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TCE Construction Métallique - 1/93 - TCE Construction Métallique - 2/93 - SOMMA

TCE Construction Métallique - 1/93 - TCE Construction Métallique - 2/93 - SOMMAIRE I I. . P PR RE ES SE EN NT TA AT TI IO ON N 5 I.1. HISTORIQUE 5 I.2. POURQUOI L’ACIER ? 5 I.3. ANALYSE FONCTIONNELLE 6 I.4. TERMINOLOGIE 8 I II I. . L LE ES S N NO OR RM ME ES S 9 II.1. NORMES LIEES A LA STABILITE DE L’OUVRAGE 9 II.2. NORMES LIEES AUX ASSEMBLAGES 10 II.3. NORMES LIEES AUX DIFFERENTS PRODUITS UTILISES EN STRUCTURE METALLIQUE 11 II.4. NORMES LIEES A LA MISE EN ŒUVRE 13 II.5. NORMES LIEES AUX ESSAIS ET CONTROLES 13 I II II I. . L LE ES S P PR RI IN NC CI IP PA AU UX X M MA AT TE ER RI IA AU UX X 14 III.1. L’ACIER 14 III.1.1. SES INTERETS 14 III.1.2. SES INCONVENIENTS 15 III.1.3. SA FABRICATION 15 III.1.4. LES NUANCES ET LES QUALITES D’ACIER 19 III.2. L’ALUMINIUM 19 III.2.1. SES AVANTAGES 19 III.2.2. SA PRODUCTION 20 III.2.3. SON RECYCLAGE 20 I IV V. . C CO OU UP PE ES S E ET T C CO ON NC CE EP PT TI IO ON NS S 22 IV.1. LES PROFILES EN ACIER 22 IV.2. LES ASSEMBLAGES 27 IV.2.1. LES ASSEMBLAGES PAR PROCEDES MECANIQUES 27 IV.2.2. LES ASSEMBLAGES PAR PROCEDES DE SOUDAGE 35 IV.2.3. CHOIX DES DIFFERENTS ASSEMBLAGES 38 V V. . D DI IM ME EN NS SI IO ON NN NE EM ME EN NT T E ET T L LI IA AI IS SO ON NS S 39 V.1. DIMENSIONNEMENT 39 V.1.1. LA FONCTION 39 V.1.2. LA NATURE DES ACTIONS 39 V.1.3. REGLEMENTS AUX ETATS LIMITES 40 V.1.4. PRINCIPE DE DIMENSIONNEMENT D’UNE POUTRELLE METALLIQUE 40 V.2. LA STRUCTURE HYPERSTATIQUE 42 V.2.1. POURQUOI LA LIMITE PLASTIQUE ? 42 V.2.2. MODELISATION ET ANALYSE 44 V.2.3. CONCLUSION 45 V.3. CHOIX DU SYSTEME PORTEUR D’UN BATIMENT 45 TCE Construction Métallique - 3/93 - V.4. LES MODES D’ASSEMBLAGE 46 V.4.1. LES ENCASTREMENTS 46 V.4.2. LES ARTICULATIONS 47 V.4.3. LES APPUIS SIMPLES 48 V.4.4. LES JONCTIONS DES POTEAUX 48 V.4.5. RIGIDITE DES ASSEMBLAGES 48 V VI I. . P PL LA AN NI IF FI IC CA AT TI IO ON N E ET T I IN NT TE ER RF FA AC CE ES S A AV VE EC C L LA A C CH HA AR RP PE EN NT TE E M ME ET TA AL LL LI IQ QU UE E 50 VI.1. PLANIFICATION 50 VI.2. INTERFACES AVEC LA CHARPENTE METALLIQUE 53 VI.3. LA PROTECTION CONTRE L’INCENDIE 55 VI.3.1. EXIGENCES ET CRITERES 55 VI.3.2. LES DIFFERENTES STRUCTURES 55 VII. S SE EC CU UR RI IT TE E 58 VII.1. L’OXYCOUPAGE 58 VII.2. LE SOUDAGE A L’ARC ELECTRIQUE 59 VII.3. STOCKAGE EN USINE 59 VII.4. DECHARGEMENT DES ELEMENTS DE CHARPENTE ET STOCKAGE SUR CHANTIER 60 VII.4.1. LEVAGE ET ASSEMBLAGES DES ELEMENTS VERTICAUX 60 VII.4.2. LEVAGE ET ASSEMBLAGES DES ELEMENTS HORIZONTAUX AUX VERTICAUX 61 V VI II II I. . Q QU UA AL LI IT TE E / / E EN NV VI IR RO ON NN NE EM ME EN NT T 63 VIII.1. LA NORME QUALITE 63 VIII.2. LE PLAN PARTICULIER DE CONTROLE 64 VIII.2.1. LORS DE LA PHASE D’ETUDE 64 VIII.2.2. EN FIN DE FABRICATION 64 VIII.2.3. LORS DE LA MISE EN ŒUVRE 65 VIII.2.4. LORS DE LA RECEPTION 65 VIII.3. ENVIRONNEMENT 65 VIII.3.1. L’ACIER ET LA DEMARCHE HQE 65 VIII.3.2. L’ACIER : UNE REPONSE PERTINENTE A LA DEMARCHE HQE 66 VIII.3.3. LE TRAITEMENT DES DECHETS SUR UN CHANTIER DE CONSTRUCTION METALLIQUE 69 I IX X. . L LA A M MI IS SE E E EN N Œ ŒU UV VR RE E 71 IX.1. DEROULEMENT DU MONTAGE PAR PHASE 71 IX.2. PREPARATION DU MONTAGE 72 IX.2.1. CHOIX DE LA METHODOLOGIE 72 IX.2.2. PROJET D’INSTALLATION DE CHANTIER 72 IX.2.3. DUREE DE MONTAGE 73 IX.2.4. MOYENS DE LEVAGE 74 IX.3. LIVRAISON DE LA CHARPENTE METALLIQUE 75 IX.3.1. LE TRANSPORT 75 IX.3.2. LIVRAISON 76 IX.3.3. DECHARGEMENT – MANUTENTION DE LA CHARPENTE METALLIQUE 76 IX.3.4. STOCKAGE 77 IX.4. MONTAGE DE LA CHARPENTE METALLIQUE 78 TCE Construction Métallique - 4/93 - IX.4.1. RELEVE DU SUPPORT 78 IX.4.2. PREASSEMBLAGE DE LA CHARPENTE 78 IX.4.3. MISE EN PLACE DES ELEMENTS PROVISOIRES 79 IX.4.4. MONTAGE PROVISOIRE ET REGLAGE 80 IX.4.5. MONTAGE DEFINITIF 81 X X. . L LE ES S P PA AT TH HO OL LO OG GI IE ES S 82 X.1. LA FATIGUE 82 X.2. LA CORROSION D’UNE SURFACE PEINTE 83 X.3. LA CORROSION D’UNE SURFACE GALVANISEE 83 X.4. LA CORROSION D’UNE SURFACE POURVUE DE FLOCAGE 84 X.5. LA DEFORMATION DES ELEMENTS (FLAMBEMENT, DEVERSEMENT) 84 X.6. LA CORROSION PAR FORMATION D’UNE PILE ELECTROCHIMIQUE 85 X XI I. . L L’ ’E EC CO ON NO OM MI IE E D DU U L LO OT T 86 XI.1. NOTION DE PRIX 86 XI.2. PRIX DE LA FOURNITURE DES MATERIAUX 86 XI.2.1. ACHAT DES MATERIAUX 86 XI.2.2. PRIX DES MATERIAUX 87 XI.3. COUT DE FABRICATION 88 XI.4. COUT DE MONTAGE 89 X XI II I. . I IN NN NO OV VA AT TI IO ON NS S 90 R RE EF FE ER RE EN NC CE ES S : : 93 BIBLIOGRAPHIE : 93 WEBOGRAPHIE : 93 TCE Construction Métallique - 5/93 - I I. . P Pr ré és se en nt ta at ti io on n I.1. Historique I.2. Pourquoi l’acier ? Compte tenu des différents avantages et inconvénients, les constructions métalliques sont adaptées à des bâtiments de type industriel, tel que des hangars. Le problème de l’inertie thermique est pallié par un système de chauffage de type soufflant. Avantages Inconvénients Souplesse architecturale Psychologique : construction éphémère Compétitivité Peu d’inertie thermique Facilement démontable Tenue au feu médiocre Chantier plus propre De nombreux ponts thermiques Volume peu encombré, structure élancée Extension facilitée Construction propre, sans rejet et recyclable TCE Construction Métallique - 6/93 - I.3. Analyse fonctionnelle Charpente métallique Structure du bâtiment Résistance aux agressions Stabilité au feu Résistance mécanique Charges permanentes Charges d’exploitation Charges climatiques Corrosion Architecturale Création de volumes Esthétisme Respect des ouvertures, portes, fenêtres … TCE Construction Métallique - 7/93 - Vêtage Enveloppe du bâtiment Ossature Résistance aux agressions Stabilité au feu Résistance mécanique Charges Climatiques (vent, etc.) Corrosion Architecturale Esthétisme Support de l’isolation Isolation Vêture Fermeture du bâtiment Respect des ouvertures, portes, fenêtres … TCE Construction Métallique - 8/93 - I.4. Terminologie Lisse horizontale Chevêtre Auvent Panne sablière Poteau Lisse verticale Jarret Support de bardage Arbalétrier ou ferme Poteau + arbalétrier = Portique Mezzanine Croix de St André Schéma général d’un bâtiment industriel TCE Construction Métallique - 9/93 - I II I. . L Le es s N No or rm me es s La charpente métallique est un mode de construction qui est très règlementé et normé. Toutes ces normes et règles sont régies par les Documents Techniques Unifiés suivants : • DTU 32.1 : Charpente Métallique Acier • DTU 32.2 : Charpente Métallique Aluminium Pour être plus précis, nous allons détailler les plus importantes règles et normes qui se rapportent à la charpente métallique acier, car plus courante qu’aluminium. II.1. Normes liées à la stabilité de l’ouvrage • CM 66 et ADDITIF 80 : CM 66 est un ouvrage qui énonce les règles de calcul des constructions en acier, dites règles CM 66, accompagnées de l'Additif 80. Les Règles CM 66 concernent essentiellement les structures à barres constituées à partir de pièces simples ou composées de profils laminés. En prenant uniquement en compte le comportement élastique de l'acier, elles ramènent les calculs de contraintes à une contrainte de référence, dite contrainte de ruine, qui est la limite d'élasticité de l'acier utilisé. L'Additif 80 introduit les notions de plasticité de l'acier et d'états limites (ELU et ELS), ce qui permet de tirer parti des propriétés élasto-plastiques de l'acier et d'alléger les structures. Cela signifie que le dépassement du seuil d'élasticité est autorisé et que l’additif 80 permet de définir des méthodes de vérification prenant en compte la plastification de l'acier. Ces deux documents réglementent donc la conception et le calcul des constructions métalliques. • NV 65/67 et évolution N 84 : Cette règle permet de prendre en compte les efforts extérieurs de neige et de vent pouvant s’exercer sur une structure métallique lors de son dimensionnement. Ces efforts, qui sont calculés par rapport à la situation géographique, ainsi que la morphologie de la structure, ajoutent une charge maximale pour être le plus défavorable possible lors de la vérification de la stabilité. Ces deux dernières règles ont complètement été reprises dans les EUROCODES qui sont plus récents : • EUROCODE 3 : Cet ouvrage s’applique au calcul des bâtiments et des ouvrages de génie civil en acier. Il concerne les exigences de résistance, d’aptitude au service, de durabilité et de résistance au feu des structures en acier. Cette réglementation est utilisée en accord avec les documents suivants : o EN 1990 : Base de calcul des structures acier. o EN uploads/Industriel/ cours-construction-metallique.pdf