Ouiya Serge Usine

I Institut International dIngnierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO

Tl. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

MEMOIRE POUR LOBTENTION DU MASTER GENIE CIVIL

OPTION : PONTS ET OUVRAGES DART

Prsent et soutenu publiquement le 26 juin 2013 Par

OUIYA Serge

Travaux dirigs par : Dr Adamah MESSAN enseignant-chercheur

Mr. NASSA Daniel Ing CHEM

Jury dvaluation du stage :

Prsident : MESSAN.A Membres et correcteurs : KOKOLE K. KABORE M.

Promotion [2012/2013]

Etude de la charpente mtallique de lusine de MAVICO

II

Remerciement

Je souhaiterais, travers ce mmoire, remercier toutes les personnes qui mont accompagn tout au long de ce projet de fin dtude, et en particulier : Mr NASSA Daniel, matre de stage au sein de lEntreprise Nassa Laurent ENL, pour son

coute, ses conseils et son sens de partage de son exprience dans la construction mtallique ;

Mr MESSAN Adamah, encadreur 2IE, ses conseils avises, sa pdagogie et sa disponibilit mont permit davancer progressivement au fil de ltude. Je souhait dautant le remercier pour mavoir transmit sa passion du Gnie Civil ;

Le responsable du service de stage la DESA, pour son appui et sa disponibilit nous aider pour le bon droulement du stage ainsi que la rdaction du rapport ;

Les parents, amis, camarades de classe qui mont soutenu pendant la dure de mon stage de fin dtude ;

Je souhaiterais galement remercier lensemble du personnel dENL pour laccueil au sein de lentreprise.


III

Rsume

Cest dans lEntreprise Nassa Laurent quon eu lopportunit de traiter un projet complet pour cette dernire tape de ma formation dingnieure lInstitut International dIngnierie et de lEau (2IE). Ce projet de fin dtude porte sur ltude dun btiment structure mtallique qui nest pas trs matriser dans notre pays ; seules les fondations seront en bton arm.

Ltude de stabilit verticale de louvrage consiste vrifier la stabilit et la rsistance aux tats limites ultimes et sa mise en service des lments structuraux. Un calcul de descente de charge t ralis aprs avoir dfinie les dimensions gomtriques de la structure.

La stabilit horizontale de louvrage est assure par lensemble des portiques en long-pan et par des contreventements disposs des deux cots de la structure en pigeon.

Les diffrents tapes de ltude ont t ralises suivant la norme EUROCODE en vigueur et fait manuellement, hors mis le calcul du portique qui est fait avec RDM6-version6.17-29 mars 2011, pour la dtermination des efforts internes dans les barres.

Ce projet ma permis de me spcialiser davantage dans la conception et ltude des structures mtallique ainsi que de me familiariser avec les normes EUROCODE.

Mots cls :

Structure mtallique

Stabilit et la rsistance aux tats limites Portique

Contreventement Norme EUROCODE


IV

Abstract

The last step of my education at the International Institute of Engineering and Water (2IE) become a Civil Engineer is a final project assignment. I did my last placement at Company Nassa Laurent. The project consists in the study of a structural steel, which is not controlled in our country, only the foundations are reinforced concrete.

The first part of this work focuses of checking the vertical stability and resistance structural element at limit states. The load distribution in determined after to precise the dimension geometric of the structure. The stability vertical is steadies by the columns which receiving and transfers the vertical load at foundation.

The horizontal stability is checking by all porticos in long-side and by braces arranged on both side of the pigeon structure.

The step of the works were conducted with the current standard EUROCODE and done manually, except for works of the portico is done with RDM6,version 6.17-March 29, 2011 for determination a load in the structural element.

This project allowed me to broaden my knowledge in the steel structural engineering, to become familiar with the EUROCODE.

Keywords:

Steel structural

Limit states stability and resistance

Portico

Bracing

EUROCODE


V

Liste des Abrviations

ELU : Etat Limite Ultime

ELS : Etat Limite de Service

IPE : poutrelles ailes gales

HEA : poutrelles large ailes

Mf : Moment Flchissant

T : Effort Tranchant

N : Effort Normal


1

Sommaire INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 4

Chapitre 1 : DESCRIPTION DE LA STRUCTURE ET HYPOTHESES DE CALCUL ............................................ 5

1. Description de structure .............................................................................................................. 5

1.1. Caractristiques gnrales et dimensions........................................................................... 5

1.2. Principe de stabilit ................................................................................................................. 6

2. Hypothse de calcul .................................................................................................................... 7

Chapitre 2 : EVALUATION DES CHARGES ET PRE-DIMENSIONNEMENT .................................................. 8

1. Evaluation des charges ................................................................................................................ 8

1.1. Charges permanentes.......................................................................................................... 8

1.2. Charges variables ..................................................................................................................... 8

2. Pr-dimensionnement ............................................................................................................... 13

2.1. Pannes ............................................................................................................................... 13

2.2. Portique ................................................................................................................................. 15

Chapitre 3 : ETUDE STRUCTURALE ........................................................................................................ 18

1. Calcul des lments porteur de la structure ............................................................................. 18

1.1. Pannes ............................................................................................................................... 18

1.2. Traverse ............................................................................................................................. 20

1.3. Poteau ............................................................................................................................... 23

2. Calcul des lments secondaire de la structure ........................................................................ 26

2.1. Poteau intermdiaire en pigeon ........................................................................................ 26

2.2. Calcul du contreventement ............................................................................................... 28

2.3. Calcul et conception des pieds de poteaux (ENV1993-1-1 ; annexe L) ............................. 30

Chapitre 4 : ETUDE DASSEMBLAGE ...................................................................................................... 36

1. Boulonnage de la panne ............................................................................................................ 36

2. Boulonnage du poteau-traverse................................................................................................ 36

3. Boulonnage de la partie brise de la traverse ............................................................................. 38

4. Boulonnage du poteau intermdiaire et la traverse ................................................................. 40

CONCLUSION ......................................................................................................................................... 42

Bibliographie.......................................................................................................................................... 43

ANNEXES A1 .......................................................................................................................................... 44

ANNEXE A2 ............................................................................................................................................ 49

ANNEXE A3 ............................................................................................................................................ 53

ANNEXE A4 ............................................................................................................................................ 58

Annexe A5 ............................................................................................................................................. 61


2

Liste des tableaux

Tableau 1 : Organigramme de calcul du vent.......................................................8

Tableau 2 : coefficients de pression extrieurs..9

Tableau 3 : Coefficients de pression extrieurs.10

Tableau 4 : coefficients de pression extrieurs..10

Tableau 5 : Coefficients de pression extrieurs.11

Tableau 6 : combinaison dimensionnant pour les pannes ...13

Tableau 7 : efforts aux appuis ....................................................16

Tableau 8 : Tableau rcapitulatif des efforts 17

Tableau 9 : Caractristique du profil IPE140..18

Tableau 10 : Caractristique du profil IPE400 20

Tableau 11 : effort de la traverse 20

Tableau 12 : Caractristique du profil HEA300..23

Tableau 13 : effort du poteau ..........................................24

Tableau 14 : Caractristique du profil HEA120...27

Liste des figures

Figure I : Dimension gomtrie du btiment5

Figure II.1 : Coefficient de Cpnet de la toiture (vent ;=0)9

Figure II.2 : Coefficient de Cpnet des parois verticaux (vent ;=0)...10

Figure II.3 : Coefficient de Cpnet de la toiture (vent ;=90)..11

Figure II.4 : Coefficient de Cpnet des parois verticaux (vent ;=90).11

Figure II.5 : Pression arodynamique (vent ;=0)..12

Figure II.6 : Pression arodynamique (vent ;=90)....12


3

Figure II.7 : Pression arodynamique de calcul..13

Figure II.8 : Disposition des charges sur une poutre continue 4 traves14

Figure II.9 : Disposition des charges sur une poutre continue 4 traves15

Figure II.10 : Disposition des charges sur le portique 16

Figure II.10 : Cas 2..17

Figure III.1 : Rpartition des charges en pigeon..23

Figure III.2 : Disposition des charges sur le poteau intermdiaire en pigeon26

Figure III.3 : Rpartition des charges du vent sur le contreventement..28

Figure III.4 : Systme de contreventement29

Figure III.5 : Disposition des boulons sur la cornire..30

Figure III.6 : Disposition constructive de la plaque dassise30

Figure III.7 : Disposition des tiges dancrage32

Figure III.8 : Disposition des tiges dancrage34

Figure IV.1 : Assemblage Poteau-Traverse...36

Figure IV.2 : Disposition des boulons.....38

Figure IV.3 : Assemblage partie bris de la Traverse...38

Figure IV.4 : Disposition des boulons.39

Figure IV.5 : Assemblage poteau intermdiaire en pigeon......40

Figure IV.6 : Disposition des boulons....41


4

INTRODUCTION

Cest au milieu du XVIII sicle que le fer fut utilis comme matriau de construction. Le premier ouvrage constitue entirement dune ossature mtallique fut construit en 1786. Lacier fait son apparition au dbut XIX sicle et au XX sicle fut utilis dans la construction des halls industriels pour sa capacit conomique, mcanique et de lgret.

Par ailleurs, le projet de construction de lusine de MAVICO est initie par un particulier dans le but dindustrialis ses activits. Elle sera entirement en charpente mtallique pour ses capacits conomique, mcanique, de lgret ainsi que la facilit de mise en uvre.

Lobjectif de ltude est de pouvoir utilise de faon efficiente la norme EUROCODE dans le calcul du vent, la vrification des lments qui constitue la structure, son assemblage ainsi que loptimisation des matriaux. La norme tant dit pour le continent Europen, nous allons essayer de lappliquer sur le continent Africain prcisment au Burkina Faso (calcul du vent). Nous allons dterminer les avantages et les inconvnients de son application.

Notre projet sarticulera sur quatre chapitres. En commenant par la description de la structure et hypothses de calcul ; ensuite, lvaluation des charges et le pr-dimensionnement. En plus de cela, on a ltude structurale des diffrents lments qui la constitue. Cest par ltude dassemblage que se termine notre projet.


5

Chapitre 1 : DESCRIPTION DE LA STRUCTURE ET HYPOTHESES DE

CALCUL

1. Description de structure

1.1. Caractristiques gnrales et dimensions

Le btiment est de type industriel et situ Gonsin dans le plateau central la sortie dOuagadougou sur la national N4. Il habitera une usine de fabrique de parpaing.

La structure est constitue de 8 portiques espacs de 7,00m. La toiture est 2 versants avec une pente optimale de 12% pour avoir une flche assez consquente pour une manutention des engins en toute scurit.

La couverture sera en tle bac alu zinc ; quant au niveau de long pan et en pigeon, on effectuera une maonnerie en agglos. Notre structure sera assemble par boulonnage et fond sur des semelles isoles.

Figure.I


6

1.2. Principe de stabilit

Le poids propre de la toiture et celle d au vent sont reprisent par les pannes et sont transmis aux traverses. En plus des diffrentes charges, le poteau supporte le poids propre de la traverse. Toutes ces charges sont transmises aux semelles de fondation par lintermdiaire du poteau. Pour reprendre les charges de vent agissant en pigeon, un contreventement de versant de stabilit est dispos aux 2 extrmits de la structure et le long du versant (croix de SAINT ANDRE). Les charges agissant en long pan sont reprises par le portique. Les pannes sur lesquelles est fixe la couverture sont espaces de 1.020m, avec une fatire au milieu de portique.

Notre systme sera hyperstatique car, il permet doptimiser lutilisation des matriaux et une bonne rpartition efforts sur lensemble de la structure. Tandis que le systme isostatique, donc la capacit de dformation est suprieure celle dune structure hyperstatiques peut rsister aux dplacements relatif sans quil ait altration de la structurale. Nous disposons aussi dun bon sol de fondation, et cela nous permet de choisir un systme hyperstatique car elle peut rpartir tout les efforts au pied du poteau

- Descente des charges pour poids propre

- Descente des charges du vent (toiture)

- Descente des charges du vent en long pan (parois verticaux)

- Descente des charges du vent en pigeon

TOITURE TRAVERSE PANNES POTEAU FONDATION

TRAVERSE CONTREVENTEMENT POTEAU FONDATION

TOITURE TRAVERSE PANNES POTEAU FONDATION

POTEAU FONDATION


7

2. Hypothse de calcul

Rglement de calcul pour la construction mtallique : EUROCODE 3 Rglement pour calcul de Bton Arm : BAEL 91 mod 99

Fissuration prjudiciable (semelle) Matriaux

Bton pour bton arm (Semelles, longrines, potelet) Dosage minimal en ciment CPA 45 : 350 kg/m Fck = 25 MPa Fbu = 17 MPa

Acier HA

Fe = 400 MPa

Structure mtallique Fy : 235 MPa pour les pannes Fy : 355 MPa pour les poteaux et les traverses

SOL Ancrage = -1.20 m/TN

a = 1.5bars (0.15MPa) Une tude gotechnique na pas t effectue sur le site, donc nous convenons de prendre une valeur dfavorable pour la contrainte du sol.


8

Chapitre 2 : EVALUATION DES CHARGES ET PRE-DIMENSIONNEMENT

1. Evaluation des charges

1.1. Charges permanentes

Toiture : 0,033 kN/m2 (Alu Zinc) Panne IPE 140 : 0,13 kN/m ( pr-dimensionner) Traverse IPE 300: 0,42 kN/m ( pr-dimensionner) Poteau HEA300: 0,88 kN/m ( pr-dimensionner)

1.2. Charges variables

1.2.1. Charge dentretien

Elle est calcule sur la base dune charge de 1kN dispose au 1/3 et au 2/3 de la poutre isostatique afin de dterminer lquivalent en charge linaire. Cela donne Q= 0,054 kN/ml

1.2.2. Vent

Ltude des charges dues au vent sera faite selon lENV1991-1-4 de lEUROCODE. Notre structure se trouve dans la zone de terrain plat, en site normale de vent qui quivaut la zone n2 qui permet dobtenir la vitesse de rfrence et la catgorie n2 du terrain dfinie dans le tableau 4.1 (voir annexe A3)avec les paramtres de calcul, ainsi quune classe de rugosit n2 (Annexe A.1).

Tableau 1 : Organigramme de calcul du vent

Vitesse de vent de base (hypothse de calcul) Vb= 26 m/s avec = 1,25 kg/m3

Pression dynamique de base qb = 0,5** Vb 2= 0,423 kN/m2

Calcul du facteur de terrain Kr Kr= 0,19*(Z0/Z0.II)0,07

avec Z0.II= Z0=0,05 m Kr= 0,19

Calcul du coefficient de rugosit Cr Cr= Kr*ln (Z/Z0)

pour Zmin=2m Z=7,97m Zmax (200m) Cr= 0,96 Coefficient dexposition ; coefficient orographique Co(Z) = 1 (figure 4.2) Ce(Z) = 2,2

Calcul de la pression dynamique de pointe qp(Ze)= Ce(Ze)* qb = 0,911 kN/m

coefficients de pression dues au vent (=0) Cpi/Cpe

coefficients de pression dues au vent (=90) Cpi/Cpe

Calcul de la pression arodynamique W= qp(Ze)* Cpnet


9

Dtermination des coefficients de pression dues au vent (=0) - Toiture Selon lENV 1991 pour les btiments industriels courants les coefficients de pression

intrieure pour la toiture est : Cpi = +0,8 Au vent et Cpi = -0,5 Sous le vent Pour les coefficients de pression extrieure Cpe est dtermin selon langle dinclinaison

de la toiture. Notre toiture est 2 versants avec une pente de 12%, cela donne un angle

dinclinaison de = 6,77. (Voir annexe A5 ; figure 7.8 et tableau 7.4a).cest valeur sont obtenu par interpolation. Cpnet = Cpe Cpi.

e= min {b ; 2h} e = min {49 ; 15,94} donc e= 15,94< d

Tableau 2 : coefficients de pression extrieurs

F G H I J

6,77 -1,56 -1,13 -0,55 -0,56 -0,01

Figure II.1

- Mur verticaux Pour le calcul de pression extrieur Cpe est fait sur la base du facteur de forme selon lEUROCODE 1 qui h/d, h= 7.97 m et d= 24.5 m do h/d = 0,325. Notre btiment est un seul lment car h< b. (voir annexe A5 ; figure 7.5 et tableau 7.1)


10

Tableau 3 : Coefficients de pression extrieurs

h/d A B C D E

0,25 -1,2 -0,8 -0,5 +0,7 -0,3

Le coefficient de pression intrieur Cpi est fonction de la permabilit

=

Do

= 1 ce qui nous donne un Cpi = -0.48 (voir annexe A5 ; figure 7.13)

Figure II.2

Dtermination des coefficients de pression dues au vent (=90) - . Toiture

Le calcul est identique a celle effectu ci-dessus sauf que langle du vent =90. (Voir figure 7.8 et tableau 7.4b) e= min {b ; 2h} e = min {24.5 ; 15,94} donc e= 15,94< d Tableau 4 : coefficients de pression extrieurs

F G H I

6,77 -1,45 -1,3 -0,68 -0,58


11

Figure II.3

- Mur verticaux Pour le calcul de pression extrieur Cpe est fait sur la base du facteur de forme selon lEUROCODE 1 qui h/b, h= 7.97 m et d= 49 m do h/d = 0,163. Notre btiment est un seul lment car h < b. (voir figure 7.5 et tableau 7.1) Tableau 5 : Coefficients de pression extrieurs

h/d A B C D E

0,25 -1,2 -0,8 -0,5 +0,7 -0,3

Figure II.4

Calcul de la pression arodynamique

W= qp(Ze)* Cpnet


12

Figure II.5

Figure II.6

Nous allons prendre le cas plus dfavorable dans les 2 cas de vent pour le calcul de notre structure ; cela nous donne le systme ci-aprs :


13

Figure II.7

2. Pr-dimensionnement

Le pr-dimensionnement sera fait en fonction de la flche maximale admisse en trave.

2.1. Pannes

Flche maximale doit fmax l/250 ; do fmax= 7000/250 = 28 mm Les pannes sont espaces de 1,020 ml (Annexe A1)

Charges considres - Poids propre de la panne (hypothse IPE 140) g1 = 0,13 kN/ml 0,13 kN/m - Toiture : g2 = 0,033 kN/m2

G= g1+ g2= 0,163 kN/m - Charges dues au vent (vent dominant) q1 = -2, 15 kN/m - Charges dentretien q6 = 0,054 kN/ml

Combinaisons dimensionnant

Tableau 6 : combinaison dimensionnant pour les pannes

P1 ELU

1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m

Q1u= -3,06*0,5= -1,53kN/ml Q2u= -2,48*0,5=-1,24 kN/ml Q1s= -1,99-0,5= -0,99 kN/ml Q2s= -1,60*0,5=-0,80kN/ml

ELS G - q1= -1,99 kN/m G - q2=-1,60 kN/m

P2 ELU 1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m

Q1u= -3,06 kN/ml Q2u= -2,48 kN/ml


14

ELS G - q1= -1,99 kN/m G - q2=-1,60 kN/m

Q1s= -1,99 kN/ml Q2s=-1,60kN/ml

P3 ELU

1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m

Qu= (-3,06*0,094)+( -2,48*0,906)= -2,53 kN/ml

Qs= (-1,99*0,094)+( -1,6*0,906)= -1,64 kN/ml ELS

G - q1= -1,99 kN/m G - q2=-1,60 kN/m

P4 ELU 1*G - 1,5*q3= -1,68 kN/m Qu=-1,68 kN/ml

Qs=-1,1 kN/ml ELS G q3= -1,1 kN/m

P5 ELU 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m Qu=0,30 kN/ml

Qs=0,22 kN/ml ELS G+ q6=0,22 kN/m

P6 ELU

1,35*G+ 1,5*q5=0,90 kN/m 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m

Qu= (0,90*0,406)+( -0,07*0,594)= 0,32 kN/ml

Qs= (0,61*0,406)+( 0,1*0,594)= 0,31 kN/ml ELS

G+ q5= 0,61 kN/m G+ q6=0,22 kN/m

P7 ELU

1,35*G+1,5*q5= 0,90 kN/m 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m Qu=0,90 kN/ml

Qs=0,61 kN/ml ELS G+ q5= 0,61 kN/m G+ q6= 0,22 kN/m

NB: disposition des panes et rpartition des pressions (voir annexe A1) Calcul des profils

Aprs avoir effectu une srie de calcul des pannes avec un systme de poutre continue de 1-2-3-4-5-6 traves ; on constat que du trave 1-2-3-4, il ny a une variation des profils ainsi que les efforts mais au-del de 4 traves, on obtient toujours les mmes profils. Par ailleurs ; nous allons prendre le systme de poutre continue 4 traves pour tout les calculs des pannes. Elles seront dimensionnes ELU.

- Panne P1

Q1s= -1,53kN/ml Q2s= -1,24 kN/ml

Figure II.8 On obtient IPE140 avec fmax= 20,47 mm


15

- Panne P2

Q1u= -3, 06 kN/ml Q2u=-2, 48kN/ml On obtient IPE140 avec fmax= 25,6 mm (voir figure II-8)

- Panne P3

Qu=-2, 53 kN/ml

Figure II.9

On obtient IPE140 avec fmax= 21,50 mm - Panne P4

Qu=-1, 68 kN/ml On obtient IPE140 avec fmax= 21,84 mm (voir figure II-9)

- Panne P5 Qu=0, 30 kN/ml On obtient IPE80 avec fmax= 27,65 mm (voir figure II-9)

- Panne P6 Qu= 0, 32 kN/ml

On obtient IPE100 avec fmax= 13,82 mm (voir figure II-9) - Panne P7

Qu=0, 90 kN/ml On obtient IPE120 avec fmax= 20,92 mm (voir figure II-9) En conclusion, nous allons retenir le profil IPE140 pour toutes les pannes. Les diagrammes des dformations sont en annexes A1.

2.2. Portique

Notre portique est constitu dune traverse en IPE300 et un poteau HEA280. Ils sont espacs de 7 ml. Nous allons calcul notre portique avec les efforts aux ractions appuis des pannes les plus leves lELU, on retiendra toujours le mme systme hyperstatique pour calculer les pannes lELS. Cela revient tudier un portique intermdiaire. Charges du vent : Q1= 1,08*7*1,5= 11,34 kN/ml Q2= 0,16*7*1,5= 1,68 kN/ml


16

Calcul des efforts aux ractions dappuis Tableau 7: efforts aux appuis

N Charges ELU Ractions aux appuis Moment

maximal (kN.m) R1(kN) R 2 (kN) R 3 (kN) R 4 (kN) R 5 (kN)

Panne 1 Q1u= -1,53kN/ml Q2u= -1,24 kN/ml

3,41 9,95 7,97 10,42 4,16 -7,03

Panne 2 Q1u= -3,06 kN/ml Q2u= -2,48 kN/ml

6,81 19,90 15,88 20,83 8,33 -14,05

Panne 3 Qu= -2,53 kN/ml 6,96 20,24 16,45 20,24 6,96 -13,28

Panne 4 Qu=-1,68 kN/ml 4,4 12,8 10,4 12,8 4,4 -8,40

Panne 5 Qu=0,30 kN/ml 0,83 3,6 2,93 3,6 0,83 -1,57

Panne 6 Qu= -0,32 kN/ml 0,88 2,56 2,08 2,56 0,88 -1,68

Panne 7 Qu=0,90 kN/ml 2,48 7,2 5,85 7,2 2,48 -5,51

Nous allons retenir les efforts lappui N4 pour calcul notre portique. On obtiendra le portique ci-aprs :

Figure II.10

Nous avons une srie de calcul avec plusieurs cas, mais le cas le plus dfavorable est le cas 2(voir annexe A2). Les calculs seront effectus avec le cas 2 ; voir ci-aprs :


17

Figure II.11 Cas 2

Tableau 8 : Tableau rcapitulatif des efforts

TRAVERSE POTEAU

Mf (kN.m) V (kN) N (kN) Mf (kN.m) V (kN) N (kN) min max min max min max min max min max min max

139,9 -396,5 -1,2 -127,1 -135,6 -135,6 -368,9 -444,6 -125,1 -125,1 -104,3 -104,3

NB : voir annexe A2 pour le calcul du portique

Pr-dimensionnement de la traverse

= Med/Wpl,y fy/ Mo avec Mo=1(ENV 1933-1-1; section 5.1.1)

Wpl, y (Med*Mo)/ fy Wpl, y 1116, 9.103 mm3 choix IPE400

Wel, y (Med*Mo)/ fy Wel, y 1116, 9.103 mm3 choix IPE400

Pr-dimensionnement du poteau

= Med/Wpl fy/ Mo avec Mo=1(ENV 1933-1-1; section 5.1.1)

Wpl (Med*Mo)/ fy Wpl 1252, 39.103 mm3 choix HEA300

Wel, y (Med*Mo)/ fy Wel, y 1252, 39.103 mm3 choix HEA300


18

Chapitre 3 : ETUDE STRUCTURALE

1. Calcul des lments porteur de la structure

1.1. Pannes

Choix de la classe du profil (ENV 1993-1-1, Tableau 5.3.1-feuille1 et 3)

Tableau 9 : Caractristique du profil IPE140

Caractristique du profil IPE140 (fy=235 MPA)

A

(mm)

AV

(mm)

IY (mm4)

106

IZ (mm4).

106

Wpl,y

(mm3).10

3

h

(mm)

b

(mm)

d

(mm)

tf

(mm)

tw

(mm)

1640 764 5,41 0,449

88,40 140 73 112 6,9 4,7

-me flchie d/tw 72 d/tw= 23,83 < 72 =1

-Parois de semelle c/tf 10 b/2tf = 5,29 < 10; donc notre profil de classe 1.

Nous allons utiliser la mthode P-P (plastique-plastique) pour les vrifications.

Scurit structurale

- Rsistance de la section (ENV 1993-1-1 ; section 5.4.5.1)

Med = -14, 05 kN.m (tableau 8; panne 2)

Ved= 11, 35 kN

Mo = 1 (ENV 1933-1-1; section 5.1.1)

Med Wpl,y/Mo

Wpl,y= fy*Wpl,y = 235*88,4.10-3 = 20,77 kN.m

Mpl,y, y/Mo = 20, 77 kN.m > Med OK

Interaction de lEffort Tranchant et Moment flchissant

V Rd = AV*

*

VRd = 763 *

.

* = 103, 66 kN > Ved OK

0,5* VRd= 51,83 > Ved ; donc par dinteraction

- Contrle du dversement (ENV 1993-1-1 ; section 5.5.2(1))

Mb, rd= LT*W* Wpl,y*fy*1/M1

M1= 1,1(ENV 1993-1-1; section 5.1.1) et W= 1


19

LT,r=(LT/1)* W0,5 avec 1= pi(E/fy)0,5= 93,9 1= 93,9

LT= (L/iLT)/ (C1)0, 5*[1+0, 05*[(L/iLT)/ (h/tf)] 2]0, 5 (ENV 1993-1-1; annexes F2.2)

iLT= [Iz/ (A-0, 5*tW*hs)]0,5 or hs= h-tf = 133,1 mm

iLT= 18,40 mm

K= 1 pour les appuis simple ; cela donne C1= 1,132 (ENV 1993-1-1;tableau F.1.2;page F-4)

LT= 85, 28 avec L= 7 ml ; donc LT,r= 0,9>0,4 donc y a dversement

LT= 0, 734 courbe a ; LT=0,21 pour les profils lamins (section 5.5 ; tableau 5.5.2 et 5.5.3)

Mb, rd= 0,734*1* 88, 4.103*235.10-6*1/1,1 = 16, 77 kN.m >Med OK

Aptitude au service Il sagit de vrifier la flche maximale de la trave en IPE 140

Contre flche

W1 = 0

Flche due au poids propre de la panne et de la toiture g= 0,163 kN/ml

W1 = 0,485*fo avec fo= !"

#$%& = 4,72 mm

W1 = 0,485*4,72 = 2,29 mm

Flche due aux charges variables court dure (vent) qw = W*1,0*1 =2,15*1,0*0,2 = 0,43 kN/ml

W2 = 0,485*fo avec fo= '"

#$%& = 12,45 mm

W2 = 0,485*12,45 = 6,04 mm

Vrification

W0 + W1 + W2 = 0 + 2,29 + 6,04 = 8, 33 mm < fmax = 28 mm OK

En conclusion, le profile IPE140 vrifie la scurit structurale et laptitude au service


20

1.2. Traverse


Tableau 10 : Caractristique du profil IPE400

Caractristique du profil IPE400 (fy=355 MPA)

A (mm)

AV (mm)

IY (mm4)

106

IZ (mm4) 106

Wpl,y (mm3)

103

Wpl,z (mm3)

103

b (mm)

h

(mm) d

(mm) tf

(mm) tw

(mm)

8450 4269 231,3 13,2 1310 229 180 400 330 13,5 8,6

-me flchie d/tw 72 d/tw= 38,37


21

LT= 141, 92 avec L= 12,34 ml ; donc LT, r= 1,87> 0, 4 donc, il y a dversement Notre traverse est soumit un effort de compression et de flexion avec une possibilit de dversement, donc nous allons effectuer les calculs suivants (section 5.5.4 A ; Page 5-81): Ned/[min*A*(fy/M1)] > 0,1

Dterminons min

= (voir annexes A3)

= [(b*IS)/ (L*IR)]* avec b=24, 68 m; L=6, 5 m; IS= 182, 6.106 mm4; IR= 231, 3.106 mm4

= 1.5 =1, 46 ; donc LKY= *L= 36,03 m et LKZ= 6,17 m

Ky= LKY/ iY avec iY= 185 mm Ky= 194,77

KZ= LKZ/ iZ avec iZ= 41,2 mm Ky= 149,76

KY,r= KY/ E avec E= 1= 76,06 KY,r= 2,56

KZ,r= KZ/ E= 1,97

y= 0,136 courbe a

Z= 0,245 courbe b (section 5.5 ; tableau 5.5.2 et 5.5.3)

min= min (y, Z) min= 0,136

Ned/[min*A*(fy/M1)]= 0,38 >0,1

Aprs avoir effectu les calculs ci-dessus, nous allons vrifier notre lment cette formule ci-

dessous car LT, r> 0,4.

Nsd / [z*A*(fy / M1)] + kLT*My.sd / [LT*Wpl,y*(fy / M1)] + kZ*Mz.sd / [Wpl,y*(fy / M1)] 1

Or Mz.sd= 0 la formule devient

Nsd / [z*A*(fy / M1)] + kLT*My.sd / [LT*Wpl,y*(fy / M1)] 1 (1)

Avec kLT = 1 (LT* Nsd) / (z*A* fy)

LT= 0,15 R,Z * M.LT 0,15

M.LT : est un facteur de moment uniforme quivalent (Voir figure 5.5.3 ; Page 5-86)


22

Calcul de KLT ;

M.LT= M + MQ/M *(MQ - M) avec MQ= 396,5 ; M= 536,4 et MQ=1,3

M= 1,8- 0,7 avec =0,35 M= 1,56

M.LT= 1,36 LT= 0,25 KLT= 0,95

Calcul de LT

LT, r= 1,9 avec la courbe a LT= 0,245

Aprs application numrique de la formule (1), on aura 0,20


23

1.3. Poteau

Calcul des efforts selon laxe faible

Figure III-1

Le poteau reprend S1= 20,47 m

Charge linaire sur la traverse Q= 0,66*(20,47/6,5)*1,5= 2,08 kN/ml

Notre systme est une poutre sur 2 appuis de 6,50 ml; Donc, on aura :

Mz, ed = '#

= 10, 99 kN.m Rp= ql/2= 6, 76 kN


Tableau 12 : Caractristique du profil HEA300

Caractristique du profil HEA300 (fy=355 MPA)

A

(mm)

AV

(mm)

IY

(mm4)

106

IZ (mm4)

106

Wel,y

(mm3)

103

Wel,z

(mm3)

103

b

(mm)

h

(mm)

d

(mm)

tf

(mm)

tw

(mm)

11300 3728 182,6 63,1 1260 421 300 290 208 14 8,5

-me flchie d/tw 72 d/tw= 24,88


24

Scurit structurale - Rsistance de la section (ENV 1993-1-1 ; section 5.4.5.1)

Tableau 13 : effort du poteau

My, ed (kN.m) MZ, ed (kN.m) Ved (kN) Ned (kN)

min max min max min max min Max

368,9 -444,6 0 10,99 -125,1 -125,1 -104,3 -104,3

Mo = 1 (ENV 1933-1-1; section 5.1.1) Mel,y= Wel,y * fy= 1260.10-3 * 355= 447,3 kN.m My, Rd= Mel,y/Mo = 447,3 kN.m

Mel,z= Wel,z * fy= 421.10-3 * 355= 149,5 kN.m Mz, Rd= Mel,z/Mo= 149,5 kN.m

Nel= fy*A= 355.10-3 *11300=4011,5 kN NRd= Nel/Mo= 4011,5 kN

Vel= (fy/3)*AV= (355.10-3/3)*3728=764, 10 kN VRd= Vel/Mo= 764, 10 kN

VRd/2 = 382,04 > Ved; donc pas interaction avec le moment flchissant


M1= 1,1(ENV 1933-1-1; section 5.1.1)



iLT= [Iz/ (A-0, 5*tW*hs)]0,5 or hs= h-tf = 274,5 mm

iLT= 79,18 mm

K= 0,5 pour les encastrements ; cela donne C1= 0,712 (annexe tableau, F.1.2 ; page F-4)

LT= 69, 45 avec L= 6,50 ml ; donc LT, r= 0,9> 0,4 donc, il y a dversement

Notre poteau est soumit un effort de compression et de flexion avec une possibilit de dversement, donc nous allons effectuer les calculs suivants (section 5.5.4 A ; Page 5-81):

Ned/[min*A*(fy/M1)] > 0,1

Dterminons min

= (voir annexes A3)

= [(b*IS)/ (L*IR)]* avec b=24, 68 m; L=6, 5 m; IS= 182, 6.106 mm4; IR= 231, 3.106 mm4


25

= 1.5 =1, 46; donc LKY= *L= 9,5 m et LKZ= 6,5 m

Ky= LKY/ iY avec iY= 127 mm Ky= 74,80

KZ= LKZ/ iZ avec iZ= 74,9 mm Ky= 86,78

KY,r= KY/ E avec E= 1= 76,06 KY,r= 0,98

KZ,r= KZ/ E= 1,14

y= 0,666 courbe b

Z= 0,535 courbe c (section 5.5 ; tableau 5.5.2 et 5.5.3)

min= min (y, Z) min= 0,535

Ned/ [min*A*(fy/M1)] = 0, 08 < 0, 1

Aprs avoir effectu les calculs ci-dessus, nous allons vrifier notre lment cette formule ci-

dessous car LT, r > 0,4.

Nsd / [z*A*(fy / M1)] + kLT*My.sd / [LT*Wel,z*(fy / M1)] + kZ*Mz.sd / [Wel,z*(fy / M1)] 1 (1)

Avec kLT = 1 (LT* Nsd) / (z*A* fy)

LT= 0,15 R,Z * M.LT 0,15

M.LT : est un facteur de moment uniforme quivalent (Voir figure 5.5.3 ; Page 5-86)

Calcul de KLT ;

M.LT= M + MQ/M *(MQ - M) avec MQ= 444,6; M= 813,5 et MQ=1,3

M= 1,8- 0,7 avec =0,83 M= 1,23

M.LT= 1, 27 LT= 0,07 KLT= 1

Calcul de LT

LT, r= 0,9 avec la courbe a LT= 0,734

Calcul de KZ

KZ= 1 [(Z*Ned)/ (z*A*fy)]

Z=Z, r*(2*MZ-4) + (Wpl,z Wel,z)/ Wel,z avec Wel,z= 421.103 mm3


26

MZ= M + MQ/M *(MQ - M) avec MQ= 10,99 ; M= 10,99 et MQ=1,3

M= 1,8- 0,7 avec =1 M= 1,1

MZ= 1,3 Z= -1,07 KZ= 0,94

Aprs application numrique de la formule (1), on aura 0,07


27


Tableau 14 : Caractristique du profil HEA120 Caractristique du profil HEA120 (fy=355 MPA)

A (mm)

AV (mm)

IY (mm4)

106

IZ (mm4) 106

Wpl,y (mm3)

103

Wpl,z (mm3)

103

b (mm)

h

(mm) d

(mm) tf

(mm) tw

(mm)

2530 846 6,06 2,31 119 58,9 120 114 74 8 5

-me flchie d/tw 72 d/tw= 14,8 Med

Interaction de lEffort Tranchant et Moment flchissant

V Rd = AV*

*

VRd = 846 *

.

* = 173, 4 kN > Ved

0,5* VRd= 86, 7 > Ved ; donc par dinteraction


Mb, rd= LT*W* Wpl, y*fy*1/M1

M1= 1,1(ENV 1933-1-1; section 5.1.1) et W= 1



iLT= [Iz/ (A-0, 5*tW*hs)]0,5 or hs= h-tf = 106 mm


28

iLT= 31, 94 mm

K= 0,5 pour les encastrements ; cela donne C1= 0,712 (voir tableau F.1.2 ; page F-4)

LT= 72, 7 avec L= 7,042 ml ; donc LT,r= 0,96>0,4 donc y a dversement

LT= 0, 666 courbe a ; LT=0,21 pour les profils lamins (section 5.5 ; tableau 5.5.2 et 5.5.3)

Mb, rd= 0, 666*1* 119.103*(355.10-6*1/1, 1) = 25, 58 kN.m

On constat que le profil HEA120 ne satisfait pas les diffrentes conditions, donc nous allons passer

au profil HEA 160 et cela donne ; Mb, rd= 48,82 kN.m > Med

2.2. Calcul du contreventement

La pression du vent exerce en pigeon sera reprit par les lments de contreventement (cornire en L), elle sera ramener en une charge ponctuel aux nuds de ces lments ; la figure ci-aprs montre la rpartition des charges qui sexerce au nud.

Figure III.3

- Calcul des efforts

P1= S1*W= 13, 61 kN

P2= S2*W= 29, 48 kN

P3= S3*W= 30, 80 kN

Cela nous donne le systme ci-dessous ;


29

Figure III.4

Le calcul du systme nous donne les efforts suivants :

YA= YB= 58, 49 kN

Par la mthode des coupures, on tablit que les efforts N dans les diagonales dextrmit sont les plus sollicites. On aura ;

N*cos + P1= YA N= (YA- P1)/ cos avec = 41

Ned= 59, 47 kN

- Vrification de la rsistance de calcul de la cornire

Hypothses de calcul (ENV 1993-1-1 ; section 6.5.2.3)

Elle sera assemble avec 2 boulons M12 de classe 4.6

Fy : 235 MPa et fu= 360 MPa

Cornire 50x50x5 A= 480mm

Nu.Rd= (2*Anet*fu)/ M2

2 est le coefficient minorateur fonction de lentraxe P1 (Voir tableau 6.5.1)

Anet= A (do)*t = 480 (12+2)*8 = 396 mm

2= 0, 7 ; M2= 1,25 ; e1 1,2do e1 16,8 do e1= 20mm et P1= 80mm

Nu.Rd= 79,83 kN > Ned ; donc la cornire 50x50x5 convient


30

Figure III.5 : Disposition des boulons

2.3. Calcul et conception des pieds de poteaux (ENV1993-1-1 ; annexe L)

Calcul de la plaque dassise

Figure III.6 : Disposition constructive de la plaque dassise

- Poteau

Lpaisseur de la plaque dassise est lpaisseur la plus grande du poteau, do t= 20mm et

avec fy= 355MPa.

Calcul de la rsistance de contact (fj)

fj= j*kj*fcd (ENV ; annexe L ;L3)

j= 2/3 (coefficient de liaison)

Kj= 1 facteur de concentration

fcd= valeur de calcul de la rsistance en compression

fcd= fck/c fck=25 MPa et c=1,5 (ENV 1992-1-1 ; tableau 2.3 et 3.1)


31

fcd= 17MPa fj= 11,33 MPa

Calcul de la largeur supplmentaire dappui c

c= t*[fy/3*fj*Mo] 0,5

t= paisseur de la plaque dassise en acier

Mo = 1 (ENV 1933-1-1; section 5.1.1)

C= 64, 64 mm

NB : voir annexe A3 pour la disposition de la plaque dassise

Calcul de la section de la plaque

A est parallle h et B parallle b

A= (2*c+tf)*2 + [h- (c+tf)*2] h=hauteur du profil HEA300

A= 419, 28 mm

B= 4*c+ 3*tw + = 284, 06 mm

Vrification de la pression sur la plaque

P= (Ned + PP du poteau)/ surface portante

PP du poteau = 0,88*6,5= 5,72 kN

Surface portante= (A*B) - [(B/2-(tw/2)-c)* (A- (2*c+2*tf)*2] = 111441,46 mm

P= (155,6+5,72).103/ 111441,46 = 1,45 MPa < fj

En conclusion, nous allons retenir une plaque de 20mm de section carr = 600mm pour des raisons de scurit et constructive.

- Poteau intermdiaire en pigeon

Lpaisseur de la plaque dassise est lpaisseur la plus grande du poteau, do t= 10mm et avec fy= 355MPa.

Calcul de la rsistance de contact fj (prcedantement calcul)

Calcul de la largeur supplmentaire dappui c (mme formule que celle du poteau)


32

C= 32,32 mm

Calcul de la section de la plaque

A est parallle h et B parallle b

A= (2*c+tf)*2 + [h- (c+tf)*2] h=hauteur du profil HEA140

A= 197,64mm

B= 4*c+ 2*tw + =140,28 mm

Vrification de la pression sur la plaque

P= (PP du poteau)/ surface portante

PP du poteau = 0,25*7,235= 1,81 kN

Surface portante= (A*B) - [(B/2-(tw/2)-c)* (A- (2*c+2*tf)*2)] = 26519,93 mm

P= (1,81).103/ 26519,93 = 0,07 MPa < fj

En conclusion, nous allons retenir une plaque de 10mm de section carr = 300mm pour des raisons de scurit et constructive.

Calcul des tiges dancrages (ENV 1992-1-1) - Poteau

Figure III.7 : Disposition des tiges dancrage


33

Mu= 0,445 MN.m

Nu= Ned + PP poteau Nu= 0,104 + 1,35*(0,88*6,5).10-3 = 0,112 MN ;

fc= 25 MPa

Tige dancrage (rond lisse) ; fy= 235 MPa

Calcul du moment au point A

M/A= 0 MA + Mu Nu*Z/2 MA = Nu*Z/2 Mu

Calcul de Z

Z = (1- 0,4*)*d d = b- 0,05 = 0,55 m avec b= 0,60 m

Calcul de

= 12356

fcd= fck/b avec b= 1,5 fcd= 17 MPa et = 0,14

Calcul de

= 1,25*(1- 71 2 ) = 0,19 donc Z= 0,51 m et MA= -0,416 MN.m

On en dduire que le changement de signe de MA montre quil est en compression.

Dterminons Nst

MA= Nst*Z Nst = MA /Z = 0,82 MN

Calcul de leffort dans la tige

Nt= Nst/4 = 0,205 MN

Calcul de la section de la tige

= Nt/A et = fy/M Nt/A= fy/M donc A=(Nt* M)/fy avec M= 1,15

A= 10,03 cm RL 40

Calcul de la longueur dancrage

Lb= (/4)*(fyd/fbd) fbd = (0, 36*7:;< )/ c= 1,20 MPa avec c= 1,5

fyd = fck/M = 204,35 MPa do Lb= 1,70 m


34

- Poteau intermdiaire en pigeon

Figure III.8 : Disposition des tiges dancrage

Le procd de calcul est identique celle du poteau

Mu= 0,040MN.m

Nu= 1,35*(0,25*7,235).10-3= 2,44.10-3 MN

= 0,13 avec d= 0,25-0,05= 0,25m

= 0,17 Z= 0,23 m do MA= -0,039 kN.m

On en dduire que le changement de signe de MA montre quil est en compression.

Dterminons Nst

MA= Nst*Z Nst = MA /Z = 0,16 MN

Calcul de leffort dans la tige

Nt= Nst/2 = 0,08 MN

Calcul de la section de la tige

= Nt/A et = fy/M Nt/A= fy/M donc A=(Nt* M)/fy avec M= 1,15

A= 3,91 cm RL 25

Calcul de la longueur dancrage


35

Lb= (/4)*(fyd/fbd) fbd = (0, 36*7:;< )/ c= 1,20 MPa avec c= 1,5

fyd = fck/M = 204,35 MPa do Lb= 1,06 m


36

Chapitre 4 : ETUDE DASSEMBLAGE

Le calcul de boulonnage sera fait selon ENV 1993-1-1 ; section 6

1. Boulonnage de la panne

Panne IPE 140 avec Vmax= 11,35 kN

Calcul du boulon (tableau 6.5.3)

Hypothse : Classe 4.6 fub = 400 N/mm et fyb = 240 N/mm

Mb= 1, 25 ; M0 = 1, 0

Fv.Rd= (0, 6*fub*As)/ Mb do Vmax < Fv.Rd Vmax < (0, 6*fub*As)/ Mb

As (Vmax*Mb)/ (0, 6*fub) As 47, 30 mm; on choisira 1*M10

Vrification de la rsistance au cisaillement (section 6.5.2)

Veff, Rd= (fy/3 )*(Av, eff/M0) avec Av, eff = t*Lv, eff

Lv, eff = h1- d= 112-12= 100 mm donc Av, eff= 4, 7 * 100 = 470 mm

Veff, Rd= 65, 13 kN > Vmax

2. Boulonnage du poteau-traverse

Figure IV.1


37

Calcul de leffort de cisaillement

M= 413,5 kN.m

V (poteau)= 141,8 kN et V (traverse) = 155,6 kN

MB= M + (Vp/cos 6,77)* (400.103/2) = 442,06 kN.m et

MB= NB*(290.103/2)*2 NB = MB/0,29 = 1524,34 kN



Mb= 1, 25

Fv.Rd= (0, 6*fub*As)/ Mb do NB < Fv.Rd NB < (0, 6*fub*As)/ Mb

As (NB *Mb)/ (0, 6*fub) As 3969, 65 mm; on choisira 12*M24 (As=353mm)

Condition de pince (section 6.5)

Plaque p. t:14 mm

do : d+2 = 24+2 = 26 mm

40 mm+ 4t e1 1,2 do et 40 mm+ 4t e1 1,5 do

min (14t ; 200mm) P1 2,2 do et min (14t ; 200mm) P2 3 do

96mm e1 31,2mm e1= 40mm

96mm e1 39mm e2= 40mm

196mm P1 57,2mm P1= 80mm

196mm P2 78mm P2= 100mm

Donc on aura largeur de la plaque l= 2*e2+P2= 180mm et longueur L= 6*P1+2* e1= 560mm


38

Figure IV.2 : Disposition Des Boulons Calcul de la pression diamtrale (tableau 6.5.3)

Fb.Rd= (2, 5**fu*d*t)/ Mb; fu= 510 N/mm ET = min {e1/3*do; (P1/3*do)-(1/4); fub/fu}

= min {0, 51; 0, 76; 1, 57} = 0, 51

Fb.Rd= 199, 76 kN

Fv.Rd= (0, 6*fub*As)/ Mb= 135, 6 kN < Fb.Rd

3. Boulonnage de la partie brise de la traverse

Figure IV.3 Calcul de leffort de cisaillement

Vt= 155,6*cos 6,77 = 154,52 kN



Mb= 1, 25


39

Fv.Rd= (0, 6*fub*As)/ Mb do T < Fv.Rd T < (0, 6*fub*As)/ Mb

As (Vt*Mb)/ (0, 6*fub) As 804, 80 mm; on choisira 8*M14 (As=115mm)


Plaque p. t:14 mm

do : d+2 = 14+2 = 16 mm

40 mm+ 4t e1 1,2 do et 40 mm+ 4t e1 1,5 do


96mm e1 19,2mm e1= 40mm

96mm e2 24mm e2= 40mm

196mm P135,2 mm P1= 148mm

196mm P2 48mm P2= 100mm

Donc on aura largeur de la plaque l= 2*e2+P2= 180mm et longueur L= 3*P1+2* e1= 524mm

Figure IV.4: Disposition Des Boulons Calcul de la pression diamtrale (tableau 6.5.3)

Fb.Rd= (2, 5**fu*d*t)/ Mb; fu= 510 N/mm ET =min {e1/3*do; (P1/3*do)-(1/4); fub/fu}

=min {0, 63; 2,46; 0, 78} = 0, 63

Fb.Rd= 125, 95 kN



40

4. Boulonnage du poteau intermdiaire et la traverse

Figure IV.5 Calcul de leffort de cisaillement

V= 14,79 kN


Classe 4.6 fub = 400 N/mm et fyb = 240 N/mm

Mb= 1, 25

Fv.Rd= (0, 6*fub*As)/ Mb do V< Fv.Rd V < (0, 6*fub*As)/ Mb

As (V*Mb)/ (0, 6*fub) As 77, 03 mm; on choisira 2*M8 (As=36,5mm); pour des raisons constructives nous allons prendre 4*M8


Plaque p. t:14 mm

do : d+2 = 8+2 = 10 mm

40 mm+ 4t e1 1,2 do et 40 mm+ 4t e1 1,5 do


96mm e1 12mm e1= 20mm

96mm e2 15mm e2= 20mm


41

196mm P122 mm P1= 93mm

196mm P2 30mm P2= 100mm

Donc on aura largeur de la plaque l= 2*e2+P2= 140mm et longueur L= P1+2* e1= 133mm

Figure IV.6: Disposition Des Boulons Calcul de la pression diamtrale (tableau 6.5.3)

Fb.Rd= (2, 5**fu*d*t)/ Mb; fu= 510 N/mm ET =min {e1/3*do; (P1/3*do)-(1/4); fub/fu}

=min {0, 67; 2,85; 0, 78} = 0, 67

Fb.Rd= 76, 54 kN



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CONCLUSION

Au terme de ce projet de fin dtude, on a acquis de nouvelle approche de calcul. Notre structure est une charpente mtallique qui est constitue :

- Toiture en Alu zinc

- Pannes en IPE140 - Traverse en IPE400

- Poteau en HEA300 - Cornire de 50 x 50 x 5

Les vrifications de stabilit et de rsistance ont t effectues aux ELU et celles lies aux dformations ELS. Les charges dues au vent sont dtermines selon la partie 1-4 dEUROCODE 1, et ltude des lments structuraux sont fait selon la partie 1-1 dEUROCODE 3. Notre tude avait pour objectif de dterminer les avantages et les inconvnients de son utilisation au Burkina Faso. Pendant ltude, nous avons opt de prendre les cas les plus dfavorables dans la suite des calculs.

Le bilan des connaissances et des comptences acquises me permet de conclure que cette exprience lEntreprise Nassa Laurent ma permise de me spcialiser davantage dans ltude des structures mtallique. Jai ainsi pu me former lutilisation des EUROCODE. Mais, la vitesse de rfrence utilise dans ltude est donne par lEUROCODE suivant la carte de vent de lEurope et cela sur-dimensionne nos structures puisque le climat du continent Africain est diffrent de celle-ci. Par consquent, un projet dtude de vent devrait tre mis en place pour le continent Africain pour permettre aux ingnieures Africains de mieux optimiser les projets de construction.


43

Bibliographie

[Rf 1] : Eurocode ENV 1991-1

[Rf 2] : Eurocode ENV 1991-1-4



[Rf 5] : BAEL 91mod 99

[Rf 6] : Trait de Gnie Civil volume 10 Notion fondamentales et mthode de dimensionnement Manfred A. Hirt et Rolf Bez [Rf 7] : Trait de Gnie Civil volume 11 Conception et dimensionnement des halles et btiments Manfred A. Hirt et Michel Crisinel


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ANNEXES A1


45

PANNES P1

PANNES 2

PANNES 3


46

PANNES 4

PANNES

PANNES 6


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PANNES 7

Combinaisons de charges pour les pannes

Charge : - Permanente : G= - Vent : q1 = -2, 15 kN/m

q2= -1.76 kN/m q3= -1,23 kN/m

q4= -0.06 kN/m q5= 0.45 kN/m

- Entretien q6= 0,054 kN/ml

DESCENDANTES ASCENDANTES

P1 ELU 1,35*G+ 1,5*q6=0,30 kN/m

1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m

ELS G+ q7=0,22 kN/m G - q1= -1,99 kN/m G - q2=-1,60 kN/m

P2 ELU 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m

1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m


P3 ELU 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m

1*G - 1,5*q1= -3,06 kN/m 1*G - 1,5*q2=-2,48 kN/m



48

P4 ELU 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m 1*G - 1,5*q3= -1,68 kN/m

ELS G+ q6=0,22 kN/m G q3= -1,1 kN/m

P5 ELU 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m 1*G - 1,5*q4= -0,07 kN/m

ELS G+ q6=0,22 kN/m G q4= 0,10 kN/m

P6 ELU

1,35*G+ 1,5*q5=0,90 kN/m 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m

1*G - 1,5*q4= -0,07 kN/m

ELS G+ q5= 0,61 kN/m G+ q6=0,22 kN/m

G q4= 0,10 kN/m

P7 ELU

1,35*G+1,5*q5= 0,90 kN/m 1,35*G+ 1,5* q6=0,30 kN/m

ELS G+ q5= 0,61 kN/m

G+ q6= 0,22 kN/m


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ANNEXE A2

Calcul du portique Le calcul du portique est effectu avec RDM6

Disposition des charges sur le portique

Modlisation du portique cas gnrale

Modlisation du portique cas 1


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Diagramme de dformation cas 2

Diagrammes du Moment Flchissant cas 2

Diagrammes de lEffort Tranchant cas 2


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Diagramme de lEffort Normal cas2

Rsultats des efforts dans chaque barre Tableau 9 : Barre A-1

X(m) M (kN.m) T (kN) N (kN) 0 132,1 44,4 -152,7

6,5 -396,5 118,1 -152,7

Tableau 10 : Barre 1-B

X(m) M (kN.m) T (kN) N (kN) 0 -396,5 -127,1 -135,6

10,00 189,1 -1,2 -133,0

12,34 139,9 32,5 -132,7

Tableau 11 : Barre C-2

X(m) M (kN.m) T (kN) N (kN) 0 444,58 -125,1 -104,3

6,5 -368,9 -125,1 -104,3

Tableau 12 : Barre 2-B

X(m) M (kN.m) T (kN) N (kN) 0 -368,9 81,5 -136,7

12,34 139,9 6,5 -136,7


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ANNEXE A3

Abaque pour lvaluation de la longueur de flambage


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Dformation de la traverse due son poids propre et celui de la panne, de la toiture


57

Dformation du poteau due au vent


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ANNEXE A4

Montage du poteau Mise en place des poteaux

Montage de la traverse Disposition des pannes

Vue en pigeon Vue des lments de contreventement


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Vue de la toiture Vue dassemblage Poteau-Poutre

Vue dassemblage du Poteau en Pigeon Assemblage de la traverse

Tige dancrage Plaque dassise du poteau


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Assemblage des tiges dancrage Soudure du jarret

Vue des pannes Vue en long pan

Boulonnage de la traverse Boulonnage des pannes


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Annexe A5

VUE EN 3D


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VUE EN 3D


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Documents

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