Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Travail réalisé par : DIBA Aboubaker et ERRAJI Redoin Dirigé par: Mr . Abdelmaj

Travail réalisé par : DIBA Aboubaker et ERRAJI Redoin Dirigé par: Mr . Abdelmajid NIAZI (EHTP) Mr . Ahmed BAAKOUK (BETAB S3i) Conception et dimensionnement de la charpente métallique d’un hangar de maintenance d’avions Mémoire du Travail de Fin d'Etude pour l'obtention du diplôme d'Ingénieur d'Etat de l'Ecole Hassania des Travaux Public Juin 2011 1 À mes chers parents , mon modeste lexique ne saurait jamais leur exprimer ma reconnaissance et mon amour. À dada. À mes chères sœurs. Au nouveau né , mon petit frère , Salaheddine, 2 bienvenu à mes côtés. À toute ma famille. À mes collègues et amis. Redoin Erraji À mes chers parents en témoignage de ma reconnaissance pour 3 leur amour, leur affection ainsi que les sacrifices qu’ils ont consentis pour mon éducation et ma formation À mes frères pour leur soutien et encouragement A toute ma famille A tous mes amis et collègues 4 Je dédie ce modeste travail Aboubaker Diba Remerciement Au terme de ce travail, Nous tenons à exprimer notre immense gratitude, et à présenter nos remerciements les plus sincères et les plus respectueux à Mr. Ahmed BAAKOUK, directeur du bureau d’études B.E.T.A.B S3i, qui nous a offert l’opportunité d’effectuer ce stage et qui a eu l’amabilité d’assurer notre encadrement durant la période de réalisation de notre travail en étant toujours disponible, avec son œil d’expert en la matière, pour nous guider et nous fournir les informations nécessaires pour notre travail. Nous ne saurons oublier de remercier monsieur Abdelmajid NIAZI, docteur d’état en calcul de structure et professeur à l’EHTP, qui a assuré notre encadrement et qui nous a prêté son assistance précieuse par le biais de ces judicieux conseils et les directives qu’il nous a prodigués. 5 Un merci spécial à monsieur Hamid NACIRI, ingénieur chez ROBOBAT, pour le temps qu’il nous a offert, et l’aide qu’il nous a procuré. Nos sincères remerciements vont également à tout le personnel du bureau d'études B.E.T.A.B S3i qui nous ont offert l’occasion de travailler dans un cadre professionnel aussi agréable. Nous adressons par la même occasion, nos plus vifs remerciements aux responsables et au corps professoral de L’école Hassania des Travaux Publics pour les efforts qu’ils n’ont cessés de déployer pour nous assurer une meilleure formation. Enfin, nos remerciements vont à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à l’élaboration de ce projet. 6 Résumé Le présent rapport présente les différentes étapes de l’étude que nous avons menée sur la structure d’un hangar industriel destiné à la maintenance d’avions. Nous entamons cette étude par une analyse détaillée des efforts du vent sur le bâtiment. Ensuite, nous passons au calcul des éléments secondaires de la structure tels que les pannes, les lisses, les potelets et le contreventement. En partie centrale du travail, nous modélisons l’ossature principale de la construction sur le logiciel Robot Structural Analysis pour dimensionner les éléments principaux de celle-ci. Nous menons enfin une étude de quelques assemblages souvent rencontrés dans la structure ainsi qu’un dimensionnement des semelles portant le système. A la fin de cette étude, nous sortons avec les solutions qui nous semblent les plus adéquates pour la réalisation du projet. 7 Sommaire 1 Présentation du projet______________________________________________________14 1.1 Description et fonction du bâtiment_____________________________________15 1.2 Structure porteuse du hangar___________________________________________16 2 Calcul du vent______________________________________________________________19 2.1 Introduction____________________________________________________________20 2.2 Pression de base_______________________________________________________21 2.3 Variation de la pression dynamique de base____________________________21 2.3.1 Effet de la hauteur au-dessus du sol________________________________21 2.3.2 Effet de site________________________________________________________22 2.3.3 Effet de masque____________________________________________________23 2.3.4 Effet des dimensions_______________________________________________23 2.4 Actions dynamiques du vent____________________________________________24 2.5 Actions statiques du vent_______________________________________________26 2.5.1 Rapport de dimensions λ et coefficient γ0___________________________27 2.5.2 Actions extérieures_________________________________________________28 2.5.3 Actions intérieures__________________________________________________30 2.5.4 Récapitulatif des actions résultantes________________________________36 3 Calcul des pannes__________________________________________________________45 3.1 Hypothèses de calcul :__________________________________________________46 3.2 T oiture T1______________________________________________________________47 3.2.1 Pannes à 7.75 m de portée_________________________________________47 3.2.2 Pannes à 10,925 m de portée_______________________________________59 3.3 T oiture T3______________________________________________________________62 3.3.1 Panne à 7.75 m de portés___________________________________________62 3.3.2 Pannes à 10,925 m de portée_______________________________________63 3.4 T oiture T2______________________________________________________________65 3.4.1 Panne à 7.75 m de portés___________________________________________65 3.4.2 Pannes à 10,925 m de portée_______________________________________67 3.5 Récapitulatif des sections des pannes___________________________________68 3.6 Calcul des liernes_______________________________________________________69 3.6.1 Introduction________________________________________________________69 3.6.2 Dimensionnement des liernes______________________________________69 8 4 Calcul des lisses____________________________________________________________71 4.1 Introduction____________________________________________________________72 4.2 Lisses du pignon________________________________________________________72 4.2.1 Exemple de calcul : lisse de 8m de portée__________________________72 4.2.2 Résultats de calculs des lisses du pignon____________________________81 4.3 Lisses du long pan______________________________________________________85 4.3.1 Lisses de portée 7,75m_____________________________________________85 4.3.2 Lisses de portée 10,925m__________________________________________86 5 Calcul des potelets du pignon_______________________________________________88 5.1 Introduction____________________________________________________________89 5.2 Potelet P4______________________________________________________________89 5.2.1 Evaluation des charges_____________________________________________89 5.2.2 Vérification de la flèche_____________________________________________91 5.2.3 Vérification de la contrainte_________________________________________91 5.3 Récapitulatif des sections des potelets du pignon_______________________93 6 Calcul des portes___________________________________________________________94 6.1 Introduction____________________________________________________________95 6.2 Calcul des lisses de la porte____________________________________________96 6.2.1 Vérification de la résistance et de la flèche__________________________96 6.2.2 Vérification au déversement________________________________________97 6.2.3 Calcul des suspentes_______________________________________________97 6.3 Calcul des treillis_______________________________________________________98 6.3.1 Détermination des efforts aux nœuds_______________________________98 6.3.2 Modélisation________________________________________________________99 7 Calcul du contreventement________________________________________________101 7.1 Introduction___________________________________________________________102 7.2 T ransmission des efforts du vent sur le pignon_________________________102 7.3 Contreventement de toiture (poutre au vent):_________________________103 7.3.1 Poutre au vent 1___________________________________________________103 7.3.2 Poutre au vent 2___________________________________________________109 7.4 Contreventement de façades (palée de stabilité)______________________109 8 Modélisation de la structure_______________________________________________111 8.1 Modélisation des éléments de la structure_____________________________112 8.2 Définition des charges_________________________________________________119 8.2.1 Cas de charges____________________________________________________119 9 8.2.2 Combinaison des charges_________________________________________121 8.3 Dimensionnement des barres en acier_________________________________122 8.3.1 T ype de barres____________________________________________________122 8.3.2 Vérifications menées______________________________________________122 8.4 Résultats______________________________________________________________122 9 calcul des assemblages___________________________________________________133 9.1 Soudure des éléments treillis__________________________________________134 9.1.1 Introduction_______________________________________________________134 9.1.2 Soudure du montant______________________________________________135 9.1.3 Soudure de la diagonale___________________________________________138 9.2 Assemblage par éclissage_____________________________________________141 9.3 Assemblage de pied de poteau articulé________________________________144 9.3.1 Introduction_______________________________________________________144 9.3.2 Surface de la platine______________________________________________145 9.3.3 Epaisseur de la platine____________________________________________145 9.3.4 Les tiges d’ancrage________________________________________________146 9.4 Assemblage de pied de poteau encastré_______________________________147 9.4.1 Introduction_______________________________________________________147 9.4.2 Surface de la platine______________________________________________148 9.4.3 Vérification des goujons___________________________________________149 9.4.4 Epaisseur de la platine____________________________________________150 9.4.5 Calcul de l’épaisseur de la platine avec raidisseurs________________153 10 calcul des fondations____________________________________________________155 10.1 semelle sous poteau en béton armé___________________________________156 10.1.1 Dimensions de la semelle_________________________________________156 10.1.2 Calcul des armatures______________________________________________158 10.2 Semelle sous poteau en treillis métallique_____________________________160 10.2.1 Calcul des efforts__________________________________________________161 10.2.2 Dimensions de la semelle_________________________________________162 10.2.3 Vérification de la semelle dans la direction x_______________________162 10.2.4 Vérification de la semelle dans la direction y_______________________163 10.2.5 Calcul des armatures______________________________________________164 11 Conclusion______________________________________________________________166 10 Liste des figures Figure 1: Position des avions dans le hangar____________________________________________15 Figure 2: Poutres composant l'ossature principale du hangar____________________________16 Figure 3: Vue en plan des poutres_______________________________________________________17 Figure 4: Tours en acier_________________________________________________________________17 Figure 5: Poteaux en béton_____________________________________________________________18 Figure 6: Portiques en béton____________________________________________________________18 Figure 7: Effet de la hauteur____________________________________________________________22 Figure 8: Effet des dimensions__________________________________________________________23 Figure 9: Coefficient de réponse________________________________________________________25 Figure 10: Orientation du bâtiment_____________________________________________________26 Figure 11: Pentes des toitures__________________________________________________________26 Figure 13: Coefficient Gamma__________________________________________________________27 Figure 12: Notations des dimensions du bâtiment_______________________________________27 Figure 14: Effort extérieur du vent______________________________________________________29 Figure 15: Vent Ouest-Est Cas des portes ouvertes______________________________________30 Figure 16: Vent Est-Ouest Cas des portes ouvertes______________________________________31 Figure 17: Vent Nord-sud Cas des portes ouvertes______________________________________31 Figure 18: Vent sud-nord Cas des portes ouvertes_______________________________________32 Figure 19: Vent Ouest-Est Cas des portes fermées (Surpression)________________________32 Figure 20: Vent Est-Ouest Cas des portes fermées (Surpression)________________________33 Figure 21: Vent Nord-sud Cas des portes fermées (Surpression)_________________________33 Figure 22: Vent Sud-Nord Cas des portes fermées (Surpression)_________________________34 Figure 23: Vent Ouest-Est Cas des portes fermées (dépression)_________________________34 Figure 24: Vent est-ouest Cas des portes fermées (dépression)__________________________35 Figure 25: Vent Nord-sud Cas des portes fermées (dépression)__________________________35 Figure 26: Vent sud-nord Cas des portes fermées (dépression)__________________________36 Figure 27: récapitulatif Structure ouverte/Vent ouest-est________________________________37 Figure 28: récapitulatif Structure ouverte/Vent est-ouest________________________________37 Figure 29: récapitulatif Structure ouverte/Vent Nord-sur_________________________________38 Figure 30: récapitulatif Structure ouverte/Vent Sud-nord________________________________39 Figure 31: Récapitulatif structure fermée/Surpression/Vent ouest-est____________________40 Figure 32:Récapitulatif structure fermée/Surpression/Vent est-ouest____________________40 Figure 33: Récapitulatif structure fermée/Surpression/Vent nord-sud____________________41 Figure 34: Récapitulatif structure fermée/Surpression/Vent sud-nord____________________42 Figure 35: Récapitulatif structure fermée/dépression/Vent ouest-est_____________________42 Figure 36: Récapitulatif structure fermée/dépression/Vent est-ouest_____________________43 Figure 37: Récapitulatif structure fermée/dépression/Vent Nord-sud_____________________44 Figure 38: Récapitulatif structure fermée/dépression/Vent sud-nord_____________________44 Figure 39: Efforts sur les pannes________________________________________________________46 Figure 40: Repère local d'une panne____________________________________________________47 Figure 41: Effort appliqué à la panne dans le plan YZ____________________________________50 Figure 42: Efforts sur pannes dans le plan XZ___________________________________________51 Figure 43: Flèche maximale pour une poutre bi-appuyée________________________________52 Figure 44: Flèche maximale pour une poutre triplement appuyée_______________________53 Figure 45: Effort tranchant dans une panne_____________________________________________56 Figure 46: Effort tranchant maximal dans une poutre bi-appuyé et triplement appuyée_ _57 Figure 47: Section IPE__________________________________________________________________58 Figure 48: Liernes______________________________________________________________________69 Figure 49: Exemple de calcul des lisses_________________________________________________72 11 Figure 50: Lisse sur potelet_____________________________________________________________73 Figure 51: Cas de charge des lisses_____________________________________________________75 Figure 52: Flèche maximale pour les lisses______________________________________________76 Figure 53: Déversement d'un élément en acier__________________________________________77 Figure 54: Suspentes pour lisses________________________________________________________79 Figure 55: Potelet du pignon____________________________________________________________89 Figure 56: Charges du vent appliquées sur le potelet____________________________________90 Figure 57: modélisation du potelet______________________________________________________91 Figure 58: Disposition des portes (vue en plan)_________________________________________95 Figure 59: Schéma de construction d'une porte_________________________________________95 Figure 60: Repère local de la porte______________________________________________________98 Figure 61: Modélisation du treillis de la porte____________________________________________99 Figure 62: Système de contreventement au niveau de la toiture_______________________103 Figure 63: Surface d'application de la force d'entrainement du vent____________________105 Figure 64: Poutre au vent 1____________________________________________________________106 Figure 65: Effort normal dans les diagonales de la poutre au vent______________________106 Figure 66: Poutre au vent 2____________________________________________________________109 Figure 67: Palée de stabilité___________________________________________________________110 Figure uploads/Geographie/ rapport-final-hangar-de-maintenance-d-avions.pdf