Dimensionnement des éléments principaux du bâtiment

Calcul de la pression due au vent qj :

o Coefficient de topographie (Ct): Le Coefficient de topographie (Ct) prendre en compte l’accroissement de la vitesse de vent lorsque celui-ci souffle sur les obstacles tel que les Collins, les dénivellations isoles … 𝑪𝒕(𝒁) = 𝟏 𝒄𝒂𝒓 ∅ < 0.05 °

o L’intensité de turbulence (Iv) : L’intensité de turbulence (Iv)est définie comme étant l’écart type de la turbulence devise par la vitesse moyenne de vent.

o Coefficient d’exposition (Ce) : Coefficient d’exposition au vent, en fonction du coefficient de rugosité (Cr), et du coefficient de topographie (Ct) et de l’intensité de turbulence (Iv). 𝑪𝒆(𝒁) = 𝐶𝑡(𝑍)􀬶. 𝐶𝑟(𝑍)􀬶[1 + 7𝐼􀯏 (𝑍)] Dans le cas ou Ct=1 le coefficient d’exposition est donne par le tableau 2.3 (RNV) Après interpolation : Ce=2.42

o Valeur de la pression dynamique (qdyn) : Après avoir définit tous les coefficients qui permettent de prendre en compte les différents effets provoquées par le vent, on peut calculer la pression dynamique comme suit : 𝒒􀯗􀯬􀯡 (15,405) = 43.5 × 2.42 = 𝟏𝟎𝟓, 𝟐𝟕 𝒅𝒂𝑵/𝒎² b/ Détermination de coefficient dynamique Cd : Le coefficient dynamique Cd tient compte des effets de réduction dus a l’imparfaite corrélation des pressions exercées sur les parois ainsi que des effets d’amplification dus a la partie de turbulence ayant une fréquence proche de la fréquence fondamentale d’oscillation de la structure. Il dépend de la hauteur et la largeur de la structure, ainsi que du matériau de la structure.

Valeur de la pression dynamique (qdyn) : Après avoir définit tous les coefficients qui permettent de prendre en compte les différents effets provoquées par le vent, on peut calculer la pression dynamique comme suit : 𝒒𝑑𝑦𝑛(15,405) = 43.5 × 2.42 = 𝟏𝟎𝟓, 𝟐𝟕 𝒅𝒂𝑵/𝒎² b/ Détermination de coefficient dynamique Cd : Le coefficient dynamique Cd tient compte des effets de réduction dus a l’imparfaite corrélation des pressions exercées sur les parois ainsi que les effets d’amplification dus a la partie de turbulence ayant une fréquence proche de la fréquence fondamentale d’oscillation de la structure. Il dépend de la hauteur et la largeur de la structure, ainsi que du matériau de la structure. 𝑆𝑖 ℎ < 15m → 𝐶𝑑 = 1 𝑆𝑖 ℎ > 15𝑚 → 𝐶𝑑 = 1 + 2𝑔 × 𝐼􀯏 (𝑍𝑒𝑞)􀶥𝑄􀬶 + 𝑅􀬶 1 + 7 × 𝐼􀯏 (𝑍𝑒𝑞) On a ℎ = 15.405𝑚 > 15𝑚

: Pré dimensionnement des éléments Après avoir fait le choix de la structure porteuse de hall et de bâtiment (pannes, sablières, traverses, poutres principales, secondaires, et solives), on pré dimensionne chaque élément à partir de trois conditions :

• Vérification de la condition de flèche.

• Vérification de la condition de résistance.

• Vérification au cisaillement.

Ce chapitre comportera deux grandes parties :

 Étude des éléments secondaires de hall.

 Étude des éléments secondaires de bâtiment. Pour les besoins de calcul, le CCM97 a proposé quatre classes de sections transversales qui sont définies comme suit :

• Classe 1 Sections transversales pouvant former une rotule plastique avec la capacité de rotation requise pour une analyse plastique.

• Classe 2 Sections transversales pouvant développer leur moment de résistance plastique, mais avec une capacité de rotation limitée.

• Classe 3 Sections transversales dont la contrainte calculée dans la fibre extrême comprimée de l’élément en acier peut atteindre la limite d’élasticité, mais dont le voilement local est susceptible d’empêcher le développement du moment de résistance plastique.

• Classe 4 Sections transversales dont la résistance au moment fléchissant ou à la compression doit être déterminée avec prise en compte explicite des effets de voilement local.  Valeurs limites des flèches Les structures en acier doivent êtres dimensionnées de manière que les flèches restent dans les limites appropriées à l’usage et à l’occupation envisagés du bâtiment et à la nature des matériaux de remplissage.

ÉTUDE DES ÉLÉMENTS SECONDAIRES DU HALL :

Caractéristiques de la tôle de couverture : La couverture est en panneau sandwich type TL75, de longueur 6 m et de largeur 1m, Elle sera disposée de manière à utiliser son module de résistance maximale.  Poids propre (TL75) P = 0 ,179 kN/m2  Contrainte de rupture fu = 360 N/mm2  Contrainte élastique fy = 235N/mm2  Flèche admissible δm a x = l/200  Module de résistance w = 9,24cm3 /ml  Moment d’inertie I = 27,21cm4/ml III.3.2 Calcul des pannes de couverture : Les pannes de couverture sont des poutrelles laminées généralement en I ou U, elles sont soumises à la flexion déviée sous l’effet du poids propre de la couverture, des actions climatiques et la surcharge d’entretien. Elles sont disposées perpendiculairement aux traverses des portiques. Elles sont calculées suivant le « CCM97 ». III.3.2.1 Charges à prendre en considération :  Charges permanentes (Ptôle) : G = 0,179 kN/m2  Charges d’entretien : Q = 1 kN/m2  Action de la neige : S = 0,11 kN/m2  Action du vent : W = -1,54 kN/m2 III.3.2.2 Espacement entre pannes : La couverture est d’une longueur de 6m donc on suppose qu’elle appuyée sur 6 appuis ce qui donne un espacement moyen de 1,2 m a / Combinaison des charges et actions : Les charges d’entretien ne sont pas cumulable avec les actions climatiques donc les combinaisons d’actions seront les suivant : 𝑞

b/ moment maximum pour une poutre continue sur six appuis simples : Le moment maximum est déterminé suivant les formulaires de la R.D.M par la méthode des 3 moments. Le diagramme résultant des moments fléchissant est montrée ci-dessous. CONCLUSION D’une manière générale, ou dans une discipline bien définie, la formation de l’homme n’est jamais complète mais c’est toujours à parfaire. Arrivant à la fin de ce modeste travail, qui nous a donné une occasion pour appliquer et approfondir toutes nos connaissances acquises durant le cursus de formation de master. Cette expérience nous a permis aussi de faire mieux comprendre le domaine de la construction en charpente métallique qui nous a permis d’un coté d’assimiler les différentes techniques et logiciel de calcul ainsi que la réglementation régissant les principes de conception et de calcul des ouvrages dans ce domaine, et développée les idées grâce à la lecture des déférentes références bibliographiques et surtout à l’aide de l’équipe des professeurs de la charpente métallique département de génie civil (faculté de Tlemcen). La conception d’une structure métallique repose le dimensionnement aux états limites ultimes en tenant compte des actions environnantes les plus sèvres tel que les surcharges d’exploitation, la neige, le vent et le séisme. Ce dimensionnement concerne chaque élément, assemblage, connexion ou partie sensible de la construction. La précision et la rigueur dans les calculs et vérification d’une part et la définition exacte des différents détails de la construction sont requises. A la fin de ce projet qui constitue pour nous une première expérience dans un domaine très vaste, il nous acquis des grandeurs très importantes pour mettre le premier pas dans la vie professionnelle.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Généralités
I.1 INTRODUCTION
I.2 PRÉSENTATION DU PROJET
I.3 DESCRIPTION DE L’OUVRAGE
I.4. RÈGLEMENTS UTILISES
I.5 LOGICIELS UTILISÉS
I.6 MATÉRIAUX UTILISÉS
I.7 LES ASSEMBLAGES
Chapitre II : Évaluation des charges
II.1 INTRODUCTION
II.2 CHARGES PERMANENTES
II.2.1 Charges permanentes du bâtiment
II.2.2 Charges permanentes du hall
II.3 CHARGES D’EXPLOITATION
II.3.1 Charges d’exploitation du bâtiment
II.3.2 Charges d’exploitation de la halle
II.4 CHARGES CLIMATIQUES
II.4.1 Effet de La neige
II.4.2 Effet du vent
II.4.2.1 Données relatives au site
II.4.2.2 Effet du vent sur le bâtiment
II.4.2.2.1 Vent sur la face de 36m
II.4.2.2.2 Vent sur la face de 14,545m
II.4.2.3 Effet du vent sur la halle
Chapitre III : Pré dimensionnement des éléments
III .1 INTRODUCTION
III.2 ETUDE DES ÉLÉMENTS DE BATIMENT R+3
III.2.1 Les solives
III.2.1.1 Solive de toiture
III.2.1.2 Solive de l’étage courant
III.2.2 Les poutres principales
III.2.2.1 Poutres du terrasse
III.2.2.2 Poutres d’étages courant
III.3 ÉTUDE DES ÉLÉMENTS SECONDAIRES DE HALLE
III.3.1 Caractéristiques de la tôle de couverture
III.3.2 Calcul des pannes de couverture
III.3.3 Calcul des liernes
III.3.4 Calcul des lisses de bardage
III.3.5 Calcul des potelets
III.3.6 Calcul des chéneaux
Chapitre IV : Étude sismique
IV.1 INTRODUCTION
IV.2 PRINCIPE DE LA METHODE
IV.3 SPECTRE DE REPONSE DE CALCUL
IV.4 CRITERES DE CLASSIFICATION PAR LE RPA99 VERSION 2003
IV.5 ANALYSE DYNAMIQUE DE LA STRUCTURE
IV.6 EFFET SISMIQUE SUR LE BATIMENT R+3
IV.6.1 Vérification de la structure
IV.6.1.1 Vérification de la période fondamentale de la structure
IV.6.1.2 Vérification de la force sismique à la base
IV.6.1.3 Vérification des déplacements
IV.7 EFFET SISMIQUE SUR LE HALLE
IV.7.1 Vérification de la structure
IV.7.1.1 Vérification de la période fondamentale de la structure
IV.7.1.2 Vérification de la force sismique à la base
IV.7.1.3 Vérification des déplacements
Chapitre V : Dimensionnement des éléments
V.1 INTRODUCTION
V.2. DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS PRINCIPAUX DU BATIMENT
V.2.1 Dimensionnement des poutres
V.2.1.1 Justification du Poutre principale de toiture (IPE 330)
V.2.1.2 Justification du Poutre principale d’étage courant (IPE 400)
V.2.1.3 Justification du Poutre secondaire de toiture (IPE 240)
V.2.1.4 Justification du Poutre secondaire d’étage courant (IPE 300)
V.2.2 Justification du poteau (HEA 400)
V.2.3 Justification des contreventements (2 UPN160)
V.3. DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS PRINCIPAUX DE HALLE
V.3.1 Justification de la traverse (IPE500)
V.3.2 Justification du poteau (IPE550)
V.3.3 Justification des contreventements(2UPN 140)
Chapitre VI : Etude planché mixte
VI.1. INTRODUCTION
VI.2. CALCUL PLANCHER MIXTE
VI.2.1. Phase de construction
VI.2.2. Phase finale
VI.2.2.1 plancher terrasse
VI.2.2.2 plancher étage courant
Chapitre VII : Etude des assemblages
VII.1 INTRODUCTION
VII.2. ETUDE DES ASSEMBLAGES DU BATIMENT R+3
VII.2.1 Liaison poteau-poutre (HEA400-IPE400)
VII.2.2 Assemblage poutre principale-solive
VII.2.3 Assemblage des diagonales de palée de stabilité (2UPN160)
VII.3. ETUDE DES ASSEMBLAGES DU HALLE
VII.3.1 Liaison poteau-traverse (IPE500-IPE550)
VII.3.2 Liaison traverse-traverse (IPE500-IPE500)
VII.3.3 Assemblage des diagonales de palée de stabilité (2UPN140)
Chapitre VIII : Etude de l’infrastructure
VIII.1INTRODUCTION
VIII.2. ETUDE DE FONDATION DU BATIMENT R+3
VIII.2.1 Pieds de poteaux
VIII.2.3 Étude de l’infrastructure
VIII.3. ETUDE DE FONDATION DU HALLE
VIII.3.1 Pieds de poteaux
VIII.3.2 Étude de l’infrastructure
CONCLUSION