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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Aboubakr Belkaid Faculté de Technologie Département de Génie Civil Mémoire Pour L’Obtention Du Diplôme De Master Génie Civil Ingénierie des structures Thème : INITIATION A L’ETUDE D’UNE STRUCTURE SIMPLE EN PROFILES FORMES A FROID EN UTILISANT L’EUROCODE ET l’AISI Présenté en 27 juin 2013 par : OUALID HAMZA Devant le Jury composé de : N.HSSAINE Président N. BOUMECHRA Examinateur Mme N. MEDDANE Examinateur Mme.N.DJAFOUR Encadreur A. MEGNOUNIF Encadreur DEDICACES « L’argent définit votre statut, votre position dans la société, vos aspirations et vos ambitions, vos doutes et vos échecs, vos accès d’extravagance, votre avarice, votre générosité (ou votre absence totale d’altruisme), votre besoin de plaire et d’être gratifié, votre soif de prouver votre valeur ou de ne rien prouver du tout, vos rêves frustrés et vos réalisations, votre désir d’impressionner ou de passer inaperçu et, bien entendu, …… l’argent pénètre jusqu’au région les plus intimes. Dites-moi quelle est votre relation à l’argent et je vous dirai, presque à coup sûr, qui vous êtes, quelles motivations psychologiques et sentimentales inspirent vos actes. » « Combien » douglas Kennedy Par ce passage qui me définit, je dédie ce désastreux travail A ma mère A mon père À mon frère Mohammed et à son épouse Amina A mon frère lieutenant d’artillerie de compagne Abdelkader A toutes la famille À tous les amis Je m’excuse à toutes personnes que j’aurais offensées REMERCIEMENTS Je saisis cette occasion pour exprimer toute ma gratitude à mes encadreurs, Mme N. DJAFOUR et Pr A. MEGNOUNIF du département de génie civil, de la faculté de technologie, université de Tlemcen. Qu’il me soit permis de leur exprimer mes plus vifs remerciements et ma grande sympathie. Monsieur M. DJAFOUR, professeur au département de génie civil de la faculté de technologie, Tlemcen a bien voulu m’accorder l’honneur pour présider le jury d’examination. Je le remercie vivement. Mes vifs remerciements vont aussi aux membres du jury, Mme N. MEDDANE et Mr N. BOUMECHRA du département de génie civil de la faculté de technologie de Tlemcen. Qu’ils trouvent à travers ces expressions ma profonde reconnaissance pour l’honneur qu’ils m’ont fait pour examiner ce travail. TABLE DES MATIERES : INTRODUCTION GENERALE ……………………………………………………......1 CHAPITRE I : PRESENTATION DES PROFILES FORMES A FROID ……......…3 1.1 INTRODUCTION……………………………………………………………………....3 1.2. FABRICATION…………………………………………………………………….….3 1.2.1. Le pliage………………………………………………………………………….…..4 1.2.2. Le profilage à froid……………………………………………………………….…..4 1.3. TYPES DE SECTIONS DES ELEMENTS FORMES A FROID ..........................…...5 1.3.1. Les profils larges ……………………………………...………………………….….5 1.3.2. Les profils longs ………………………………………………………………...…...5 1.3.3. Les raidisseurs………………………………………..……………………….……...6 1.4. EFFET DE FORMAGE A FROID SUR LE COMPORTEMENT DE L’ACIER………………………………………………………...……………………….....7 1.5. MODE D’INSTABILITE DES PROFILES MINCES………………………...……....8 1.5.1. instabilité local……………………………………………………………..…….…..9 1.5.2. Instabilité globale…………………………………………...………..………….….11 1.5.3. Instabilité distorsionnelle………………………….…………………...……….….11 1.6. AVANTAGE ET INCONVENIENT DES PROFILES FORMES A FROID…......…12 1.7. CONCLUSION….…………………...……………………………………………….12 CHAPITRE II : DIMENSIONNEMENT SUIVANT L’EUROCODE 3…….......…...13 2.1. INTRODUCTION………………………………………………………………….…13 2.2. BASE DE CALCUL……………………………………………………………....….13 2.2.1. Coefficient de sécurités…………………………………………………….…...…..13 2.2.2. Caractéristique des matériaux………………………………………...…….………13 2.2.3. Caractéristiques des sections………………………………………..……..………..14 2.2.4. Limite d’élasticité moyenne augmentée…………………………………………….16 2.2.5. Proportions géométriques………………………………………………….………..17 2.3. instabilité local …………………………………………………...…………………..18 2.3.1. Principe de la méthode de la « largeur effective » …………………………......…..18 2.3.2. Parois non raidies………………………………………………………………..….19 2.3.3. Parois munis de raidisseurs de bords et intermédiaire……………………………...22 2.4. RESISTANCE DES SECTIONS TRANSVERSALES…………………….………...23 2.4.1. Traction axiale………………………………………………………………………24 2.4.2. Compression axiale………………………………………………………………....24 2.4.3. Moment fléchissant…………………………………………………………………24 2.4.4. Traction et flexion combinées………………………………………………………25 2.4.5. Compressions et flexion combinées………………………………………………...25 2.4.6. Efforts tranchant…………………………………………………………………….26 2.4.7. Effort tranchant et moment fléchissant combinés…………………………………..26 2.5. RESISTANCE DES SECTIONS TENANT COMPTE DES INSTABILITES GLOBALES………………………………………………………...…..26 2.5.1. Compression avec flambement …………………………………………………….26 2.5.2. Déversement des barres fléchies …………………………………………………...27 2.5.3. Flexion et compression axiale sans risque de déversement………………………..27 2.5.4. Flexion et compression axiale avec déversement…………………………………..28 2.6. LES ASSEMBLAGES……………………………………………………………….28 2.6.1. Les assemblages à fixations mécaniques…………………………………………...28 2.6.2. Soudure……………………………………………………………………………..31 2.7. CONCLUSION……………………………………………………………………….34 CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT SUIVANT L’AISI……………………......35 3.1. INTRODUCTION……………………………………………………………………35 3.2. BASE DE CALCUL………………………………………………………………….35 3.2.1. Méthode résistance admissible ASD ……………………………………………….35 3.2.2. Méthode de la charge et facteur de résistance LRFD.……………………………..36 3.2.3. Méthodes des états limite LSD …………………………………………………....36 3.3. DETERMINATION SECTION EFFECTIVE …............................................……….37 3.3.1. Paroi sans raidisseur ……………………………………………………………….37 3.3.2. Parois en console …………………………………………………………………..38 3.3.3. Paroi avec raidisseur de bord……………………………………………………....39 3.4. RESISTANCE DES SECTIONS TRANSVERSALES……………………………...40 3.4.1. Traction axiale…………………………………………………………………...…40 3.4.2. Compression axiale…………………………………………………………...….....41 3.4.3. Moment fléchissant……………………………………………………...……....….42 3.4.4. Traction et flexion combinées……………………………………………..….....….43 3.4.5. Compressions et flexion combinées…………………………………..…….….…...43 3.5. LES ASSEMBLAGES……………………………………………………...…….…..44 3.5.1. Les assemblages soudés……………………………………………………….........44 3.5.2. Les assemblages boulonnés………………………………………………..….….....49 3.6. CONCLUSION………………………………………………………………..…..….51 CHAPITRE IV : ETUDE COMPARATIVE……………………………………….......53 4.1. INTRODUCTION……………………………………………………………………53 4.2. APPLICATION NUMERIQUE………………………………………………...…….53 4.2.1. propriètés ……………………………….…………………………………….…….54 4.2.2 Résultats des efforts sollicitant .……………………………………………………..58 4.2.3 Calcul selon l’eurocode …………………..………………………………………....59 4.2.4 Calcul selon l’AISI …............................................………………………………….66 4.3 Conclusion ……………………………………………..…………………………..71 CONCLUSION GENERALE……………………………………………..…………….72 . Liste des figures: Figure 1.1 : le procédé de pliage Figure 1.2 : le procédé de profilage Figure 1.3 : les différents types de tôles Figure 1.4 : les différents types de profilés Figure 1.5 : les différents types de raidisseurs Figure 1.6: courbe de contrainte-déformation de l’acier avant et après mise en forme Figure 1.7 : courbe de comportement de l’acier Figure 1.8Différents types de modes d’instabilité Figure 2.1: point médian d’un arrondi ou de pli Figure 2.2 Largeur de référence des parois Figure 2.3 : largeur de référence des parois adjacente des raidisseurs Figure 2.4 : largeur efficace Figure 2.5 : a)raidisseur bord, b) raidisseur intermédiaire Figure 2.6: section transversale efficace en compression Figure 2.7 : section transversale efficace en résistance en moment fléchissant Figure2.8 : pince longitudinale et transversale et espacement des fixation et des soudures par point Figure 2.9 : soudure par point Figure 2.10 : soudure d’angle à clin Figure 2.11 : soudure par point à l’arc Figure 3.1 : largeur efficace d’une section Figure 3.2 : Paroi avec raidisseur de bord Figure 3.3 : Différents types de soudure. Figure3.4 : les dimensions d’un point de soudure à l’arc Figure 3.5 : La soudure d’angle Figure 4.1 : Le modèle de la structure Figure 4.2 : Le modèle de la section du : a) poteau ,b) la poutre Figure 4.3 : Système de coordonnées Figure 4.4 : Les résultats des efforts sollicitants Figure 4.5: distribution des contraintes à l’état limite ultime dans la section : a)En compression, b) En flexion Figure4.6 : système de coordonnées Figure A.1 : différents types de sections avec leurs paramètres géométriques a, b, c et Liste de tableaux : Tableau 1.1 : Valeur de K pour déterminer la charge critique Tableau 2.1: valeurs de la limite d’élasticité et la résistance à la traction Tableau 2.2 : rapport largeur épaisseur maximum Tableau 2.3 : modélisation des parois d’une section transversale Tableau 2.4 : parois comprimées sur deux appuis Tableau 2.5 : parois comprimées en console Tableau 2.6 : Résistance de calcul pour rivet aveugle Tableau2.7 : Résistance de calcul pour vis auto taraudeuse auto perceuse Tableau 2.8 : Résistance de calcul pour clous à scellement Tableau 2.9 : Résistance de calcul pour boulons Tableau 2.10 : Résistance de calcul pour les soudures à point Tableau2.11 : Assemblage à clin par soudure Tableau 3.1 : paroi comprimé sur deux appuis Tableau 3.2 : paroi en console Tableau 3.3 : coefficient de voilement k Tableau 3.4 : coefficients de sécurité Tableau 3.5 : résistance au cisaillement Tableau 3.6 : effort résistant au cisaillement Tableau 3.7 : coefficient de sécurité Tableau 3.8 : Coefficient de sécurité Tableau 3.9 : Facteur C Tableau 3.10 : Facteur Tableau 4.1 : centre de gravité de la section Tableau 4.2 : propriété de la section brute Tableau 4.3 : les propriétés des éléments plans de la section efficace (repère global) Tableau 4.4 : les propriétés des éléments plans de la section efficace (repère global) LISTE DE NOTATION: : Limite élastique de base : Résistance à la traction : Limite élastique augmenté : Aire de la section transversale brute σcom,Ed contrainte de compression ̅ ̅ ̅ ̅ : Élancement de la paroi : Coefficient de voilement : Module élastique : Largeur de la paroi : Coefficient de réduction : Largeur efficace de la section ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ : Élancement réduit de la paroi : Section efficace de la section considéré Ψ : rapport entre contrainte : Les largeurs efficaces de la paroi As : section efficace transversale initiale bp,c : largeur du raidisseur : Largeur efficace du raidisseur : Largeur efficace du raidisseur : Contrainte critique de flambement élastique : Rigidité du support élastique Is : le moment d’inertie de la section efficace d’aire As du raidisseur par rapport à l’axe a-a χd : coefficient de réduction : Résistance à la traction de la section transversale Fn,rd : est la résistance de section nette pour la fixation mécanique approprié : Résistance à la compression de la section transversale : le moment résistant de la section transversale : Le module élastique de la section efficace correspondant à la contrainte de traction maximale quand la section est soumise à un moment de l’axe approprié : Le module élastique de la section brute correspondant à la contrainte de traction maximale quand la section est soumise à un moment de l’axe approprié Moment fléchissant autour de l’axe de forte inertie Moment fléchissant autour de l’axe de fiable inertie Résistance de la section supposé soumise uniquement à un moment autour de l’axe y-y Résistance de la section supposé soumise uniquement à un moment autour de l’axe z-z : Le uploads/Litterature/ ms-gc-oualid-hamza.pdf