dans notre cas, il nexiste pas de surcharge


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dexploitation puisquil sagit dune toiture nonaccessible.Cependant il faut tenir compte

des surcharges de montage :

Rpartie : 20Kg/m

Concentre : 100Kg place dans la section la plus dfavorable (mdiane).

2-3 Surcharges climatiques :

1. Neige :

A ne pas prendre en considration.

2. Sisme :

La structure est lgre, donc le sisme ne constitue pas de danger, ainsi, on ne tiendrapas compte de son effet.

3. Le vent :

Ce sera leffet le plus prpondrant vu la lgret de la construction.

Les paramtres dterminant l'effet du vent sont:

La vitesse du vent.

La forme de la construction.

La forme et la dimension des parois.

Lorientation de la construction par rapport la direction du vent.

Dans ce qui suit, l'action du vent sera dtermine en suivant les instructions du

rglement NV65. Les vents les plus prjudiciables sont les suivants :

le vent transversal Vt .

le vent oblique Vo.

Le vent longitudinal.

a)

Le vent transversal

clssement de louvrge:

Selon NV65, art. 1,3, le Hangar est class suivnt l forme densemble

comme une toiture isole ; comme une construction arodynamiquement isole dans lespace

suivnt l position dns lespce et comme une construction ouverte selon la permabilit

des parois.

Pression dynamique :

Le vent transversal exerce une pression dynamique gale :

q= c*qH* *Ks*Km**

c: Coefficient de pression.


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29

qH: Pression dynamique normale.

,Ks, Km, etsont des coefficients de rduction.

Pression dynamique normale qH:

Selon NV65, art.1.21, p.45, la pression dynamique est donne en fonction de

la vitesse du vent par : q=v/16.3

Daprs la carte du vent, Knitra se situe dans la rgion I, donc la vitesse

extrme du vent est gale : Vext= 39 m / set la pression dynamique extrme est

donc : q ext= 93.31 daN/m.

et daprs le mme article du NV65 le rapport entre les pressions dynamiques

normale et extrme est gal 1.75, soit :q10=q normale=qext/1.75 =53.32 daN/m2

Les hauteurs des pts A, B, C sont :

hA,hC 11.30

hB 12.95

Soit la pression dynamique agissant la hauteur hau-dessus du sol exprime en mtres,q10la pression dynamique de base 10 mde hauteur.

Pour hcompris entre 0et 500 m, le rapport entre et q10est dfini par la formule : qhA qhC 54.780 daN/m2

qhB 56.555 daN/m2

Dtermination des coefficients :


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Effet de site Ks:

On est dans le cas dun site expos dans la rgion I donc selon NV65, art.1.242, p. 59 le

coefficient Ks est gal : Ks= 1.35

Effet de masque Km:

La construction nest pas masque, donc selon NV65, art.1.243, p.59, le

coefficient Kmest gal : Km = 1

Effet de dimensions

Selon NV65, art.1,244, p.61, le coefficient de rduction est fonction de la plus

grande dimension de la surface offerte eu vent intressant llment considr

( panne dans notre cas ) et de la cote H du point le plus haut de cette surface.

On a H < 30 m et la porte de la panne est de 6 m donc on a: = 0.727

Coefficient dynmique

La longueur de la construction est prpondrant devant sa hauteur donc on

prend : = 1

Le coefficient de pression c :

On est en prsence dune toiture deux versants symtriques.

Rapport de dimension :

Selon NV65, art.4.232, p.171 le rapport de dimensions est gal pour < 45: ha: dimension dun versant = 11.12 m.

l : dimension horizontale , l = 60 m.

: angle de la ligne de plus grande pente dun versant avec lhorizontale, = 8.53.

on obtient : = 0.363

> 0.2 donc = 1

Coefficient de pression :


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31

Coefficient de pression

C

versant au vent(pression)A 0.7

B 0.35

Versant sous le vent

(dpression)

B -0.03

C -0.4

b) Le vent oblique :

Selon NV65, art.4,233-2, p.173, on ajoute aux valeurs rsultantes du vent

transversal Vt, une surpression uniforme sur la face intrieure du didre avec c= 0.5, soit

une extrmit ou lautre dans le sens longitudinal sur une longueur infrieure h.

c) Vent longitudinal :

Cest le vent qui souffle suivant laxe longitudinal du Hangar, ce vent sera

repris par un systme de contreventement.En contact avec la toiture, il a un effet

dentranement et de renversement : il agit par frottement. Selon NV65 :

VL = 2* (0.02 * q*Ks) Avec :

q : la pression dynamique au niveau de la crte de la toiture


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2-4 Combinaisons de charges :

2-4-1Combinaisons CM66 :

ELU :

Suivant x :

Comb 1 : 4/3 Gx+3/2 Mx

Comb 2 : -Gx+3/2 Mx

Comb 3 : Gx+Mx

Comb 4 : -Gx+Mx

Suivant y :

Comb 1 : (4/3)Gy+(3/2)Vty

Comb 2 : (4/3)Gy+(3/2)Voy

Comb 3 : (4/3)Gy+(3/2)My

Comb 4 :-G+(3/2)My

Comb 5 :-G+(3/2)Vty

Comb 6 :-G+(3/2)Voy

Comb 7 :(4/3)Gy+(17/12)(My+Vty)

Comb 8 : (4/3)Gy+(17/12)(My+Voy)

Comb 9 :-G+(17/12)(My+Vty)

Comb 10 :-G+(17/12)(My+Vty)


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33

Comb 11 :(4/3)(Gy+Vty+My)

Comb 12 :(4/3)(Gy+Voy+My)

Comb 13 :(4/3)(Vty+My)-Gy

Comb 14 :(4/3)(Voy+My)-Gy

Comb 15 :Gy+(3/2)Vty Comb 16 : Gy+(3/2)Voy

Cmb 17 :Gy+My+1.75Vty

Comb 18 :Gy+My+1.75Voy

Comb 19 :-Gy+My+1.75Vty

Comb 20 :-Gy+My+1.75Voy

ELS :

Suivant x :

Gx+Mx

Suivant y :

Gy+My+Vty

Gy+My+Voy

2-4-2Combinaisons Eurocode 3:

Charges pondres (ELU) Charges non pondres(ELS)

1. 1,35 G + 1,5 M

2. 1.35 G + 1,5 Vt

3.

1.35 G + 1,5 Vo

4. 1,35 (G + Q + Vt)

5. 1,35 (G + Q + Vo)

6. G + M

7. G + Vt

8.

G + Vo9. G + 0,9 (M + Vt)

10. G + 0,9 (M + Vo)


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3-1 Sollicitations sur les pannes :

On rappelle :

La longueur du versant : L= 11.12 m

distance entre sommet B et faitire :0.17m

porte faux sablire :0.25 m Lentraxe des pannes est de 2.14 m

Nombre de pannes : 6 pannes par versant.

Les pannes sont prises isostatiques et ont une porte de 6m.Elles sont inclines dun

angle = 8.53, on a donc des ractions suivant x et y, elles sont par consquent sollicites en

flexion lgrement dvie.

3-1-1 Les charges permanentes :


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35

1. Poids propre :

Donn par les catalogues de choix de profil.

On dmarre les calculs par un IPE 140.

P= 12.9 kg/m Px= P*sin()= 1.91kg/ml Py= P*cos()=12.76kg/ml

2. Poids de la couverture :

On a choisi une couverture de type Toitesco dont le poids par mtre carr :7.34kg/m2.

On ajoute cela les poids : isolant (9Kg/m2), tanchit (7Kg/m2)):

g=23.34 kg/m2

Pour obtenir poids par mtre linaire, il suffit de multiplier g par la longueur

dinfluence. La distribution des charges sur chaque panne est donn par le tableau :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m) gx gy

Panne faitire 1.24 28.94 4.29 28.62

Panne 1 2.14 49.95 7.41 49.40

Panne 2 2.14 49.95 7.41 49.40

panne 3 2.14 49.95 7.41 49.40

Panne 4 2.14 49.95 7.41 49.40

Panne sablire 1.32 30.81 4.57 30.47

3. Poids des contreventements :

Elle est prise gale 5 kg/m verticalement donc on a une charge rpartie de 5cos

() =4.95 kg/m verticale sur le versant.La distribution des charges sur chaque panne :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m) g'x g'yPanne faitire 1.24 6.14 0.91 6.07

Panne 1 2.14 10.59 1.57 10.48

Panne 2 2.14 10.59 1.57 10.48

panne 3 2.14 10.59 1.57 10.48

Panne 4 2.14 10.59 1.57 10.48

panne sablire 1.32 6.53 0.97 6.46

3-1-2

Charges dexploitation:


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La surcharge de montage est considre comme une surcharge uniformment rpartie

de 20 kg/m ou concentre de 100 kg.Dans le cas dune surcharge de montage rpartie la

distribution des charges pour chaque panne est la suivante :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m) Mx My

Panne ftire 1.24 24.8 3.68 24.53

Panne 1 2.14 42.8 6.35 42.33

Panne 2 2.14 42.8 6.35 42.33

panne 3 2.14 42.8 6.35 42.33

Panne 4 2.14 42.8 6.35 42.33

panne sablire 1.32 26.4 3.92 26.11

Pour la charge concentre de 100 kg on a :

mx(kg) my(kg)

14.83 98.89

3-1-3 Les surcharges climatiques :

Le vent transversal:

qA=37.63 daN/m2

qB(pression)=19.43 daN/m2

qB(dpression)= -1.67 daN/m2

qC=-21.51 daN/m2

La rpartition linaire du vent transversal sur chaque panne est donne par :

-Versant en face du vent :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m2) Vtransversal(daN/ml)

Panne ftire 1.24 19.705 24.43

Panne 1 2.14 23.208 49.67Panne 2 2.14 26.711 57.16

panne 3 2.14 30.215 64.66

panne 4 2.14 33.718 72.16


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37

Panne sablire 1.32 37.221 49.13

-Versant sous le vent :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m2) Vtransversal(daN/ml)

Panne ftire 1.24 -1.968 -2.44

Panne 1 2.14 -5.786 -12.38

Panne 2 2.14 -9.603 -20.55

panne 3 2.14 -13.420 -28.72

panne 4 2.14 -17.237 -36.89

Panne sablire 1.32 -21.054 -27.79

Le vent oblique :

qA=10.75daN/m2

qB(pression)= -8.33daN/m2

qB(dpression)= -29.42daN/m2

qC=-48.39daN/m2

La rpartition linaire du vent oblique sur chaque panne est donne par:

-Versant en face du vent :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m2) Voblique(daN/ml)Panne ftire 1.24 -8.034 -9.963

Panne 1 2.14 -4.364 -9.338

Panne 2 2.14 -0.693 -1.483

panne 3 2.14 2.978 6.372

panne 4 2.14 6.648 14.227

Panne sablire 1.32 10.324 13.628

-Versant sous le vent :

Pannes Longueur d'influence charge(daN/m2) Voblique(daN/ml)

Panne faitire 1.24 -29.708 -36.84

Panne 1 2.14 -33.358 -71.39

Panne 2 2.14 -37.007 -79.20

panne 3 2.14 -40.657 -87.01

Panne 4 2.14 -44.306 -94.82

panne sablire 1.32 -47.956 -63.30


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3-1-4 Rcapitulatif des sollicitations :

En face du vent :

Faitire 1 2 3 4 Sablire

Px 1.913 1.913 1.913 1.913 1.913 1.913

Py 12.757 12.757 12.757 12.757 12.757 12.757

Gx 4.293 7.409 7.409 7.409 7.409 4.570

Gy 28.621 49.395 49.395 49.395 49.395 30.468

g'x 0.909 1.568 1.568 1.568 1.568 0.967

g'y 6.058 10.455 10.455 10.455 10.455 6.449

Gx:charges perm

totales

7.115 10.890 10.890 10.890 10.890 7.450

Gy:charges permtotales

47.437 72.607 72.607 72.607 72.607 49.674

Mx 3.679 6.348 6.348 6.348 6.348 3.916

My 24.526 42.327 42.327 42.327 42.327 26.108

Mx 2.472 2.472 2.472 2.472 2.472 2.472

My 16.482 16.482 16.482 16.482 16.482 16.482

Vt(y) 24.435 49.666 57.163 64.659 72.156 49.131

Vo(y) -9.963 -9.338 -1.483 6.372 14.227 13.628

Sous le vent :


Px 1.913 1.913 1.913 1.913 1.913 1.913

Py 12.757 12.757 12.757 12.757 12.757 12.757

gx 4.293 7.409 7.409 7.409 7.409 4.570

gy 28.621 49.395 49.395 49.395 49.395 30.468

gx 0.909 1.568 1.568 1.568 1.568 0.967

gy 6.058 10.455 10.455 10.455 10.455 6.449

Gx tot 7.115 10.890 10.890 10.890 10.890 7.450Gy total 47.437 72.607 72.607 72.607 72.607 49.674

Mx 3.679 6.348 6.348 6.348 6.348 3.916

My 24.526 42.327 42.327 42.327 42.327 26.108

mx 2.472 2.472 2.472 2.472 2.472 2.472

my 16.482 16.482 16.482 16.482 16.482 16.482

Vt(y) -2.441 -12.381 -20.550 -28.719 -36.888 -27.792

V0(y) -36.838 -71.385 -79.196 -87.006 -94.816 -63.30


37/99

39

3-2 Calcul des pannes selon CM66 :

3-2-1 Les Combinaisons :

ELU : Suivant X:

Combinaisons Faitire 1 2 3 4 Sablire

Suivant

x

4/3 Gx+3/2 Mx 15.004 24.043 24.043 24.043 24.043 15.808

- Gx+3/2 Mx -1.597 -1.367 -1.367 -1.367 -1.367 -1.577

Gx+Mx 10.793 17.238 17.238 17.238 17.238 11.366

-Gx+Mx -3.436 -4.542 -4.542 -4.542 -4.542 -3.535

Max 15.004 24.043 24.043 24.043 24.043 15.808

Suivant Y :

En face du vent :


Suivant

y

(4/3)Gy+(3/2)Vty 99.90 171.31 182.55 193.80 205.04 139.93

(4/3)Gy+(3/2)Voy 48.31 82.80 94.58 106.37 118.15 86.67

(4/3)Gy+(3/2)My 100.04 160.30 160.30 160.30 160.30 105.39

-G+(3/2)My -10.65 -9.12 -9.12 -9.12 -9.12 -10.51

-G+(3/2)Vty -10.78 1.89 13.14 24.38 35.63 24.02

-G+(3/2)Voy -62.38 -86.61 -74.83 -63.05 -51.27 -29.23

(4/3)Gy+(17/12)(My+Vty) 132.61 227.13 237.75 248.37 258.99 172.82

(4/3)Gy+(17/12)(My+Voy) 83.88 143.54 154.67 165.80 176.93 122.52

-G+(17/12)(My+Vty) 21.92 57.72 68.34 78.96 89.58 56.91

-G+(17/12)(My+Voy) -26.81 -25.87 -14.75 -3.62 7.51 6.62

(4/3)(Gy+Vty+My) 128.53 219.47 229.46 239.46 249.45 166.55

(4/3)(Gy+Voy+My) 82.67 140.79 151.27 161.74 172.21 119.21

(4/3)(Vty+My)-Gy 17.84 50.05 60.05 70.04 80.04 50.64

(4/3)(Voy+My)-Gy -28.02 -28.62 -18.15 -7.68 2.80 3.31

Gy+(3/2)Vty 84.09 147.11 158.35 169.60 180.84 123.37

Gy+(3/2)Voy 32.49 58.60 70.38 82.17 93.95 70.12

Gy+My+1.75Vty 114.72 201.85 214.97 228.09 241.21 161.76

Gy+My+1.75Voy 54.53 98.59 112.34 126.08 139.83 99.63

-Gy+My+1.75Vty 19.85 56.63 69.75 82.87 95.99 62.41

-Gy+My+1.75Voy -40.35 -46.62 -32.88 -19.13 -5.38 0.28

cas les plus dfavorable 132.61 227.13 237.75 248.37 258.99 172.82

Sous le vent :


38/99


(4/3)Gy+(3/2)Vty 59.59 78.24 65.98 53.73 41.48 24.54

(4/3)Gy+(3/2)Voy 7.99 -10.27 -21.98 -33.70 -45.41 -28.72

(4/3)Gy+(3/2)My 100.04 160.30 160.30 160.30 160.30 105.39

-G+(3/2)My -10.65 -9.12 -9.12 -9.12 -9.12 -10.51

-G+(3/2)Vty -51.10 -91.18 -103.43 -115.69 -127.94 -91.36

-G+(3/2)Voy -102.69 -179.69 -191.40 -203.12 -214.83 -144.63

(4/3)Gy+(17/12)(My+

Vty)

94.54 139.23 127.66 116.09 104.51 63.85

(4/3)Gy+(17/12)(My+

Voy)

45.81 55.64 44.58 33.51 22.45 13.54

-G+(17/12)(My+Vty) -16.15 -30.18 -41.76 -53.33 -64.90 -52.06

-G+(17/12)(My+VOy) -64.88 -113.77 -124.84 -135.90 -146.97 -102.37

(4/3)(Gy+Vty+My) 92.70 136.74 125.84 114.95 104.06 63.99

(4/3)(Gy+Voy+My) 46.83 58.06 47.65 37.24 26.82 16.64

(4/3)(Vty+My)-Gy -17.99 -32.68 -43.57 -54.46 -65.36 -51.92

(4/3)(Voy+My)-Gy -63.85 -111.35 -121.77 -132.18 -142.59 -99.27

Gy+(3/2)Vty 43.78 54.04 41.78 29.53 17.28 7.99

Gy+(3/2)Voy -7.82 -34.47 -46.19 -57.90 -69.62 -45.28

Gy+My+1.75Vty 67.69 93.27 78.97 64.68 50.38 27.15

Gy+My+1.75Voy 7.50 -9.99 -23.66 -37.33 -50.99 -35.00

-Gy+My+1.75Vty -27.18 -51.95 -66.24 -80.54 -94.83 -72.20

-Gy+My+1.75Voy -87.38 -155.20 -168.87 -182.54 -196.21 -134.34

Cas les plus

dfavorable

-102.69 -179.69 -191.40 -203.12 -214.83 -144.63

ELS :

En face du vent :


suivant x Gx+Mx 10.793 17.238 17.238 17.238 17.238 11.366

suivant y

Gy+My+Vty 96.397 164.600 172.096 179.593 187.089 124.913

Gy+My+Voy 62.000 105.595 113.451 121.306 129.161 89.410

cas le plus dfavorable 96.397 164.600 172.096 179.593 187.089 124.913


39/99

41

3-2-2Dimensionnement et vrification :

Vrification de la rsistance :

La combinaison la plus dfavorable suivant y :

(4/3)Gy+(17/12)(My+Vty)= 259 daN/m

Mox=259*6/8 =1165.47 daN.m Ix = 541.2 cm4

x=Mox*v/Ix = 15.074 daN/mm

La combinaison la plus dfavorable suivant x :

4/3 Gx+3/2 Mx = 24.043 daN/m

Moy=24.043*6/8 =108.19 daN.m Iy = 44.9 cm4

y=Moy*v/Iy = 8.8 daN/mm

Si on tient compte de ladaptation plastique recommande par CM66 on crit: Avec : coefficient dadaptation plastique=(x+y)/= 22.35 daN/mm2 < 24 daN/mm2Condition la rsistance vrifie.Vrification de la flche :

Le calcul de la flche se fait par la combinaison de charges et surcharges de services (non

pondres).

Flche admissible : l/200 = 30 mm

La combinaison la plus dfavorable suivant x : Gx+Mx

fx=fMx+fTx avec : fM= 5*Px*/384*E*Iy = 30.85 mm E=21000 daN/mm2fT=10*(h/l)*fM =0.168 mm

fx=31.02 mm > fadm

La combinaison la plus dfavorable suivant y: Gy+My+Vty

fy=fMy+fTy = 27.78+0.11= 27.89 mm

La condition de flche nest pas vrifie.


40/99

On augmente le profil : IPE 160

Pour IPE 160 :

Vrification de la flche

E(daN/mm2) 21000

fmx(mm) 20.79

Ftx 0.148

Fx 20.94

Fmy 17.56

Fty 0.070

Fy 17.63flche admissible 30

Vrification vrifi

Commentaire :

Augmenter le profil pour vrifier le dversement n'est pas une solution

conomique (on obtient IPE 220).On prfre utiliser des liernes qui diminuent la

longueur de dversement.

Vrification au dversement :

La semelle suprieure de la panne est comprime sous laction des charges verticales

descendantes. Mais, puisquelle est fixe la toiture, il ny a pas risque de dversement.

La semelle infrieure qui est comprime sous laction du vent de soulvement est

susceptible de dverser du moment quelle est libre tout au long de sa porte.

Dans le cas des pices symtriquement charges et appuyes la vrification de la

stabilit au dversement est donne Par la formule suivante :

Vrification de la rsistance

Mox 1182.67

sigma x 10.884

Moy 110.77

sigma y 6.65

sigma totale 16.50

sigma admissible 24

vrification vrifi


41/99

43

Calcul des coefficients B, C et D :

Le coefficient D : (CM66 R 3,641) :

D est donn en fonction des dimensions de la pice par la formule :

IPE 160 :

Ix = 869.3 cm4 ; Iy = 68.28 cm4

J = 3.60cm4 (moment dinertie de torsion).

h = 16 cm ; l = 6m/2= 3m (longueur de flambement ).

Ainsi D = 1.96

Le coefficient B : (CM66 R.3.643) :

Le coefficient B est donn en fonction du niveau dapplication des charges. On suppose que

les charges soient appliques au niveau de la fibre neutre.

=1 et D= 2.57 B=0.793

Le coefficient C : (CM66, R.3.642)

Le coefficient C est donn en fonction de la rpartition de charges. La charge est

uniformment rpartie, donc C = 1,132.

Contrainte de non dversement :

On a : d < e Donc il y a un risque de dversement.

D

C

D

CB

405.0405.01

2


42/99

2.897

Donc : La contrainte de flexion :

Qy = -214.83Kg/ml (la charge de soulvement de la toiture)

Do: Le dversement est vrifi IPE 160.

3-3 Calcul des pannes selon Eurocode 3 :

3-3-1

Combinaisons de lEurocode 3:

Charges pondres(ELU) Charges non pondres(ELS)

1,35 G + 1,5 M

1.35 G + 1,5 Vt

1.35 G + 1,5 Vo

1,35 (G + Q + Vt)

1,35 (G + Q + Vo)

G + M

G + Vt

G + Vo

G + 0,9 (M + Vt)

G + 0,9 (M + Vo)

Pour IPE 160 :

ELU :

Suivant x :


suivant x 1,35*Gx +1.5*Mx 15.704 24.805 24.805 24.805 24.805 16.513

Suivant Y :

En face du vent :


43/99

45

Combinaisons Faitire 1 2 3 4 5

Suivant

Y

Comb 1 :

1.35*Gy+1.5*My

104.70 165.38 165.38 165.38 165.38 110.09

Comb 2 :

1.35*Gy+1.5*Vty

104.56 176.39 187.64 198.88 210.12 144.63

Comb 3 :1.35*Gy+1.5*Voy

52.97 87.88 99.67 111.45 123.23 91.37

Comb 4 :

1,35*(Gy+Vty+My)

134.01 226.08 236.20 246.32 256.44 172.50

Comb 5 :

1,35*(Gy+Voy+My)

87.57 146.43 157.03 167.63 178.24 124.57

Cas le plus

dfavorable

134.01 226.08 236.2 246.32 256.44 172.5

Sous le vent :


Suivant Y

Comb 1 104.70 165.38 165.38 165.38 165.38 110.09

Comb 2 64.25 83.32 71.07 58.81 46.56 29.24

Comb 3 12.65 -5.19 -16.90 -28.62 -40.33 -24.02

Comb 4 97.73 142.32 131.29 120.26 109.23 68.66

Comb 5 51.29 62.66 52.12 41.57 31.03 20.72

Cas le plus

defavorable

104.70 165.38 165.38 165.38 165.38 110.09

ELS :

Suivant x :


Gx+Mx 11.224 17.669 17.669 17.669 17.669 11.796


44/99

Suivant y :

En face du vent :


Gy+0.9*(My+Vty) 94.369 158.268 165.015 171.762 178.509 120.257

Gy+0.9*(My+Voy) 63.411 105.165 112.234 119.304 126.374 88.304

Gy+Vty 74.739 125.141 132.638 140.134 147.631 101.673

Gy+Voy 40.342 66.137 73.992 81.847 89.702 66.170

Sous le vent :


Gy+0.9*(My+Vty)

70.181 102.426 95.074 87.722 80.370 51.026

Gy+0.9*(My+Voy

)

39.223 49.322 42.293 35.264 28.235 19.067

Gy+Vty 47.864 63.094 54.925 46.756 38.587 24.750

Gy+Voy 13.467 4.090 -3.721 -11.531 -19.341 -10.760


45/99

47

3-3-2Dimensionnement et vrification :

Vrification de la rsistance :

Caractristiques du profil :

Nuance d'acier S S235

IPE IPE 160

limite d'lasticit fy 235

H 160

Bf 82

Tf 7.4

Tw 5

D 145.2

Wplx 123.9Wply 26.1

Bt 1

lph 2

Av,x 12.8

Av,y 9.7

La classe de la section :

Les profils lamins de calibres < IPE 240 sont gnralement dune section de classe 1.

Vrification de la semelle comprime

Epsilon 1

bf/2*tf 5.54 classe 1

Vrification de l'ame flchie

d/tw 29.04 classe 1

La section est de classe 1

Condition de rsistance :

On utilise la formule de vrification suivante :

Pour les sections en H ou en I on a : = 2

Dans notre cas leffort normal N=0 donc =1

daN.m


46/99

daN.mOn prend pour le coefficient partiel de scurit M0 =1

Mx = Qy .l2/8 = (256.4462)/8 = 1154 daN.m

Mx = Qx .l2/8 = (24.862)/8 = 111.6 daN.m

donc Vrification la flche :

Les deux rglements utilisent la mme formule de vrification.

Le calcul de la flche se fait par la combinaison de charges et surcharges de services (non

pondres).

Le cas de charge le plus dfavorable : G + 0,9 (Q + Wn)=178.5kg/ml

La flche admissible est :

Vrification de la flche

E(daN/mm2) 21000

fmx(mm) 20.79

ftx 0.148

fx 20.94fmy 17.56

fty 0.070

fy 17.63

flche admissible 30mm

vrification vrifi

Vrification au cisaillement :

Ici il faut vrifier :


47/99

49

1

5,02

./

/20/11

/9.0

CthiL

iL

f

z

zLT

Pour notre cas il faut vrifier seulement la deuxime condition (M0=1)

Soit Awy= Qy*l /2=256.44 *6/2=769.32daN (poutre sur deux appuis) =17320Kg > 769.32Kg vrifi

Vrification au voilement :

Les profils lamins normaliss en construction mtallique ne sont pas sujets au voilement,

leurs mes tant dimensionnes largement pour viter tout risque ce sujet.

Vrification au dversement :Le moment ultime :

Q= - 40.34 Kg/ml (soulvement) => Mu= Q*l2/8=181.53 kg.m

w=1 , pour les sections de classes 1 et 2

On a : wply=123.9cm3 (IPE 160) => Wply .fy=2911.65 Kg.m

Et :

LT : Coefficient dimperfection de dversement.

Profil lamin 0,21LT

iz=1.84 h=16cm es=0.97

C1=1.132 (charge uniformenent rpartie)LT =68.36

ply

1

W ..LT

fyw

LT wMcr

=0.73 > 0.4 (risque de diversement)

20,5 1 0,2LT LT LT LT

=0.82


48/99

2 2

1LT

LT LT LT

=0.84

Donc Mdev=244578.6Kg.m

Mu=181.53 < Mdev ok (ratio ngligeable)

COMMENTAIRE SUR LES RESULTATS:

On ce qui concerne la rsistance on remarque que le CM66 est plus contraignant que

EC3, la marge de plasticit autorise par CM66 est ngligeable par rapport celle

recommand par EC3, en outre la condition de la flche a tranch pour les deux

rglements cest elle qui donne dans la majorit des cas le profil final.

Le cisaillement est largement vrifi pour les deux rglements, cela peut tre justifi par le

fait que les profils IPE ont t conus essentiellement pour assurer une grande rsistance

lgard de leffort de cisaillement.

Les deux rglements prvoit le risque de dversement de la panne mais on remarque la

CM66 est plus contraignant que EC 3 (voir les ratios prcdents).

3-4 Dimensionnement Des liernes :

3-4-1 Gnralits sur les lirnes :

Les liernes sont des tirants qui fonctionnent en traction. Elles sont gnralement

formes de barres rondes ou de petites cornires. Leur rle principal est dviter la

dformation latrale des pannes.

Compte tenu de la faible inertie transversale des pannes, et ds lors que la pente des

versants ( ) atteint 8 10%, leffet de la charge Qx (perpendiculaire lme de la panne)

devient prjudiciable et conduit des sections de pannes importantes, donc onreuses.

La solution consiste a rduire la porte transversale des pannes en les reliant entre elles

par des liernes (tirants), situs mi- porte. Chaque fois que les pannes en profils sont

disposes normalement au versant, il convient de les entretoiser par un ou plusieurs cours de

liernes en fer rond ou en cornire. Ces liernes, relies entre elles au niveau dufatage,

permettent dviter la dformation latrale despannes, trs prjudiciable au bon aspect de la

couverture.


49/99

51

3-4-2Calcul des efforts :

T1= 1.25*qx*l/2 du 1r tronon

Avec :

l : La porte de la panne.qx : La charge max sur la sablire= 15.8 daN/m

Ce qui donne :

Effort dans le tronon L2 :

Effort dans le tronon L3 :

Effort dans le tronon L4 : Pour leffort dans les diagonales L5 et L6 : Le tableau suivant rcapitule les rsultats :

effort de traction T1 61.43 daN

effort de traction T2 153.74

effort de traction T3 246.05effort de traction T4 338.36

angle Tta 55.00


50/99

T5=T6(Diagonale) 294.96

section des lirnes 16.586374 mm2

3-4-3Section des lirnes :

Le tronon le plus sollicit est L4 Soit des tiges de 8.


51/99

53

4-1 Gnralits sur les ponts roulants :

4-1-1Dfinition :

Un pont roulant est un appareil demanutentionpermettant lelevage et le transfert de

charges lourdes.

Un pont roulant est constitu d'une section horizontale d'acier (le pont), mobile sur une

structure portante fixe; destreuils oupalans sont suspendus sous le pont, et sont eux-mmesmobiles. Chaque axe de dplacement peut tre motoris.

4-1-2Classification:

On distingue essentiellement deux sortes de ponts : les mono-poutres et les bi-

poutres,selon que le chariot est suspendu un seul sommier roulant ou quil est pos sur

deux poutres.

On peut raliser une autre classification suivant que le pont roulant est suspendu son chemin de roulement ou quil est pos sur celui-l.

Pont mono-poutrePont bi-boutre
http://fr.wikipedia.org/wiki/Manutentionhttp://fr.wiktionary.org/wiki/levagehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acierhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Treuilhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Palanhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Palanhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Treuilhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Acierhttp://fr.wiktionary.org/wiki/levagehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Manutention


52/99

4-1-3Chemin du roulement :

Le chemin de roulement est un cas particulier de poutres. Il est sollicit simultanment

par des efforts verticaux dynamiques, des efforts horizontaux et longitudinaux. Les chemins

de roulement des ponts roulants se composent, en plus de la poutre de roulement et du rail

de pont, des butes aux extrmits et des poutres horizontale.

RAIL DE PONT :

Le rail sur la poutre de roulement doit rpondre des exigences pour protger la partie

suprieure du chemin de roulement contre l'usage et pour distribuer les charges des roues

galement au-dessus de la longueur du contact le plus grande possible. Le rail doit donc

avoir :

Une rsistance leve l'usure : on utilise en gnral un acier mi-dur.

Une rigidit la flexion leve.

Pour les ponts de faible puissance, on emploie le plus souvent des rails en carr ou

mplat. Au-del de, on emploie des rails Vignole ou Burbach . Ces rails peuvent tre

fixs par crochets, par boulons, le plus souvent par crapauds ou par soudure. Le schma

suivant donne des exemples de ces fixations.

Pont roulant pos sur le chemin de roulement

Pont roulant suspendu au chemin de roulement


53/99

55

Des joints de dilatation dans les rails doivent tre fournis sur de longues pistes. Ils

devraient concider avec des joints dans la poutre principale. Un transfert progressif des

charges des roues partir d'un rail l'autre est assur si les extrmits du rail sont tailles

comme reprsent sur le schma suivant :

POUTRES DE ROULEMENT :

Elles sont autant que possible prvues en profils I ou H. Pour des portes et des charges

importantes, le profil seul devient insuffisant ; on prvoit alors soit des poutres

reconstitues me pleine, me ajoure ou treillis.

Le plus souvent, les chemins de roulements sont supports par la structure principale

travers des corbeaux souds aux poteaux. Lorsque le poids manipuler important, la liaison

pont-portique peut prendre plusieurs formes : on choisit tantt de doubler le poteau quitte

le relier la structure principale par des attaches, tantt daugmenter la largeur du portique

en dessus du pont pour lui donner un support plus adquat.

Types de rails de ponts et liaison avec la poutre de roulement

Joints de dilatation dans les rails de pont

Types de poutres de roulement


54/99

Un soin trs particulier doit tre port sur le raccordement entre le poteau et la poutre deroulement. Cette liaison doit en effet permettre :

Une rsistance sans risque aux efforts horizontaux ;

La rotation libre de la poutre de roulement ;

Lajustement latral de la poutre de piste de grue la fin du btiment.

La rotation libre aux appuis est importantes afin dviter les moments parasites de

flexion, et surtout de torsion trs nocifs pour les profils qui composent les portiques.

La rotation l'extrmit d'une poutre simplement soutenue a comme consquence un

mouvement longitudinal de la semelle suprieure par rapport la ligne centrale. Le membre

qui relie la bride suprieure la colonne de btiment doit donc tre capable de permettre le

Liaison entre la poutre de roulement et la structure principale au droit dun appui

simple


55/99

57

mouvement longitudinal libre sans devenir surcharg. Un plat flexible simple peut tre

satisfaisant quand les mouvements sont moins de 1mm, mais une cale avec les trous

encochs est une solution plus sre dans la plupart des cas.

Afin dviter la torsion dans les poteaux, on dispose des fermes dans le plan de la poutre

de roulement comme montr dans la figure suivante :

4-1-4Classement des ponts roulants en fonctions du service :

Les ponts roulants sont classs en diffrents groupes suivant le service quils assurent.

Les deux acteurs pris en considration pour dterminer le groupe auquel appartient un

appareil sont la classe dutilisation et ltat de charge.

CLASSE DUTILISATION:

La classe dutilisation caractrise la frquence dutilisation de lappareil dans son

ensemble au cours de son service. Ces classes dpendent uniquement du nombre de cycles de

levage que lappareil est cens accomplir au cours de sa vie.

Classe dutilisation Frquence dutilisation du mouvement de levage

A Utilisation occasionnelle non rgulire, suivie de longues priodes de repos

B Utilisation rgulire en service intermittent

Fermes horizontales pour viter la torsion des

poteaux


56/99

C Utilisation rgulire en service intensif

D Utilisation en service intensif svre assur par exemple plus dun poste

ETAT DE CHARGE :

Ltat de charge le prcise dans quelle mesure le pont soulve la charge maximale ou

une charge rduite. On considre quatre tats conventionnels de charge caractriss par la

valeur reprsentant la plus petite charge, par rapport la charge maximale, qui est gale oudpasse tous les cycles.

Etat de charge Dfinition

0

(trs lger)

Appareil soulevant exceptionnellement la charge nominale et

couramment des charges trs faibles 1

(lger)

Appareils ne soulevant que rarement la charge nominale et

couramment des charges de lordre du de la charge nominale 2

(moyen)

Appareils soulevant assez frquemment la charge nominale et

couramment des cares comprises entre et de la chargenominale

3

(lourd)

Appareils rgulirement chargs au voisinage de la charge nominale

CLASSEMENT DES PONTS ROULANTS :

A partir de ces classes dutilisation et de ces tats de charges leves, on classe les

appareils en six (

) groupes suivant le tableau suivant :

Etat des charges

leves

Classes dutilisation

A B C D 1 2 3 4 2 3 4 5

3 4 5 6

4 5 6 6


57/99

59

4-2 Charges sur la poutre de roulement :

Les charges principales, qui servent de base pour le calcul des autres charges,

comprennent :

Les sollicitations dues au poids propre des lments.

Les sollicitations dues aux charges de services : charge soulever augmente du

poids des accessoires.

4-2-1Ractions verticales :

Elles sont gnralement donnes par le constructeur du pont. Si ces valeurs ne sont pas

dfinies, il est toujours possible de les valuer en fonction de la charge nominale, du poids

du palan ou du chariot dans la position la plus dfavorable et du poids estim ou calcul du

pont.

Si, et sont successivement le poids soulever, le poids du pont et le poids duchariot, alors la raction verticale est :

Chariot au milieu :

Chariot lextrmit [ ] [ ]

Avecest la distance la distance minimale entre le crochet et les galets du pont. Vuque cette distance est en gnral petite on simplifie la formule de la raction verticale :

[ ]


58/99

Sagissant de charges roulantes, ces ractions doivent tre affectes dun coefficient

dynamique. Les recommandations du C.T.I.C.M (Centre Technique Industriel de la

Construction Mtallique) pour le calcul et lexcution des chemins de roulement des ponts

roulants fournissent le tableau suivant pour la dtermination du coefficient de majoration

dynamique :

Groupe du pont roulant Chemin de roulement Support du cheminI 1,00II 1,15 1,05

II 1,25 1,10

IV 1,35 1,15

4-2-2

Ractions horizontales transversales :

Elles rsultent des effets de dplacement ou de balancement de la charge (freinage du

palan ou du chariot) et des effets dus au roulement du pont (marche en crabe).

Ractions verticales quand le chariot est lextrmit


59/99

61

Un calcul exact de ces ractions ncessite la connaissance des acclrations des

lments mobiles lors des dmarrages ou des freinages, mais aussi de leurs dures. On

considre gnralement des efforts gaux de mme sens pris forfaitairement desractions verticales sans majoration dynamique : Les recommandations du C.T.I.C.M stipulent que, conformment des essais, suite

des considrations dingalit des ractions et des frottements et aux dformations en plan du

pont, il rsulte que les deux galets de translation du pont roulant exercent sur leur rail de

roulement deux ractions horizontales qui sont ingales et de sens contraire.

Ces ractions se dterminent par les formules approches suivantes :

Chariot au milieu de la porte du pont:

[ ]

[ ]

Chariot lextrmit du pont:


60/99

[ ] [

]4-2-3

Ractions horizontales longitudinales :

Ces ractions ne sexercent quau droit des galets moteurs. Elles sont dues

lacclration et au freinage du mouvement de translation. On obtient la valeur maximale de

la raction horizontale longitudinale en multipliant la raction verticale (sans majoration

dynamique) par le coefficient dadhrence du galet sur son galet:

4-3

Vrification des chemins de roulement :

Quatre vrifications sont faire :

a)

Contrainte sous les ractions verticales avec majoration dynamique ; la contrainte

rsultante doit vrifier : b) Contraintes associes sous les ractions verticales sans majoration et sous les ractions

horizontales ; selon le CM66 on doit vrifier :

c)

Flches verticales sous les ractions verticales sans majoration ni pondration.

d)

Flches horizontales sous raction horizontales non pondres.

Daprs la norme NF P 22 615, les flches admissibles verticales et horizontales de la

poutre de roulement sont : (L tant la porte de la poutre de roulement).

Groupes de ponts Flches admissibles

1-2 L/500

3-4 L/750

5-6 L/1000

4-4 Calcul du chemin de roulement :

4-4-1Donnes du pont roulant :

Les calculs qui suivent concernent le pont roulant de porte avec une charge soulever gale . Poids du pont : = 16.5


61/99

63

Poids du chariot : = .5puissance Porte (l) amin (m) b (m) c (m) d (m) e (m)

5 T 22 0.8 0.25 0.5 1.8 4.2

Puissance Porte

Vitesse Poids Charges surgalets

Levage Direction Translation PontB

ChariotK

B+K Rmax Rmin

5T 22 7 30 70 16.5 3.5 20 8.2 4.3

4-4-2

Ractions du pont roulant :

REACTIONS VERTICALES :

On a : Rv,max=8.2 T (Pont immobile)

On obtiendra les ractions verticales des galets du pont en mouvement en multipliant

les ractions verticales correspondantes des galets du pont immobile par un coefficient

deffet dynamique

.

car le pont roulant appartient au groupe 4 comme indiqu en haut.Rv,dyn = Rvmax*= 11.07 TREACTIONS LONGITUDINALES : maxDonc :

RL=1 64 T


62/99

REACTIONS TRANSVERSALES :

-Chariot au milieu de la porte du pont:

[ ]= 3.32 T-Chariot lextrmit du pont:

[ ]= 2 44 T4-4-3

Calcul des moments et contraintes

Le pont roulant exerce des charges mobiles sur la poutre de roulement. Le moment est

ainsi obtenu par les lignes dinfluences.

MOMENT MY :

= =4.208 T.mMmax,RT

avec e : cartement entre galets l : Porte de la poutre de roulement

choix du profil :

HEA 360 a pour caractristiques gomtriques :

h b tf tw Aire(cm2) Poid(kg/m) Iy Iz

350 300 17 .5 10 142.8 112.1 33089.8 7886.8

Mg=504.45 kg .m MRV=10390 kg.m MRT=4208 kg.m

g= 0.27 (daN/mm)

RV=5.495 (daN/mm)

RT=2.225 (daN/mm)

On a : RL=1640 daN section A= 14280 mm2


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65

Donc : RL=RL/A =0.115 daN/mm2

4-4-4

Vrification des contraintes

Les combinaisons de charges utilises pour la vrification sont les suivantes :

Combinaison pondre dynamique :

11.47


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5-1 Prparation de la tche :

Apres le choix de la modlisation portique plan, la premire chose faire cest la

vrification des prfrences de la tche.

On choisit les normes suivantes :

Les combinaisons de charges sont gnres selon les rglements suivants :


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5-2 Modlisation de la structure :

5-2-1Modlisation du portique :

Dans la modlisation portique plan dans Robot, lhypothse principale de calcul cest

que les barres sont encastres entre elles par dfaut.

On trace les axes du projet et puis on modlise le portique plan :

On modlise par la suite les appuis dans les bases des poteaux, ces appuis seront

modliss manuellement selon le choix du mode dappuis dj fais dans le chapitre deconception.

La gnration de modle 3D se fait aprs lintroduction des charges de vent (voir 3-3-

3).

5-2-2Excentrement et relchement des lments :

a) Relchement

On suppose que les barres sont attaches de faon rigide aux nuds cest--dire que la

compatibilit des dplacements et des rotations est assure pour toutes les barres aboutissant

au nud donn. Les seules exceptions sont les barres de structures de type treillis et les

lments de type cble dans les portiques dans lesquels les rotules sont utilises (elles assurent

lidentit des dplacements mais permettent les rotations libres des extrmits des lments).

Si besoin est, les liaisons rigides barres peuvent tre relches.

La commande Relchements est accessible :

par le menu droulant Structure, commande Relchements...

par la barre doutils Dfinition de la structure.


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Exemple :Dans le cas des pannes dans notre projet on dfinit le mode de relche ment dune

poutre isostatique.

b)Excentrement :

Certains lments de la structure peuvent demander la modlisation dexcentrements

cest--dire la dfinition de lassemblage avec excentrement des lments de la structure. A

cet effet, on utiliser la commande Excentrements accessible dans le menu Structure/Autres

attributs. Il est possible de dfinir lexcentrement automatique des barres de la structure.

Exemple : pannes sur traverse

5-3

Dfinition des charges :

5-3-1Charges permanentes :

On dfinit le poids propre comme G et le poids de la structure comme G et on affecte

cette dernire -0,23KN/m2suivant laxe Z.

5-3-2Charges dexploitation:

On dfinit la charge dentretien comme Q et on affecte cette dernire -0,20KN/m

2

suivant laxe Z.


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5-3-3Modlisation de vent :

Lintroduction des charges dues au vent se fait dune manire indirecte sous

lassistance du logiciel

On dfinit dabord lenveloppe et on introduit les caractristiques gomtriques du

hangar (profondeur, entraxes, hauteur max).

Puis on introduit les donnes du site :

On clique sur gnrer 3D et on obtient la modlisation 3D du hangar aprs avoir

dfinie les positions des pannes qui vont supporter la couverture.

On modlise aprs le chemin de roulement et la couverture (bardage) et on appliqueles charges surfaciques :


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5-3-4Charges Roulantes :

Le logiciel Robotpermet de dfinir des charges roulantes, cest dire : la charge dun

convoi modlis par une combinaison de forces quelconque (forces concentres, charges

linaires et charges surfaciques).

Loption est disponible :

aprs la slection de la commandeRoulantes disponibles dans le menu

Chargements/Autres charges

aprs un clic sur licne Charges roulantes affiche dans la barre doutils.

Le logiciel permet donc dintroduire les caractristiques de la charge roulante ainsi que

les coordonnes du chemin de roulement.

5-4 Combinaisons de charges :

Le logiciel Robot permet aussi de dfinir une combinaison de cas de charge crs.

Deux possibilits de dfinir les combinaisons de charges se prsentent :

manuelleil faut dterminer la liste de cas de charge faisant partie de la combinaison

(y compris les coefficients appropris dpendant de la nature du cas de charge) automatique aprs la slection de loption Combinaisons automatiques ; pour le

rglement de pondration choisi, le logiciel cre la liste de toutes les combinaisons de

cas de charge possibles.

Dans notre projet, nous avons utilis la deuxime option :


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On lance ainsi le calcul par la commande Calculer pour vrifier de la modlisation,

dtecter les erreurs et analyser la structure.

5-5 Introduction des paramtres de flambement et de

dversement :

Avant de commencer le dimensionnement on dfinit dabord les paramtres de

flambement et de dversement pour chaque, afin de permettre le logiciel de faire la

vrification des lments au flambement et au dversement pendant le dimensionnement.

Cette option est disponible dans la liste dimensionnement/dimensionnement barre

acier/paramtres rglementaires.

Le paramtrage des pices aboutissants ou des raidisseurs se dfinie au niveau de la

pice, comme illustr ci-dessous :

Exemple : Traverse


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5-6 Dimensionnement de la structure :

5-6-1Pannes :

Profil Nombre dlments Longueur (m)

IPE 180 120 6

Remarques et commentaires :

Les pannes sont dimensionnes ltat limite de service, car la rsistance est a t

vrifie avec le profil IPE 160avec un ratio de 0,81mais la dformation ntait pas


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vrifi, on a augment le profil jusquau IPE 180avec pour vrifier la dformation

avec un ratio de 0,96.

Le fait daugmenter le profil juste pour vrifier la dformation est mal vu, on aura du

opter pour dautres solutions comme lajout des liernes (dj fait dans le calcul

manuel chapitre 3), une tude conomique simpose dans ce cas. Les pannes ne sont pas sollicites de la mme manire, on a donc dimensionn selon

la panne la plus sollicit, ceci est justifi car dune part cest plus scuritaire et dautre

part on ne peut pas choisir des profils diffrents pour chaque panne on aura ainsi un

problme de pente et de la pose la couverture.

On opte ainsi pour des pannes en IPE 160 avec liernes

5-6-2Traverses

a)

Sans jarret :

Profil Nombre dlments Longueur(m)

HEA 260 22 11,12

Le moment du la combinaison la plus dfavorables est :

Pour diminuer le moment lextrmit on ajoute un jarret entre les poteaux et les

traverses et on redimensionne ces dernires :

b) Avec jarret

On obtient une section plus petite que celle

obtenue dans le cas prcdent en ajoutant un jarret de

dimensions :

Le logiciel donne :


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HEA 220 22 11,12

La rsistance est vrifie avec un ratio de0,95

c)

Gain en poids

On compare le poids dune traverse sans jarret (HEA 260) et une traverse avec jarret

(HEA 220) :

HEA 260 sans jarret HEA 220 avec jarret

Poids (Kg) 758,4 603,7

On gagne donc 20% Du poids de la traverse, ce qui permet de soulager les poteaux

et les semelles et gagner en terme dconomie, do limportance de lajout du jarret.

On opte ainsi pour la solution de la traverse en HEA 220 avec jarret.

5-6-3Poutre de roulement :

Le logiciel donne :


HEA 280 2 60

(poutres continues)

Remarques et commentaires :

La diffrence entre les rsultats obtenus dans le chapitre 4 et les rsultats du logiciel

sont dues la mthode de modlisation de la charge roulante du logiciel qui est bien

diffrente que celle des abaques. Pour avoir plus de scurit on opte pour la premire solution.

On opte ainsi pour des profils HEA360

5-6-4

Poteaux :

a) Sollicitation :

Le poteau le plus sollicit avec la combinaison la plus

dfavorable :

Le calcul donne :


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HEA 280 22 11,3

Donc pour les poteaux on opte pour HEA 280

5-6-5Rcapitulatif :

Le tableau suivant donne les rsultats de calcul de la structure avec le

logiciel

Elment Profil Nombre dlments Longueur(m)

Pannes IPE 160 120 6

Traverses HEA 220 22 11,12

Poutre de

roulement

HEA360 2 60

(continues)Poteaux HEA 280 22 11,3


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6-1 Rle des contreventements :

Les contreventements sont des pices prvus afin dassurer la stabilit dune structure

soumise aux efforts du vent.

Un systme de contreventement comporte des poutres au vent, disposes en toiture,

et des pales de stabilit, placs sur le long pan et lintrieur de la structure. Les poutres

au vent reprennent les efforts du vent agissant sur le pignon et les cheminent, laide desmontants et des diagonales, vers les files de rive : les pannes sablires et les pannes

fatires. Les pales de stabilit se chargent alors de transfrer la force jusquaux

fondations.

6-2 Contreventement horizontal :

Le contreventement horizontal sera ralis par :

Les traverses de deux portiques successifs

Les pannes, on prend une panne sur deux.

Cornires assembles sur les lments prcdents.

Lensemble constitue un treillis en X.

Il est souvent plus pratique de prvoir la poutre au vent en toiture, dans les traves

d'extrmit. Lavantage de cette solution est quelle aide lors de la construction, puisqu'elle

fournit une structure stable une extrmit du btiment quand le chantier commence.


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On aura deux contreventements : une poutre chaque extrmit du hangar, comme le

montre le schma suivant :

Le vent longitudinal agit par frottement sur la toiture et a un effet dentranement et de

renversement de celle-ci.

Selon NV65 , la force due au vent longitudinal a pour expression:

q : la pression dynamique au niveau de la crte de la toiture

On obtient : Le systme de contreventement est constitu de deux poutres. Chacune delles est

soumise une pression T, rpartie par mtre linaire transversal de la poutre en treillis :

Avec: Ou : L : tant la longueur du Hangar = 60m

Donc : La poutre en treillis aura donc les dimensions suivantes :

longueur : l = 2x longueurs de traverse = 2x11,12 = 22,24 m

hauteur : cartement entre deux portiques = 6 m, elle sera appuye sur lescontreventements verticaux.

Etant donn la faible distance entre les pannes fatires, on les joindra par un lierne et

on les considrera comme un seul montant de section gale au double des sections des

pannes.

Le treillis transforme les efforts rpartis en efforts concentrs dans les nuds.

Les forces dans les diffrents nuds sont:

F1= T x (a+e /2) = 162.042 daN

F2=T x e= 290.18 daN


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F3 = T x e = 290.18 daN

F4 = T x (e + 2xS) = 313.23 daN

O S : distance faitire e : 2xdistance entre pannes a : valeur de porte--faux. Nous

avons choisi S=0.17m ; e= 4.28m et a=0.25

6-2-1Calcul des efforts internes :

Ce treillis est hyperstatique intrieur et isostatique extrieur, mais tant faiblement

sollicite, on la ramne un systme isostatique en procdant par les mthodes approches

pour le calcul de contreventement :

Mthode :

Dans les treillis en X, il y a une diagonale comprime, et une autre tendue. On suppose

que ces diagonales sont trs minces avec 100, de telle faon que les barres comprimesne supportent aucun effort, vu leurs grande longueur de flambement.

Le calcul des efforts internes de cette poutre au vent (treillis) va tre fait par le logiciel

Autodesk Robot Structural Analysis,puisque la connaissance des lments de rduction

d'un systme hyperstatique de tel degr (h=3) demande beaucoup de calcul.

La poutre est donc modlise de la manire suivante : Les Forces sont en daN

Les efforts dans les barres sont donns sur la figure suivante :

F2 F3

F4F1

F2F3


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Leffort maximale est de: 105.13 HN=1051.13 daN6-2-2Dimensionnement des diagonales :

Leffort de traction le plus dfavorable dans les diagonales est :

1051.3 daN

Leffort pondrest : La contrainte de traction :

On prend en gnral :

Do: On obtient :

On adopte donc une cornire L40/40/5 de surface brute = 2.27 cm > 0.77cm :

Car la contrainte de corrosion impose une paisseur minimale de 5 mm, en supposant

que les surfaces extrieures sont exposes .


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6-3 Contreventement vertical:

Le contreventement vertical constitue un appui au contreventement horizontal, il

reprendra les efforts engendrs par celui-ci et les acheminera vers le sol.Son rle est de

prvenir le flambement de la structure et de maintenir la stabilit latrale en rsistant

leffet de renversement d au dplacement latral.

On a choisi dadopter comme moyen de contreventement la croix de Saint-Andr, afin

de pouvoir reprendre tous les efforts longitudinaux savoir ceux dus au vent et au pont

roulant, sans avoir recours au changement des dimensions des pannes et des poteaux.

Les forces agissant sur le portique sont :

Les ractions engendres par le contreventement horizontal, soit : R = 899 daN

Raction horizontale longitudi

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