Remerciez-le!

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

Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 1 Phase avant-

Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 1 Phase avant-projet : Conception d'un empannage Ce document fournit les informations nécessaires à la conception de l'empannage d'un bâtiment à ossature en acier. Il donne des précisions sur l'interaction entre les pannes et la couverture. Sommaire 1. Introduction : Fonction des pannes 2 2. Différents types de pannes 5 3. Interaction entre les pannes et la couverture 9 4. Continuité de pannes 13 5. Assemblage des pannes à la structure principale 17 6. Liernes et bretelles 19 7. Spécificités des actions exercées 22 Phase avant-projet : Conception d'un empannage Créé le jeudi 23 septembre 2010 Ce contenu est protégé par des droits d'auteur - tous droits réservés. L'usage de ce document est soumis aux termes et conditions du contrat de licence d'Access Steel Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 2 1. Introduction : Fonction des pannes 1.1 Fonction de base La fonction première des pannes de toiture est d’assurer le transfert des actions appliquées à la couverture d’un bâtiment, à sa structure principale. Les lisses jouent le même rôle en façades. Les pannes et les lisses sont des constituants importants de la structure secondaire du bâtiment. Il convient de noter que, dans bon nombre de bâtiments à structure en acier, à simple rez-de- chaussée, le poids des pannes et lisses constitue un élément non négligeable du poids global de la structure (15 à 20%); s’abstenir de l’optimiser peut faire perdre un marché dans un contexte très concurrentiel. La conception de l’empannage d’un bâtiment est réalisée en fonction du type de couverture portée. La nature de la couverture a notamment une incidence directe sur l’espacement des pannes ; elle détermine également sur quelle interaction panne- couverture on peut compter pour le dimensionnement des pannes (voir Chapitre 3). Un empannage comprend non seulement les pannes elles-mêmes (voir les différents types au Chapitre 2), mais également les éventuelles éclisses qui réalisent la continuité des pannes (voir Chapitre 4), les échantignoles qui assurent la liaison entre pannes et structure principale (voir Chapitre 5), les liernes et bretelles éventuelles qui sont chargées du maintien latéral des pannes (voir Chapitre 6). Les charges à considérer (voir Chapitre 7) sont principalement : le poids propre de la couverture, des pannes et de leurs accessoires le poids propre des éventuels équipements portés en toiture les charges d’exploitation suspendues à l’intérieur (ex. : réseau sprinkler, éclairage…) la charge d’entretien en toiture la neige le vent Note: A la Figure 1.1, la panne est représentée avec l’âme perpendiculaire au versant, ce qui est presque toujours le cas. Il est très rare que les pannes soient mises en œuvre avec leur âme verticale : cela conduirait à devoir poser la couverture sur cales biaises. Sous charges gravitaires (poids propre, neige, entretien…), la panne est soumise à une flexion suivant la grande inertie de sa section, et à une flexion latérale de sa semelle supérieure (là où la charge est transmise) qui se développe ou non en fonction du rôle joué par la couverture. Sous charges perpendiculaires au versant (vent, charges ascendantes ou descendantes), la panne est soumise à une flexion suivant la grande inertie de sa section Figure 1.1 Chargement d’une panne Phase avant-projet : Conception d'un empannage Créé le jeudi 23 septembre 2010 Ce contenu est protégé par des droits d'auteur - tous droits réservés. L'usage de ce document est soumis aux termes et conditions du contrat de licence d'Access Steel Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 3 1.2 Pannes butons En plus de la fonction principale décrite ci-dessus, on peut attribuer aux pannes la fonction de transmettre les actions de vent depuis la tête des potelets de pignon jusqu’à la poutre-au-vent de toiture (si cette poutre-au-vent n’est pas située dans la travée adjacente au pignon) : voir la Figure 1.2. En plus de la flexion résultant de leur fonction principale, les pannes sont alors soumises à un effort normal, soit de compression, soit de traction, éventuellement excentré. Sur la Figure 1.2, les forces représentées sont les actions exercées, sous l’effet du vent, par les potelets structurant le pignon de la file F1 et qui s’appuient en tête sur certaines pannes. Sous l’effet de ces forces, les pannes jouant le rôle de buton, qui sont dessinées en bleu et repérées B, sont comprimées. Les pannes qui jouent le rôle de montant de la poutre-au-vent de toiture sont dessinées en rouge et repérées M (voir §1.3 ci-dessous). Il convient de noter que, sous l’effet du même vent (même direction et même sens), les potelets structurant le pignon file F8 (sous le vent) exercent des efforts de traction sur les pannes sur lesquelles ils s’appuient : cet effet n’est pas représenté sur la Figure 1.2 mais il se cumule à l’effet représenté, notamment pour le calcul de la poutre-au-vent. On note encore qu’au faîtage, à mi-distance entre les files A et B, la panne est doublée : une panne faîtière en haut de chaque versant constitue la disposition courante qui permet la meilleure pose possible de la couverture. F1 F8 1 A B 3 B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B M M M 2 1 Sens du vent 2 Panne faîtière double 3 Panne sablière Figure 1.2 Toiture d'un bâtiment - Vue en plan Phase avant-projet : Conception d'un empannage Créé le jeudi 23 septembre 2010 Ce contenu est protégé par des droits d'auteur - tous droits réservés. L'usage de ce document est soumis aux termes et conditions du contrat de licence d'Access Steel Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 4 Si on veut éviter d’ajouter la fonction de buton à la fonction principale des pannes, on peut disposer entre les têtes de potelets de pignon et la poutre-au-vent, des butons indépendants (voir Figure 1.3). 1.3 Pannes montants de la poutre au vent On peut également attribuer aux pannes la fonction de montant de la poutre-au-vent de toiture : voir sur la Figure 1.2 les pannes montants de la poutre-au-vent de toiture, repérées M et dessinées en rouge. Ces pannes peuvent alors être fortement comprimées dans le fonctionnement de la poutre-au-vent : les diagonales disposées en croix de Saint-André sont en général dimensionnées pour ne résister qu’à la traction et les montants sont, de ce fait, comprimés. Comme pour la fonction « buton », si on veut éviter d’attribuer la fonction montant de poutre- au-vent aux pannes, on peut disposer des éléments indépendants (souvent des tubes) pour assurer cette fonction, notamment lorsque les efforts de compression dans les montants de poutre-au-vent deviennent importants (région à vent fort, poutre-au-vent de grande portée). 1.4 Stabilisation des éléments de la charpente principale On attribue aussi fréquemment aux pannes de toiture d’un bâtiment la fonction d’apporter une stabilité latérale aux éléments de la structure principale qui les reçoit (traverse de portique, par exemple). Les pannes peuvent stabiliser la semelle de la traverse de portique (ou la membrure de la traverse-treillis) sur laquelle elles sont attachées (en général la semelle supérieure pour un portique intérieur au bâtiment). On peut considérer comme points de maintien toutes les pannes butées sur la poutre-au-vent de toiture ; pour considérer les autres pannes comme des points de maintien, il faut pouvoir considérer la couverture comme un diaphragme (voir à ce sujet le paragraphe 3). On peut aussi utiliser les pannes pour stabiliser la semelle opposée de la traverse de portique (ou la membrure opposée de la traverse-treillis) : on met alors en place des bracons comme montré sur la Figure 1.4. 1 2 3 4 1 Panne-buton 2 Traverse du portique de pignon 3 Potelet de pignon 4 Buton indépendant Figure 1.3 Transmission avec ou sans panne-buton Phase avant-projet : Conception d'un empannage Créé le jeudi 23 septembre 2010 Ce contenu est protégé par des droits d'auteur - tous droits réservés. L'usage de ce document est soumis aux termes et conditions du contrat de licence d'Access Steel Phase avant-projet : Conception d'un empannage SS049a-FR-EU Page 5 2. Différents types de pannes 2.1 Généralités Un des éléments de la conception d’un empannage est le choix du type de pannes. D’une façon générale le choix s’opère entre les pannes en poutrelles laminées à chaud, le plus souvent IPE, et les pannes minces formées à froid, les pannes-treillis n’étant que plus rarement utilisées. Ce choix, si il est laissé au constructeur de la structure en acier, est davantage un choix d’organisation de sa production qu’un choix lié aux performances de l’un ou l’autre produit. En effet, les pannes IPE et les pannes minces formées à froid peuvent remplir les mêmes fonctions. Les pannes minces formées à froid et leurs accessoires sont le plus souvent étudiés et fabriqués par un industriel spécialisé qui détient les machines de profilage : le constructeur chargé de réaliser la structure en acier d’un bâtiment achète les pannes à un de ces industriels. A l’opposé, les pannes IPE sont le plus souvent étudiées et uploads/Ingenierie_Lourd/ constructions-metalliques.pdf