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MA1 - Modalités du contrôle de connaissances en Charpente métallique – un exame

MA1 - Modalités du contrôle de connaissances en Charpente métallique – un examen écrit en mai ou juin 2009 – Objectifs de l'examen Déterminer le degré de connaissance et de compréhension des principes, des méthodes et des formules de vérification des constructions en acier, ainsi que des matériaux utilisés. Apprécier la capacité des étudiants à analyser et interpréter la description de cas pratiques et à résoudre ces applications selon l’Eurocode EN1993. Conditions de l'examen La matière comprend la description d’un hall industriel en acier et l’ensemble des notes de cours et des diapositives déposées sur la plate-forme « Moodle ». L'examen comporte deux parties : - une douzaine de questions de connaissance et de compréhension sur l’ensemble de la matière : +/− 50% des points ; - trois ou quatre applications : +/− 50% des points. Il se déroule sans notes, un formulaire étant fourni aux étudiants, lors de la séance, pour les applications uniquement. Note finale La note finale est constituée à 100 % par la note obtenue à l’examen. Principe de notation Sont jugées: - la connaissance et la compréhension des principes, concepts et méthodes ; - la compréhension et l’interprétation des énoncés ; - la clarté des réponses, des explications fournies, des choix et des calculs effectués ; - l’exactitude des informations fournies et des résultats de calculs. Types de questions Pour la théorie : définitions d’éléments de charpente, connaissance des aciers de construction, démonstrations de formules, explications de formules données, exposés de principes et généralités de calculs, restitutions de méthodes, résumés de chapitres, précisions de domaines d’applicabilité, de détails d’application et de calculs, … etc. Exemples : - Utilisera-t-on le même type d’acier pour un pont de chemin de fer réalisé par soudure en Finlande et un bâtiment avec ossature boulonnée en Belgique ? Pourquoi ? Quel type d’acier conseilleriez-vous pour chacune de ces structures ? - Quels sont les différents types d’imperfections à utiliser dans le calcul d’une structure ? Décrivez-les. - Quand utilise-t-on le type de formule suivante i .V h.H       δ ? Que signifient ses différents termes ? Que peut-on en conclure ? - Pourquoi et comment la classe d’une section évolue-t-elle en fonction de la nuance de l’acier utilisé ? - Dans le calcul de l’aire nette d’un plat tendu muni de trous de boulons, quelle est la fonction du terme s2p/4t ? - Représentez, dans un système de coordonnées « flèche verticale / charge appliquée », le comportement d’une poutre bi-encastrée soumise à une charge verticale croissante en son milieu, selon la théorie plastique simple. Tracez ensuite son comportement réel et commentez. - Pourquoi dans la zone des élancements réduits intermédiaires, la résistance ultime à la flexion d’une poutre en I est- elle inférieure à son moment critique élastique ? Mettez cette zone en évidence sur un diagramme. - Démontrez que dans le cas d’une section en I fléchie autour de yy, il n’y a interaction que si l’effort normal de calcul est supérieur au quart de l’effort normal plastique de calcul de la section ou à la moitié de l’effort normal plastique de calcul de l’âme. Qu’en est-il pour une flexion autour de zz ? - Expliquez le raisonnement qui a amené à la forme générale de l’équation de vérification de la stabilité globale d’un élément comprimé et fléchi sans déversement. Pour les exercices : voir les exemples résolus pendant le cours et aux séances de projets. Exemples : Déterminez la classe de la section de la poutre reconstituée-soudée (cordons 4mm) suivante, en acier S355, dans le cas d’une flexion positive autour de l’axe y-y. Déterminez, à l’aide des formules de l’EC3, la résistance de calcul à la flexion autour de z-z de la section PRS en acier S235 de classe 1 suivante, lorsqu’elle est, en même temps, soumise à VyEd = 250kN et NEd = 700kN. Faites de même à partir du diagramme des contraintes si VyEd = 650kN et NEd = 700kN. La traverse d’un portique de bâtiment industriel est soumise au diagramme des moments MyEd suivant (dû à des charges de soulèvement du vent). L’effort normal et les efforts tranchants y sont négligeables. Elle ne comporte aucun dispositif qui l’empêche de se déplacer latéralement et de tourner, si ce n’est à ses 2 extrémités. La poutre IPE400 (acier S355, classe 1) prévue pour cette traverse de portique est-elle suffisante? Il n’est pas nécessaire d’effectuer la vérification locale de la section. (h=400mm b=180mm tw=8,6mm tf=13,5mm A=84,46cm2 Iy=23130cm4 Iz=1318cm4 Wély=1156cm3 Wply=1307cm3 iy=16,55cm iz=3,95cm It=51,08cm4 Iw=490000cm6 ) 200kNm 100kNm 200kNm 15m 8mm 16m 6mm 6mm 306mm 600mm 350mm G 100mm y y 12m 12m 350mm 250mm 8mm y y Soit une colonne tubulaire150/300/8 (classe 3, acier S355), d’une hauteur de 6m, articulée à sa base et reliée rigidement en tête à deux poutres IPE360 (classe 1, acier S355). Dans le plan perpendiculaire au dessin, la colonne est maintenue en tête par deux HE100A (fixées par des cornières) attachées à un contreventement. Elle est soumise à un diagramme de MySd ainsi qu’à un effort de compression NSd donnés. Effectuez la vérification globale de la colonne. TUBE : h=300mm; b=150mm; ép.= 8mm; A=66,69cm2; Iy=7557cm4; Iz=2591cm4; Wély=503,8cm3; Wply=631,9cm3 ; Wélz=345,4cm3; Wplz=392,1cm3; iy=10,64cm ; iz=6,23cm) HE100A : (h=96mm b=100mm tw=5mm tf=8mm r=12mm A=21,24cm2 Iy=349,2cm4 Iz=133,8cm4 Wély=72,76cm3 Wply=83,0cm3 iy=4,06cm iz=2,51cm) IPE360: (h=360mm; b=170mm; tw=8mm; tf =12,7mm; r=18mm; A=72,73cm2; Iy=16270cm4 Iz=1043cm4; iy=14,95cm; iz=3,79cm; Wély=903,6cm3; Wply=1019cm3) MyEd NEd =380kN 6m 10m 6m 130 kNm uploads/Ingenierie_Lourd/ modcharmet09.pdf