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Ce document a été numérisé par le CRDP de Bordeaux pour la Base Nationale des Sujets d’Examens de l’enseignement professionnel. Campagne 2012 Ce fichier numérique ne peut être reproduit, représenté, adapté ou traduit sans autorisation. BTS S.C.B.H. Session 2012 ÉTUDE D'UNE CONSTRUCTION SOUS EPREUVE U4.1 ELABORATION D'UNE NOTICE DE CALCUL DUREE: 3 heures, coefficient: 2 Ce dossier comprend : - Sujet pages 1/6 à 6/6 - Documents réponse Document réponse R1 en deux exemplaires - Dossier technique Documents techniques DT1 à DT5 - Dossier ressource Documents ressources DR1 à DR10 Temps conseillé: Barême proposé: Lecture du sujet 15 min Partie n01 60 min Partie n01 8 points Partie n02 45 min Partie n02 6 points Partie n03 60 min Partie n03 6 points Toutes les parties peuvent être traitées indépendamment AUCUN DOCUMENT AUTORISE SCE4ENC Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN BTS S.C.B.H. Session 2012 ÉTUDE D'UNE CONSTRUCTION SOUS EPREUVE U4.1 ELABORATION D'UNE NOTICE DE CALCUL DUREE: 3 heures, coefficient: 2 _ - ~ _ ................_.. ......................._. __............_- - . MAISON. OSSATURE BOIS SUJET ET DOCUMENTS RÉPONSE - Texte de l'épreuve Pages 1/6 à 6/6 - Documents réponse R 1 En deux exemplaires Toutes les parties peuvent être traitées indépendamment AUCUN DOCUMENTAUTORISE SCE4ENC Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN Texte de l'épreuve Contexte industriel L'étude concerne une maison à ossature bois avec charpente et solivage en Lamellé Collé de classement mécanique GL24h. La couverture est réalisée à partir de Sapisol S174 revêtu de tuiles mécaniques, le plancher à partir de Sapisol S136. Vous étudierez dans l'ordre la poutre support du solivage (sommier) du corps principal de la maison puis le portique supportant les balcons, enfin les consoles support de toiture de la façade Nord. Partie 1 : Sommier 8 points Documents techniques DT1, DT3, DT5 Documents ressources DR3 à DR6, DR10 CJ La structure du plancher de l'étage se décompose en 3 solivages (DT5) qui supportent tous un plancher en Sapiliège de référence S 136. Le solivage de la partie principale de la maison (zone 2, dimensions 6180 mm x 4995 mm) s'ouvre sur une mezzanine. Vous définirez le chargement repris par le sommier (DT3). D'après la modélisation ci-dessous de cette pièce, vous la justifierez en résistance et en déformation. Hypothèses de travail - Intensité de la pesanteur: g =10 N/Kg. - L'humidité moyenne après stabilisation est de 12%. - La longueur du sommier est de 6180mm. - La longueur d'une solive est de 4995mm. - L'entraxe des solives qui reposent sur le sommier est de 1030 mm (7 solives sur la longueur du sommier dont 1 à chaque extrémité). - Les solives et le sommier sont en lamellé collé GL24h. - Section des solives: 120x180, Section du sommier: 200x400 (en mm). Plancher en Sapiliège, référence S 136, masse surfacique : 39 Kg/m2 • - Charges d'exploitation (bâtiment à usage d'habitation) à définir. - Combinaison retenue: C = 1.35G + 1.5Q Modélisation retenue: -+ F1 y -+ F2 -+ F2 -+ F2 -+ F2 -+ F2 II.,. Y ,. Y ~x 1 2 3 5 G 1 IèhlYl)= 0.00 103.00 2DS.QD 3:19.00 ,m.oo " 5'5.00 818.00 Question 1.1 Etudier le chargement repris par le sommier 1.1.1. Calculer la valeur de la charge d'exploitation reprise par une solive de la partie courante en kN/m. 1.1.2. Calculer la valeur de la charge permanente sur la solive en kN/m. 1BTS SCBH Sous épreuve U41 SUJET: MAISON OSSATURE BOIS 1PAGE 1/6 SCE4ENC Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN 1.1.3. Pour la combinaison C =1.35G + 1.5Q : Après avoir déterminé la valeur des Actions de liaison des solives sur le sommier pour les cas de chargement étudiés ci-dessus (on négligera le poids propre du sommier par souci de simplification), reporter ces valeurs sur un croquis reprenant la modélisation ci-dessus. Question 1.2 Etudier les sollicitations et les contraintes pour le sommier En utilisant les valeurs suivantes pour la modélisation ci-dessus +------------+ 1 Cas de charge(s) 1 +------------+ Charge nodale: Noeud =1 F1 = -4000.00 N MZ =0.00 N. m Charge nodale: Noeud =7 F1 =-4000.00 N MZ =0.00 N. m Charge nodale: Noeud =2 F2 =-8000.00 N MZ =0.00 N.m Charge nodale: Noeud =3 F2 =-8000.00 N MZ =0.00 N.m Charge nodale: Noeud =5 F2 =-8000.00 N MZ =0.00 N.m Charge nodale: Noeud =6 F2 =-8000.00 N MZ =0.00 N.m Charge nodale: Noeud =4 F2 =-8000.00 N MZ =0.00 N.m 1.2.1. Déterminer les valeurs des actions de liaison. 1.2.2. Tracer le diagramme de l'effort tranchant, en déduire l'effort tranchant maximum. 1.2.3. Tracer le diagramme du moment fléchissant, en déduire le moment fléchissant maximum. 1.2.4. Calculer la contrainte en cisaillement longitudinal maximale tv,d. 1.2.5. Calculer la contrainte en flexion maximale am,d. Question 1.3 Vérification du sommier aux Etats Limites Ultimes (ELU) En prenant une valeur de contrainte maximale en flexion de 7Mpa et une valeur de contrainte maximale en cisaillement longitudinal de O.4IfIPa, les coefficients d'effet système Kls et d'instabilité Kcrlt égaux à 1 et kv = 1. 1.3.1. Vérifier les contraintes tangentielles de cisaillement et normales de flexion aux critères de résistance ELU (EC5). Question 1.4 Vérification du sommier aux Etats Limites de Service (ELS) En prenant une valeur de 3.5mm pour la déformation instantanée sous charges permanentes et une valeur de 12.5mm pour la déformation instantanée sous charges d'exploitation 1.4.1. Vérifier le sommier en déformation instantanée (Uinst) aux ELS. 1.4.2. Vérifier le sommier en déformation finale (Unet,fin) aux ELS. 1BTS SC8H Sous épreuve U41 SUJET: MAISON OSSATURE 80lS 1PAGE 2/6 SCE4ENC Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN Partie 2 : Portique 6 points Documents techniques DT1, DT2, DT3, DT4 Documents ressources DR1, DR4, DRB, DRB, DR9 o Le portique extérieur du bâtiment permet de créer une avancée de toit irnportante et de recevoir un balcon sur deux niveaux. Après avoir modélisé la structure, vous interpréterez des éléments issus de la note de calcul informatique afin de dimensionner certains assemblages. Hvpothèses de travail - Section des solives des balcons: 60x120 (en mm) en C24 avec un entraxe de 50cm. - Assemblages des pièces - Arbalétrier sur poteau central : Etrier type bmf-120 et 3 broches diamètre 12mm. - Entrait moisé et arbalétrier: 2 boulons M 16. . - Entrait moisé sur poteau central: entailles sur poteau et un boulon M16. - Arbalétrier sur poteau intermédiaire: Etrier type bmf-120 et 3 broches diamètre 12 mm. - Poutres supports de solivage et poteaux: Etrier type bmf-120 et 3 broches diamètre12 mm. - Poteau et plot béton: ferrure en âme avec plaque d'appui et 2 boulons M16. - Sablière et poteau intermédiaire: Etrier type bmf-120 et 3 broches diamètre12 mm. - Sablière et poteau latéral : entaille sur poteau latéral. Les étriers bmf-120 sont des ferrures en ame (assemblages cachés). Question 2.1 Définir les liaisons internes et la nature des liaisons aux appuis 2.1 Sur le document réponse R1, représenter les liaisons internes (relaxations) et les liaisons extérieures en définissant une légende pour les symboles que vous utiliserez. Question 2.2 Vérification de l'assemblage entre l'arbalétrier et l'entrait moisé Le calcul des capacités résistantes (Fv•rk) pour un organe d'assemblage (boulon M16) pour l'assemblage arbalétrier (120x200 en mm) - entrait moisé (80x200 en mm) donne les résultats suivants: Simple cisaillement MODE 1 a 33503 N ~ .. i. en t- Simple cisaillement MODE 1 Simple cisaillement MODE 1 Simple cisaillement MODE 2 Simple cisaillement MODE 2 b C d e 43795 16394 14341 17800 N N N N 1 ~ ..J :::::. en W a:: Simple cisaillement MODE 3 Double cisaillement MODE 1 Double cisaillement MODE 1 Double cisaillement MODE 2 f g h j 15840 33503 21898 14341 N N N N 1 Double cisaillement MODE 3 '- k ~ 15f340 ~. N_ 1 1BTS SCBH Sous épreuve U41 SUJET: MAISON OSSATURE BOIS 1PAGE 3/6 SCE4ENC 1 Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN Les capacités de résistance Fv,rk de l'assemblage sont toutes donniles pour un plan de cisaillement 2.2.1. Calculer la résistance de calcul FV,rd après avoir déterminé le coefficient Kmod et choisi Ym. Quel est l'effort maximal que peut reprendre l'assemblage avec 2 boulons M16? 2.2.2. A partir de l'extrait de la note de calcul (document ressource DR1), déterminer l'effort transmis par l'entrait sur l'arbalétrier (intensité et angles de l'effort avec ces éléments). 2.2.3. A l'aide du document ressource ORS, vérifier que le nombre de boulons M16 utilisés pour cet assemblage est acceptable (justifier votre réponse). Proposer un plan coté de l'assemblage arbalétrier/entrait moisé/boulons M16. [ BTS SCBH Sous épreuve U41 SUJET: MAISON OSSATURE BOIS 1PAGE 4/6 SCE4ENC Base Nationale de l'Enseignement Professionnel Réseau SCEREN Partie 3 : Console 6 points Documents techniques DT1, DT2, DT5 Documents ressources DR2, DR4, DR6, DR7 a Sur la façade Nord, 2 consoles permettent de supporter l'avancée de toit. Après avoir déterminé le degré d'hyperstaticité et défini le chargement permanent pour les deux modélisations retenues, vous vérifierez le dimen~ionnement de la contrefiche aux ELU. Première modélisation retenue: la travelSe de la console est encastrée dans le mur [ P = 4815 N/m à la combinaison 1.35 G +