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EXEMPLE 1 BATIMENT INDUSTRIEL (variante n°1) 1. PRESENTATION GENERALE Il s’agit

EXEMPLE 1 BATIMENT INDUSTRIEL (variante n°1) 1. PRESENTATION GENERALE Il s’agit de déterminer les actions du vent s’exerçant sur le bâtiment industriel en structure métallique présenté à la figure E1.1 pour un vent perpendiculaire :  au long-pan sans ouvertures (sens V1 du vent) ;  au pignon (sens V2 du vent). Figure E1.1 : Données géométriques Données relatives au site :  Site plat : Ct(z) = 1 (cf. chapitre 2, § 4.3) ;  Zone I : qréf = 375 N/m2 (cf. tableau 2.3) ;  Terrain de catégorie III : KT = 0,22 ; z0 = 0,3 m ; zmin = 8 m (cf. tableau 2.4). N.B. : Les fenêtres seront considérées fermées. Les portes seront considérées ouvertes. 2. DETERMINATION DU COEFFICIENT DYNAMIQUE Cd La structure du bâtiment étant métallique, on utilise la figure 3.2 donnée au chapitre 3. On doit déterminer la valeur de Cd pour chaque direction du vent :  vent perpendiculaire au long-pan (sens V1 du vent) : la lecture pour h = 19 m et b = 58.5 m donne Cd  1,01;  vent perpendiculaire au pignon (sens V2 du vent) : la lecture pour h = 19 m et b = 24.5 m donne Cd  0,95. La structure sera donc considérée comme peu sensible aux excitations dynamiques dans les deux directions du vent. Le coefficient d’exposition sera donc calculé à l’aide de la formule 2.13 du chapitre 2.     3. DETERMINATION DE LA PRESION DYNAMIQUE qdyn La structure est de hauteur totale  10 m. Il n’y a donc pas lieu de subdiviser le maître- couple (cf. chapitre 2, § 3.1.1). On calculera donc la pression dynamique : à z = 10 m pour la toiture (cf. chapitre 2, § 3.2), à z = 4 m pour les parois verticales (c’est à dire à mi-hauteur, cf. chapitre 2, § 3.2). Coefficient de rugosité Le coefficient de rugosité est donné ci-dessous (cf. chapitre 2, formule 2.15) : 10 Cr (10)  0,22  Ln = 0,771 (toiture) 0,3 Cr (4)0,22  Ln 8 = 0,722 (parois verticales). 0,3 Remarque : Le coefficient de rugosité à z = 4 m pour les parois verticales est calculé en introduisant dans la formule 2.15 z = zmin = 8 m. Coefficient d’exposition Le coefficient d’exposition est donné ci-dessous (cf. chapitre 2, formule 2.13) : Ce(10) = 1 2 0,771 2 1 7 0,22 0,7711 = 1,781 (toiture) 7 0,22 Ce(4) = 12 0,7222  0,7221 = 1,633 (parois verticales) Valeur de la pression dynamique La pression dynamique est donnée ci-dessous (cf. chapitre 2, formule 2.12) : qdyn(10) = 375  1,781 = 670 N/m² (toiture) qdyn(4) = 375  1,633 = 615 N/m² (parois verticales). 4. VENT PERPENDICULAIRE AU LONG-PAN SANS OUVERTURES (DIRECTION V1) 4.1. Coefficients de pression extérieure Cpe Parois verticales On se réfère au paragraphe 1.1.2. du chapitre 5 : à la figure 5.1 pour déterminer les différentes zones de pression, et au tableau 5.1 pour tirer les valeurs des coefficients Cpe. Pour cette direction du vent (V1, voir figure E1.1), b = 60 m, d = 40 m, h = 10 m, e = Min. [60 ; 2  10] = 20 m. Les zones de pression et les valeurs respectives des coefficients correspondant à ces zones sont portées sur la figure E1.2. Figure E1.2 : Valeurs de Cpe pour les parois verticales - Direction V1 du vent  Toiture On se réfère au paragraphe 1.1.5. du chapitre 5 : la direction du vent est définie par un angle  = 0° (cf. chapitre 5, § 1.1.5.1) ; les différentes zones de pression sont données par la figure 5.4, les valeurs des coefficients Cpe ( = 0° et  = 5°) sont tirées du tableau 5.4. Les zones de pression et les valeurs respectives des coefficients de pression sont portées sur la figure E1.3. Figure E1.3 : Valeurs de Cpe pour la toiture - Direction V1 du vent Coefficient de pression intérieure Cpi On détermine tout d’abord l’indice de perméabilité p (cf. chapitre 5, § 2.1.1). p = 120 / 120 = 1. Cpi est tiré de la figure 5.15 ; Cpi = - 0,5. Calcul des pressions Les pressions qj sont calculées à l’aide des formules 2.1 et 2.2, ce qui donne : qj = Cd  qdyn(zj)  [Cpe - Cpi]  Parois verticales Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après. zo ne Cd qdyn (N/m²) Cp e C pi qj (N/m²) D 0,8 8 615 0, 8 - 0, 5 +702 A 0,8 8 615 -1 - 0, 5 -270 B 0,8 8 615 - 0, 8 - 0, 5 -162 C 0,8 8 615 - 0, 5 - 0, 5 0 E 0,8 8 615 - 0, 3 - 0, 5 +108 Tableau E1.1 : Pressions sur les parois verticales - Direction V1 du vent  Toiture Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après. zo ne Cd qdyn (N/m²) C pe C pi qj (N/m²) F 0, 88 670 - 1, 7 - 0, 5 -710 G 0, 88 670 - 1, 2 - 0, 5 -415 H 0, 88 670 - 0, 6 - 0, 5 -60 I 0, 88 670 - 0, 3 - 0, 5 +120 J 0, 88 670 - 0, 3 - 0, 5 +120 Tableau E1.2 : Pressions sur la toiture - Direction V1 du vent Les figures ci-après illustrent la répartition des pressions sur les parois dans la direction du vent V1. Figure E1.4 : Répartition des pressions sur les parois verticales - Direction du vent V1 Figure E1.5 : Répartition des pressions sur la toiture - Direction du vent V1 5. VENT PERPENDICULAIRE AU PIGNON (DIRECTION V2) Coefficients de pression extérieure Cpe Parois verticales On se réfère au paragraphe 1.1.2. du chapitre 5 : à la figure 5.1 pour déterminer les différentes zones de pression, au tableau 5.1 pour tirer les valeurs des coefficients Cpe. Pour cette direction du vent, b = 40 m, d = 60 m, h = 10 m, e = Min. [40 ; 2  10] = 20 m. Les zones de pression et les valeurs respectives des coefficients correspondant à ces zones sont portées sur la figure E1.6. Figure E1.6 : Valeurs de Cpe sur les parois verticales - Direction du vent V2  Toiture On se réfère au paragraphe 1.1.5. du chapitre 5 : la direction du vent est définie pour un angle  = 90° (cf. chapitre 5, § 1.1.5.1) ; la figure 5.4 permet de déterminer les différentes zones de pression ; les valeurs des coefficients Cpe sont tirées du tableau 5.4 ( = 90° et  = 5°). Les zones de pression et les valeurs respectives des coefficients correspondant à ces zones sont portées sur la figure E1.7 (dans notre cas, b = 40 m, d = 60 m, h = 10 m, e = Min. [40 ; 2  10] = 20 m.). Figure E1.7 : Valeurs de Cpe pour la toiture - Direction du vent V2 Coefficient de pression intérieure Cpi On détermine tout d’abord l’indice de perméabilité p (cf. chapitre 5, § 2.1.1). p = 120 / 120 = 1. Cpi est tiré de la figure 5.15 ; Cpi = - 0,5. 4.3. Calcul des pressions  Parois verticales Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après. Zo ne Cd qdyn (N/m²) Cpe Cp i qj (N/m²) D 0, 91 615 +0, 8 - 0,5 +726 A 0, 91 615 - 1 - 0,5 -279 B 0, 91 615 -0,8 - 0,5 -168 C 0, 91 615 -0,5 - 0,5 0 E 0, 91 615 -0,3 - 0,5 +112 Tableau E1.3 : Pressions sur les parois verticales - Direction V2 du vent  Toiture Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après. zo ne Cd qdyn (N/m²) C pe C pi qj (N/m²) F 0, 91 670 - 1, 6 - 0, 5 -671 G 0, 91 670 - 1, 3 - 0, 5 -488 H 0, 91 670 - 0, 7 - 0, 5 -122 I 0, 91 670 - 0, 5 - 0, 5 0 Tableau E1.4 : Pressions sur la toiture - Direction V2 du vent Forces de frottement L'une des conditions (d/h = 60 / 10 = 6 > 3) donnée au chapitre 2, § 1.4.2 est vérifiée. Il y a lieu de considérer les forces de frottement. On prendra le cas d'un bardage en toiture et au niveau des parois verticales dont les ondulations sont perpendiculaires à la direction du vent (Cfr = 0,04, cf. tableau 2.1). La force de frottement est donnée par la formule 2.8 : Toiture : Ffr,toiture = 670  0,04  (60  2  20,10) = 64,64 KN Parois verticales : Ffr, p. verticales = 615  0,04  (60  2  8) = 23,61 KN Ffr = 64,64 + 23,61 = 88,25 KN N.B. : L'aire de frottement pour la toiture est déterminée en introduisant la longueur du uploads/s1/ exemple-1-rnv.pdf