Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les bâtiments industriels sont constitués de différents composants dont le rôle est d’assurer la résistance et la stabilité de ces bâtiments sous l’effet des actions auxquelles ils sont soumis, c’est-à-dire, principalement, les charges permanentes et les actions climatiques.
L’objectif de cet article est d’expliquer comment toutes ces actions se transmettent, de l’enveloppe du bâtiment jusqu’aux fondations au travers des différents éléments constitutifs que sont, notamment, la couverture et le bardage puis les pannes et les lisses, les portiques et les différents systèmes de contreventement.
Afin de pouvoir répondre à des exigences de conception spécifiques, des solutions alternatives sont proposées en précisant leurs avantages et inconvénients respectifs.
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Industrial structures are made of different components whose role is to ensure the resistance and the stability of these buildings under the effect of the acting actions which are, mainly, dead loads and climatic actions.
The objective of the paper is to explain how these actions are transmitted from the envelope to the foundations through the various constitutive elements which are, in particular, the roofing and the cladding, then the purlins, the cladding rails, the portal frames and the different bracing systems.
In order to be able to solve specific design requirements, alternative solutions are proposed, their respective advantages and disadvantages being examined.
Auteur(s)
-
Jean-Pierre MUZEAU : Professeur des universités - Directeur scientifique du Centre des Hautes Études de la Construction (CHEC) - Professeur honoraire de Polytech Clermont (ex CUST)
INTRODUCTION
Une structure métallique de type bâtiment industriel est constituée d’un ensemble d’éléments en acier assemblés entre eux par soudage et par boulonnage. Au plan du comportement mécanique, elle doit être capable de supporter les actions auxquelles elle est susceptible d’être soumise et pour lesquelles elle est conçue, c’est-à-dire :
-
les charges permanentes : son poids propre et celui de tous les éléments qu’elle doit supporter ;
-
les actions climatiques : vent, neige, température ;
-
éventuellement des charges d’exploitation (peu fréquentes pour ce genre de structure) sauf en cas de pont roulant ;
-
les actions accidentelles : incendies, séismes, chocs, etc.
Les composants structuraux peuvent être séparés entre éléments secondaires et éléments principaux. Les premiers ayant été explicités dans un précédent article, il convient maintenant d’étudier les seconds, à savoir les portiques courants, les structures de pignons, les poutres au vent, les pannes sablières, les stabilités, ainsi que les pieds de poteaux et les fondations
Comme précédemment, le cheminement des efforts dans la structure est décrit en détail afin de bien comprendre les équilibres statiques de tous ses éléments constitutifs : quelles sont les actions appliquées sur chacun d’entre eux et à quels autres éléments est-ce qu’il les transmet ?
Une conception étant rarement unique, des solutions alternatives sont proposées en analysant les avantages et les inconvénients de chacune d’entre elles.
Même s’il est relativement simple, ce type de structure permet de bien comprendre le fonctionnement général des ossatures en acier et, surtout, le rôle de chacun de leurs éléments constitutifs. En effet, la plupart des explications fournies dans cet article sont applicables à de nombreuses structures d’ouvrages beaucoup plus complexes ou de types différents.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
acier charge de neige stabilité pannes pied de poteau Poutre bâtiments industriels actions climatiques lisse contreventement
KEYWORDS
steel | snow loads | stability | purlins | column base | Support | industrial structures | climatic actions | cladding rail | bracing system
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Stabilité des portiques
En anglais
7. Poutres au vent longitudinales
Pour diminuer les déformations transversales des portiques courants, l’ingénieur peut décider d’utiliser une poutre au vent longitudinale, appelée aussi poutre au vent de long pan (figure 64). Celle-ci participe alors à la résistance globale de la structure en créant un appui latéral en tête de poteau permettant de limiter les déplacements du portique sous l’action d’un vent transversal (figure 65). Ce système est d’autant plus efficace que la structure est souple transversalement, c’est-à-dire qu’il est plus intéressant pour des portiques articulés en pieds que pour des portiques encastrés.
Pour ce dispositif, les réactions d’appui de la poutre au vent longitudinale doivent être reprises au niveau des pignons du bâtiment, c’est-à-dire, soit dans les portiques de rive, soit dans les pans de fer. Si c’est un pan de fer, les réactions d’appui de la poutre au vent longitudinale seront reprises par le système de stabilité du pignon (une croix de Saint-André, a priori), disposé de préférence au droit de cette poutre comme on le voit sur la figure 64. Si c’est un portique de rive, étant donné que ce portique n’est sollicité que sur une surface d’appui moitié de celle des portiques courants (figure 11), il convient de vérifier que sa capacité de résistance résiduelle est suffisante, sinon il conviendra de le renforcer.
Notons que cette solution implique qu’une des pannes courantes joue le rôle de membrure et, selon le sens du vent, elle devra être capable de résister à la compression. De même, c’est la panne sablière qui représente la seconde membrure et, elle aussi, devra pouvoir supporter ce supplément de sollicitations.
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Poutres au vent longitudinales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HIRT (M.), CRISINEL (M.) - Charpentes métalliques. Conception et dimensionnement des halles de bâtiments. - Traité de Génie Civil de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Volume 11. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes. Lausanne (2001).
-
(2) - MAITRE (P.) - Formulaire de la construction métallique. - Collection Mémento Technique, Groupe Moniteur, 4e édition (2013).
-
(3) - MUZEAU (J.-P.) - Manuel de Construction Métallique. Extraits des Eurocodes à l’usage des étudiants. - 4e édition, AFNOR Éditions. Eyrolles (2022).
-
(4) - MUZEAU (J.-P.) - La Construction Métallique avec les Eurocode. Interprétation. Exemples de calcul. - 2e édition. AFNOR Éditions. Eyrolles (2022).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Bâtiments industriels en acier – Rôle et fonctionnement de leurs composants secondaires.
-
Pannes en éléments minces formés à froid – Comportement et calcul.
-
Les aciers dans les enveloppes des bâtiments – Techniques de construction des façades.
-
Les aciers dans les enveloppes des bâtiments – Composants disponibles et solutions de toitures.
-
...
NORMES
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1 AFNOR - Octobre 2005
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-1:2005. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1/NA AFNOR - Août 2013
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-8 : Calcul des assemblages. - NF EN 1993-1-8 AFNOR - Décembre 2005
-
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-8 : Calcul des assemblages. Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-8:2005. - NF EN 1993-1-8/NA AFNOR - Juillet 2007
-
Eurocode 1 : Actions sur les structures – Partie 1-3 : Actions générales – Charges de neige. - NF EN 1991-1-3 AFNOR - 2004
-
Eurocode 1 : Actions sur les structures – Partie 1-3 : Actions générales – Charges de neige. Annexe Nationale. - NF EN 1991-1-3/NA AFNOR - 2011
-
...
ANNEXES
Métalétech. Site créé par le Centre Technique Industriel de la Construction Métallique (CTICM) qui donne accès à de nombreuses informations pratiques et des documents techniques.
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