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1 École supérieure privée d'ingénierie et de technologie PROJET DE FIN D’ANNEE

1 École supérieure privée d'ingénierie et de technologie PROJET DE FIN D’ANNEE Elaborée par : Oumayma MAHJOUBI Linda HAMDI Mahmoud ZOUARI Mohamed LASSOUED Département : Génie civil Sujet : Etude d'un hangar en charpente métallique à la zone industrielle de Mghuira - Ben Arous Date : 26/07/2020 Année universitaire 2019-2020 1, 2 rue André Ampère - 2083 - Pôle Technologique - El Ghazala T (216) 70 250 000 Président du jury : Mme Mouna LAHMER Encadrant professionnel : Mme Rihab FAYECH Encadrant académique : Mme Imen EL GHOUL 2 Avant tout nous remerciant Dieu pour nous avoir donner la force et la patience pour mener ce travail. Nous tenons à présenter nos vifs remerciements à nos encadrantes Mme Rihab FAYECH et Mme Imen EL GHOUL pour leurs suivis et leurs orientations tout au long de l’élaboration de ce travail, en les exprime notre profonde gratitude. Remerciement 3 Dédicace C’est avec profonde gratitude et sincères mots que nous dédions ce travail A nos parents en témoignage de leurs sacrifices et leurs encouragements Et tous nos amis et collègues sans exception. 4 Sommaire : Introduction ............................................................................................................................................................. 7 Chapitre I. Présentation du projet Présentation de projet .............................................................................................................................................. 8 Hypothèses de calcul ............................................................................................................................................. 10 Conception de la structure ..................................................................................................................................... 11 Réalisation du Plan de fondation sur AutoCad ……………………………………………………………..……14 Chapitre II. Etude climatique 5I. Effet du vent .................................................................................................................................................. 15 1. Pression dynamique du vent .................................................................................................................... 15 2. Action extérieure du vent ......................................................................................................................... 17 2.1. Vent perpendiculaire à la petite face Sb ........................................................................................... 17 2.2. Vent perpendiculaire à la grande face Sa ......................................................................................... 19 3. Action intérieure du vent .......................................................................................................................... 19 a. Face Sa (long pan) ................................................................................................................................ 19 b. Face Sb (pignon) .................................................................................................................................. 19 Chapitre III. Etude des éléments secondaires II. Calcul des pannes ............................................................................................................................................. 27 1. Définition ................................................................................................................................................. 27 2. Détermination des sollicitations ............................................................................................................... 27 3. Charges agissantes sur les pannes ............................................................................................................ 27 3.1. Les charges permanentes G ............................................................................................................. 27 3.2. Les surcharge d’exploitation P ............................................................................................................... 27 3.3. Surcharge du vent V ......................................................................................................................... 27 4. Combinaison des charges ......................................................................................................................... 27 5. Dimensionnement des pannes .................................................................................................................. 28 5.1. Vérification à l’état limite ultime .................................................................................................... 29 5.2. Vérification à l’état limite de service ..................................................................................................... 35 ...................................................................................................................................................................... 35 6. Calcul des liernes ..................................................................................................................................... 36 6.1. Définition ........................................................................................................................................ 36 6.2. Calcul de l’effort maximal revenant aux liernes ............................................................................. 36 6.3. Dimensionnement des liernes .......................................................................................................... 37 III. Dimensionnement des poteaux ................................................................................................................ 38 1. Pré dimensionnement du poteau .............................................................................................................. 38 5 1.1. Descente de charge .......................................................................................................................... 39 1.2. Calcul de coefficient de réduction χ ................................................................................................ 40 1.3. Vérification à l’Eurocode ................................................................................................................ 41 Chapitre IV: Les assemblages 2. Assemblage du pied du poteau ................................................................................................................. 41 2.1. Poteau encastré ................................................................................................................................ 42 2.2. Poteau articulé ................................................................................................................................. 43 Chapitre V. pont roulant IV. Etude du pont Roulant.............................................................................................................................. 44 CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................................................... 46 ANNEXE .............................................................................................................................................................. 47 Annexe 1 : ......................................................................................................................................................... 47 Annexe 2 ............................................................................................................................................................ 54 6 Liste des figures : Figure 1 Vue de face du projet ................................................................................................... 8 Figure 2 Vue de droite du projet ................................................................................................ 9 Figure 3 Vue de dessus ............................................................................................................... 9 Figure 4 : Figure 4 Modélisation ROBOT du projet ................................................................ 11 Figure 5 Abaque de détermination du coefficient de réduction des pressions dynamiques..... 16 Figure 6 l’abaque R-III-5 ......................................................................................................... 17 Figure 7 diagramme R-III-6 ..................................................................................................... 18 Figure 8 Schéma explicatif des liernes ..................................................................................... 36 Figure 9 Courbes de flambement ............................................................................................. 41 Figure 10 assemblage du pied de poteau .................................................................................. 42 Figure 11 dessin d'ensemble de l'assemblage pied du poteau .................................................. 42 Figure 12 Assemblage de pied de poteau articulé .................................................................... 43 Figure 13 charges roulantes ...................................................................................................... 45 7 Introduction générale Dans le cadre de notre formation d’ingénieur en Génie Civil à ESPRIT, nous sommes amenés, à l’issu de notre cursus, à réaliser un projet d’intégration (PI) ; Le but de ce projet est d’être confronté à une situation professionnelle concrète et réelle. Notre projet consiste à réaliser, la conception d’un hangar en charpente métallique, qui a permis d’appliquer les grandes études théoriques. Les raisons de la large utilisation de l'acier dans le domaine des bâtiments industriels sont ici présentées. Les avantages de l'acier incluent son rapport résistance - poids élevé, la rapidité de mise en œuvre et la facilité d'extension. Pour la réalisation des notes de calcul, nous avons utilisé les règlements suivants : ₋ NV 65 : Règles déterminant les actions de la neige et du vent sur les constructions ₋ Eurocode 3 : Règles de dimensionnement des constructions métalliques. Notre projet consiste à faire l’étude de conception de l’ossature d’un hangar en charpente métallique, dont la méthodologie générale de la conception sera par : ₋ La détermination des charges sur la structure (permanentes, exploitation, climatiques) ₋ L’analyse globale de la structure (détermination des sollicitations dans les éléments) 8 Présentation de projet Notre projet en main consiste à faire l’étude de l’ossature d’un hangar industriel en charpente métallique situé à la zone industrielle de Mghira – Ben Arous, dont la surface totale est de 1139.5m², avec une hauteur H qui égale à 11.2m. Le bâtiment est doté d’un pont roulant. FIGURE 1 VUE DE FACE DU PROJET 9 FIGURE 2 VUE DE DROITE DU PROJET FIGURE 3 VUE DE DESSUS 10 Hypothèses de calcul Règlements utilisés : ₋ Les règles EUROCODE 3 : Pour le calcul de la structure métallique. ₋ NV 65 : Règles déterminant les actions de la neige et du vent sur les constructions. Sol : La portance du sol déterminée par les études géotechniques est de 2 bars. On considère que le bon sol est à une profondeur de 2 m. Vent : - La ville de Ben Arous se situe dans la région II, le site du projet est un site « Site protégé ». - Altitude par rapport à la mer 30m - Vent extrême Dimensions géométriques : Longueur : Llong= 43 m Largeur : Llarg= 26.5 m Hauteur (niveau jarret) : Hi= 11.2 m Inclinaison : 9.48° 11 Conception de la structure Les portiques Les portiques, qui constituent l'ossature principale des bâtiments, sont composés de traverses, qui supportent les pannes et de poteaux qui transmettent les charges aux fondations. Espacement des portiques : L’espacement des portiques est imposé par le bardage qui repose sur des appuis tous les 6 mètres en plus les barres recommandées sont tous de longueur 12 mètres. Pour avoir le minimum de déchet on prend huit espacements de 6 mètres. D'où le nombre des portiques est : Nportique=Nespacement+1= (43/6) +1= 8 Nportique = 8 portiques Conception par ROBOT Nous avons effectué la modélisation de la charpente métallique en utilisant Autodesk Robot Structural Analysis Professional ; La modélisation est représentée sur la figure suivante : FIGURE 4 : FIGURE 4 MODELISATION ROBOT DU PROJET 12 Dans ce qui suit, vous trouvez les étapes pour faire la modélisation d'une structure. 1. Lignes de construction -La première étape de modélisation c’est le dessin des lignes de construction. Ces lignes représentent les axes de la structure (X, Y et Z). -On utilise les coordonnées cartésiennes X, Y, Z dans le champ Position on saisit la valeur de la distance de l'axe qu'on veut dessiner à partir d'un axe de référence 0 m. Pour notre exemple on doit insérer la série des valeurs suivante : Suivant X : 13 Suivant Z : 2. Définition de la structure : La définition consiste à créer le modèle du bâtiment, c’est-à-dire la position des éléments du bâtiment, tels que : poutres, poteaux, traverses, pannes. 3. Définition des appuis Pour la liaison avec le sol on a utilisé deux types d’appuis, des encastrements pour les poteaux et des appuis double (rotule) pour les potelets. 14 4. Définition des bardages 5. Cas de charge Le chargement que subit la charpente métallique se répartit en trois types de charge : : représentées par le poids propre de l’ossature, le poids de la toiture et Charges permanentes le poids du bardage. représentées par la charge de la poussière et celle de l’entretien : loitation Charges d’exp Charge du vent Charges du pont roulant 6. Définir les charges 7. Lancer la vérification et dimensionner la structure Réalisation du Plan de fondation sur AutoCad Les fondations permettent de transmettre et de répartir les descentes de charges de la construction au niveau du sol. De leur réalisation peut dépendre la stabilité du bâtiment. Le plan de fondation permet de donner l’ensemble des côtes indispensables au bon positionnement de la construction sur le terrain. FIGURE : PLAN DE FONDATION 15 I. Effet du vent 1. Pression dynamique du vent La pression dynamique du vent se calcule comme suit : q = qh x ks x δ x β Avec qh = q10 x kh Or q10 = 105 daN/m² (d’après tableau ci-dessous) Tableau 1 : valeurs des pressions dynamiques de base kh = 2.5 x (h + 18) / (h + 60) = 2.5 x (11.6 + 18) / (11.6 + 60) = 1.03 avec : h = 11.6 m On aura donc qh = 108.15 daN/m² Ks = ? D’après tableau 9 page 10, nous obtenons que ks = 0.8 (car le site est uploads/Ingenierie_Lourd/ etude-d-x27-un-hangar-en-charpente-metallique.pdf