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-CHAPITRE: ETUDE DE CONCEPTION STRUCTURELLE III.1 Principe de conception de cha

-CHAPITRE: ETUDE DE CONCEPTION STRUCTURELLE III.1 Principe de conception de charpente métallique L’approche de conception d’une structure métallique est différente de celle d’une structure béton. Plusieurs sujets sont à prendre en compte lors de la conception de l’ouvrage : La première fonction de la structure d’un bâtiment est d’assurer la stabilité. Les considérations d’ordre architectural viennent en second plan. La stabilisation est assurée par un système de contreventement dont les fonctions sont : La transmission des efforts horizontaux aux fondations. La limitation des déformations latérales du bâtiment Conception de la couverture III.2.1Forme de la couverture Le choix de la forme de la couverture dépend des critères de conception de l’ouvrage, de la portée du système statique retenu, du mode de construction, etc. Les principaux fromes qu’on peut distinguer sont L a s t a b l i l i t d e é l 'o u v r a g e ,p r o v i s o i r e ( p e n d a n t l e m o n t a g e ) e t d f i n i t i v e . é L e t r a n s p o r t q u i l im i t e l a t a il l e m a x i m a le d e s p r o f i l s é e n s o r t ie d 'a t e l i e r . L a s c u r i t l o r s d e la p a s s e é é . L a n u a n c e ( e t la q u a l it ) d e é l 'a c i e r : d a n s u n o b j e c t i f d 'o p t i m is a t i o n d e l a s t r u c t u r e . L e s i n t e r f a c e s a v e c l e s a u t r e s ,e t p r i n c i p a l e m e n t la j o n c t i o n à a c i e r / b t o n . é Couverture à un seul versant (toiture terrasse) : Ce type de couverture présente l’avantage de ne nécessiter qu’une seule gouttière, mais il présente un problème de flexibilité à cause d’une grande dimension de la toiture La couverture à deux versants constitue la solution structurelle la plus souvent utilisée. L’utilisation des traverses brisées conduit naturellement à la construction de portiques de portée importante. Cela est dû à l’inclinaison de la traverse qui permet de profiter d’un forme de la couverture couverture a versant 1 versant 2 versants toiture multiple couverture shed independant de la structure principal intégré a la structure principal Avantages -Réalisation facile -Nécessite une seule gouttière -Moins sensible aux effets du vent. Incovénients -Stagnation de poussières qui se colmatent à cause de la pluie, d’où l’augmentation de sa densité . -Manque de rigidité pour les grandes portées. effet Département Génie civil- BPC d’arc, qui fait augmenter la rigidité de la toiture et rend possible le transfert des charges assez élevées avec des traverses relativement élancées. Egalement ce système présente une facilité lors de calcul grâce à la symétrie qu’il présente. On distingue 2 dispositions possibles de ce système à 2 versants : La pente des versants est en fonction du type de la couverture. On la choisit de manière à avoir un nombre entier de plaques, à éviter d’utiliser des joints d’étanchéité et à avoir un aspect esthétique. On doit choisir une valeur mesurable afin de faciliter l’exécution. Toiture multiple : Cette variante est préconisée par le maitre d’ouvrage et présente l’avantage d’une bonne évacuation des eaux pluviales. Cependant, les effets du vent étant prépondérants, les coefficients de pression pour le calcul de la charge due au vent sur la toiture sont plus défavorables aussi bien pour les pannes que pour le portique principal, ce qui peut avoir des conséquences sur le coût global de la variante. Avantages du système portique - Meilleure exploitation du hangar grâce à la hauteur qu’il offre. inconvénients au systéme a poteau central -Difficulté de circulation à l’intérieur -Stockage des eaux pluviales. Couverture en shed : Il s’agit d’une toiture en forme de prisme triangulaire horizontal dissymétrique. Cette solution est utilisée pour couvrir de grandes aires et lorsqu’on a besoin d’éclairage. Cependant, un nombre important de versants complique l’exécution et présente un problème d’assemblage, ce qui augmente le coût de la construction Avantages - Bonne évacuation des eaux pluviales ; - Bonne rigidité de la toiture. Inconvénients - Vent plus prépondérant ; - Cout global plus élevé. Avantages - Couvrir de grandes aires ; - Permet un bon éclairage. Inconvénients -Assemblage délicat du au nombre important de versants ; -Cout élevé. Conception de l’ossature III.3.1Portique principal III.3.1.1 Rôle des portiques Les portiques ou les cadres sont situés dans un plan vertical. Composés de traverses et de montants, ce système porteur est sollicité par :  Des charges verticales : ces charges vont d’abord solliciter l’élément de couverture reposant sur les pannes, qui vont à leur tour transmettre les réactions sur les traverses du cadre. Ces derniers s’appuient sur les montants qui transmettent les charges aux fondations.  Des charges horizontales transversales : proviennent de l’action du vent venant latéralement de la gauche et exercent une pression sur la façade long pan. Le bardage s’appuie sur les lisses horizontales qui vont transmettre leurs réactions sur les montants du cadre. Ce dernier à son tour transmet les réactions aux fondations. Utilité du portique dans la réalisation de la charpente métallique assuré la stabilité transversale de l'ouvrage supporter la couverture transmettre les charges vers les fondations Structures à portiques. Choix de la forme des portiques Il faut noter qu’au niveau de l’avant-projet sommaire, plusieurs propositions de forme du portique sont envisageables, tout en respectant les exigences du maître d’ouvrage. Afin de trancher entre les diverses variantes proposées, une étude comparative devrait être menée de point de vue : Critères de comparaison entre les variantes portiques études comparative des variantes portiques effets de charges extérieurs Facilité d'éxecution de la structure cout Esthétique Une recherche bibliographique poussée et un retour sur les grands projets de bâtiments industriels en charpente métallique nous ont permis de soutirer les variantes de portique les plus utilisées dans ce vaste domaine. Les informations suivantes sont d’ordre général et permettent d’identifier les facteurs clés du dimensionnement ainsi qu’une liste des avantages offerts par chaque forme de portique. Formes courantes de portiques Portique à âme pleine Ces portiques peuvent être constitués : Soit de profils à inertie constante, des profilés laminés à chaud en l’occurrence. Soit comporter des renforts au niveau des moments maximaux : jarrets, aux appuis sur poteaux et clés de faîtage en milieu de travée. Soit de profils à inertie variable, reconstitués soudés PRS souvent utilisés pour les grandes portées. Points forts - Mieux adaptées aux portées courantes (10 à 30 m) - Cout modéré - Réalisation simple Points faibles - Travées maximales de 15 m Portiques à âme pleine. Portique mansardé Un portique mansardé consiste en une série de tronçons et de renforts au niveau des assemblages des différentes traverses.  Portique mansardé Points forts Meilleure adaptation pour une travée libre importante nécessaire, Solution économique si nécessité de restreindre la longueur du jarret. Points faibles Travées maximales de 15 m Portique Mansard à âme pleine en acier Portique à traverse alvéolaire : Les traverses alvéolaires connaissent depuis une dizaine d’années un usage croissant tant dans le domaine de la construction métallique que dans l’exploration de voies structurelles nouvelles. Portique à traverse alvéolaire Portique étayé Portique à tirants : Certains sols de permettent pas de reprendre, de façon économique, des moments de flexion ou des efforts horizontaux importants au pied des montants, (ni dans certains Points forts Permet de grandes portées : 30 à 40 m ; Grande fonctionnalité permettant le passage d’équipements techniques. Forte expression architecturale Réduction des interventions sur site pour les assemblages. Points forts Permet une grande réduction de la dimension de la traverse (solution adaptée dans le cas où il n’est pas nécessaire d’obtenir une portée libre) ; Economie à la fois sur les quantités d’acier et sur les fondations. cas des effets verticaux). Avec des pieds articulés, on peut soulager les fondations mais en reportant davantage de sollicitations sur la structure métallique. En prévoyant des tirants, on modifie favorablement la répartition des moments fléchissant et des efforts horizontaux au niveau des fondations. Le tirant peut être disposé au sommet ou au pied des montants. Dans ce cas, il peut être réalisé au moyen d’une armature métallique noyé dans la dalle ou d’un câble de précontrainte. Portique à tirants. Portique avec des uploads/Ingenierie_Lourd/ choix-de-portique-et-de-couverture.pdf