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CHARPENTE METALIQUE SOMMAIRE - PHASE I - I. INTRODUCTION.......................

CHARPENTE METALIQUE SOMMAIRE - PHASE I - I. INTRODUCTION............................................03 II. PRESENTATION DU PROJET.............................05  OBJET D’ETUDE......................................05  CONCEPTION STRUCTURALE.....................14 III. EVALUATION DES CHARGES..........................29  ACTION ET COMBINAISONS D’ACTIONS......29  ESTIMATION DES CHARGES......................32 IV. APPLICATION DU LOGICIEL « PORTAL ».........36 V. BIBLIOGRAPHIE...........................................50 CHARPENTE METALIQUE DESIGNATION NOTATION VALEUR UNITE Masse volumique ρ 7850 daN/ m3 Module d’élasticité longitudinale (de Young) Ea 210 000 c module d’élasticité transversale (de cisaillement) G 81000 N/mm² Coefficient de poisson ν 0.3 - coefficient de dilatation thermique αa 12.10-6 °C-1 c) Caractéristiques mécaniques : Ce sont les caractéristiques les plus importantes pour l’ingénieur de structure lors de ses travaux de conception et de calcul de sécurité de l’ouvrage vis-à-vis des actions aux quelles il est sujet. Parmi les caractéristiques mécaniques des aciers, les plus couramment utilisées pour une application dans la construction métallique, nous citons ici :  Limite d’élasticité : Désignée par Re ou σe dans le règlement français CM66 ou dans l’Eurocode 3. Son unité de mesure est le N/mm² ou Mpa C’est la plus grande force (appliquée par unité de section initiale) au-delà de laquelle le métal conserve une déformation permanente, c’est-à-dire la limite de conservation de sa géométrie. Elle sert au calcul à la contrainte des éléments travaillant à la flexion, au cisaillement, au flambement… CHARPENTE METALIQUE  Résistance à la traction (rupture) : Désignée par Rr ou σr ou dans l’Eurocode 3. Son unité de mesure est aussi le N/mm² ou MPa. C’est la plus grande force (appliquée par unité de section initiale) que le métal peut supporter en traction avant la rupture. Elle sert au calcul de fatigue.  Allongement à rupture : A en % Noté aussi εlim, c’est l’allongement relatif limite de l’éprouvette d’essai exprimé en % de la longueur initiale, c’est-à-dire l’allongement maximal tolérable avant la rupture. Les règles (CM66) prescrivent A ≥ 20 %  Module d’élasticité longitudinale (module de Young): E en N/mm² Exprimant la rigidité du métal, c’est le facteur de proportion entre la contrainte F appliquée à une barre et l’allongement relatif de cette barre dans le domaine élastique. Essais mécaniques des aciers : On distingue deux catégories d’essais pouvant être conduits pour la recherche des caractéristiques mécaniques de l’acier de construction : les essais destructifs et les essais non destructifs. Essais destructifs : Les essais destructifs nous renseignent sur les qualités mécaniques des aciers. Il existe plusieurs types d’essais, notamment.  Essai de traction: Cet essai est de loin le plus important et le plus utile pour le concepteur en génie civil et pour le contrôleur de fabrication. Il permet la détermination des propriétés de l’acier cité précédemment : σe, σr, A et E. CHARPENTE METALIQUE Selon la norme NFA03, l’essai de traction est pratiqué sur une éprouvette cylindrique, ou autres formes géométriques, soumise à un effort de traction progressivement croissant, allant de zéro à l’effort de rupture. Un enregistrement graphique mesure l’allongement de l’éprouvette en fonction de l’effort. Essai normalisé de traction: éprouvette composée de deux têtes et d’une zone réduite. Adroite, des graphes modèles de σ = P/A en fonction de ε = Δl / l Diagrammes contraints -déformations d’acier doux CHARPENTE METALIQUE OP: plage d’élasticité avec σ = E. ε, proportionnalité entre déformation et contrainte, c’est la loi de Hooke. Nuance: La notion de nuance ou catégorie (grade steel) pour les aciers d’usage général de construction métallique est définie à partir de la valeur de l’une de ses caractéristiques mécaniques de base : c’est la limite d’élasticité.  Principe de désignation: La lettre S est suivie d’un nombre désignant la valeur minimale spécifiée de la limite d’élasticité. Par exemple la nuance S 355 représente un acier dont la valeur minimale de la limite d’élasticité est 355 N/mm²(ou MPa).A l’intérieur de ces nuances, est défini un certain nombre de qualités qui offrent des garanties supplémentaires contre des risques particuliers liés à la mise en œuvre ou à l’exploitation. Les normes européennes donnent les nuances suivantes : S 235 - S275 - S 355 - S 420 - S 460 Le choix de la nuance sera effectué en fonction de la conception des assemblages et des conditions de service du bâtiment. Dans la construction de bâtiments, les conditions de faibles déformations (flèches limitées pour l’exploitation) et celles liées aux instabilités (flambement ou voilement d’éléments) conduisent à employer couramment l’acier doux de nuance S 235, facilement soudable. d) CARACTRESTIQUE GEOMETRIQUE : D’une manière générale, le hangar de notre exposé est composé de plancher ou toiture et des portiques, qui constituent l’ossature principale des bâtiments, sont composé aussi des traverses qui supportent les pannes, et des poteaux qui supportent les traverses. CHARPENTE METALIQUE TABLEAUX DES DONNEES : Donnée symbole unité valeur 1 Portée L m 15 2 Hauteur sous toit H m 8 3 Pente de toiture p % 8 4 Espacement entre 2 portiques B m 8 5 Nombre de travée dans le sens longitudinal n1 7 6 Longueur de jarret Lh m 0.9 7 Hauteur de l’acrotère Lp m 0.6 8 Base de poteau base articulation 9 Nombre d’appuis latéraux pour traverse n2 ≥3 1 0 Nombre d’appuis latéraux pour poteau n3 ≥1 1 1 Nuance d’acier nua S275 1 2 Isolation thermique exigée isoth non 1 3 Situation géographique ville Naama 1 4 Vent Zone ZV II Pression de référence qref N/m2 470 1 5 Neige Zone ZN C Charge de référence Sk kN/m2 0.3438 Altitude alt m 1085 -Valeur limites des déplacements horizontal au sommet de poteau = H/150. - flèche sous faîtage = L/200. CHARPENTE METALIQUE e) CONCEPTION STRUCTURALE: 1) COVERTURES : Les couvertures équipant la grande majorité des bâtiments métallique, dispositif étanche aux précipitations atmosphériques recouvrant la partie supérieur des bâtiments. Dans le domaine construction métallique on distingue essentiellement 02 type sont :  Les couvertures en plaques ondulées d’amiante-ciment, destinées généralement aux constructions de bacs de gamme (hangars agricoles, dépôts,...).  Les couvertures en bacs aciers nervurés (éventuellement aluminium), plus onéreuses, mais présentant de multiples avantages, qui font de ce couverture le plus répandu. On distingue principalement 03 type sont :  Couverture sèche.  Couverture support d’étanchéité.  Couverture par panneaux sandwichs. Dans notre exposer, on a choisi une couverture en panneaux sandwichs type Promistyl Feu 3005 T, dans ce type de couverture les composants (peau extérieure, isolant, peau intérieure) sont pré assemblés en atelier pour constituer des panneaux monoblocs. Ces panneaux préfabriqués sont composés de deux parements le plus souvent en tôle traitée enserrant un isolant minéral ou solidarisés par une mousse de synthèse injectée, constituant l’âme isolant peut être comprise entre (30 et 80mm). C’est un type de couverture économique de plaques d’acier nervurées, utilisé pour des pentes > 7℅. CHARPENTE METALIQUE CARACTERISTIQUES DE LA PLAQUE Masse en (kg/m²) 17.70 Epaisseur de la mousse (mm) 60 Portée d’utilisation en (m) 3.65 CHARPENTE METALIQUE 2) PANNE: Les pannes, qui ont pour fonction de supporter la couverture, sont disposées parallèlement à la ligne de faîtage, dans le plan des versants. Disposées à entraxes constants, elles sont jumelées au faîtage (pannes faîtières) et peuvent être renforcées en rives pour reprendre des efforts horizontaux dus au vent (panne sablières). Leur portée correspond à l’entraxe des fermes (travée) et leur entraxe est déterminer par la portée admissible des bacs de couverture. Dans la majorité des cas, les pannes constituées de poutrelles laminées IPE, elles peuvent être également réalisées en profilés minces (tôle pliées à froid) , en section de Z,U,∑. Les pannes sont posées sur les fermes et assemblées par boulonnage. Les appuis sont considère libres et articulés. Pour éviter leur glissement à la pose ou leur basculement, du fait de la pente des versants, elles sont assemblées aux fermes par l’intermédiaire de pièces en équerre (chantignolles). Les pannes sont soumises à: des charges verticales (poids propre de la panne et du complexe de couverture, neige, charge accrochées éventuelles), dont la résultante, ramenée en charge linéique, n se décompose en une charge f parallèle à l’âme de la panne et une charge t perpendiculaire à l’âme, qu’il convient de bien prendre en compte, afin d’évite tout risque de déversement latéral. Et à une charge oblique W, due au vent (pression ou succion), appliquée perpendiculairement au versant, donc parallèlement à l’âme de la panne. CHARPENTE METALIQUE Il conviendra donc de calculer, lors du dimensionnement d’un profil de panne, deux moments de flexion distincts, selon les deux plans principaux d’inertie du profil. Pour notre projet, on adoptera des pannes de profilé IPE 140 avec les caractéristiques suivantes :  Dimensions :  caractéristique de calcul : Désignation Profilé h (mm) b (mm) tw (mm) tf (mm) r (mm) d (mm) P Kg/m A cm² Pannes IPE 140 140 73 4.7 6.9 7 112.2 12.9 16.4 I y (cm4) Wely (cm3) iy (cm) Wply (mm) A vz (cm²) I z (cm4) Welz (cm3) iy (cm) Wply (cm3) It (cm4) 54120 77.32 5.74 88.34 7.64 44.92 12.31 1.65 19.25 2.45 CHARPENTE METALIQUE 3) TRAVERSE: Les traverses, sont les éléments qui constituent avec les poteaux, les portiques principaux des bâtiments, qui supportent les pannes uploads/Ingenierie_Lourd/ exposer-charpente-metalique 1 .pdf