structures 3d - exemple cype

xemple pratique tructures 3D

Software pour lArchitecture et lIngnierie de la Construction

Structures 3DExemple pratique

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Exemple pratique

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Prsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1. Exemple pratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.1. Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.4.10.2. Dimensionnement des unions . . . . . . . . . . . . . . . . .30

1.4.10.3. Vrification des barres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

1.2. Gnrateur de portiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.4.11. Plaques dancrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

1.4.10.4. Consultation des efforts et des contraintes . . . . . . . .31

1.3. Charges gnres par le programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.4.12. Fondation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

1.3.1. Calcul de la pression extrieure Exemple pour lhypothse de vent 0 en situation 1 : . . . . . . . .13

1.4.12.1. Introduction des semelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

1.4.12.2. Introduction des longrines de liaison . . . . . . . . . . . .33

1.4. Structures 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

1.3.2. Calcul de la pression intrieure Exemple pour lhypothse de vent 0 en situation 1 : . . . . . . . .14

1.4.12.3. Dfinition des donnes prcdant le dimensionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 1.4.12.5. Egalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 1.4.12.4. Dimensionnement et vrification de la fondation . . . .35

1.4.1. Introduction de nuds et de barres . . . . . . . . . . . . . . . . .17

1.4.1.1. Cacher/Montrer plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

1.4.13. Sortie des rsultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

1.4.2. Description des nuds et des barres . . . . . . . . . . . . . . . .24

1.4.1.2. Introduction de barres et cotation . . . . . . . . . . . . . . . .18

1.4.13.1. Plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

1.4.13.2. Listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

1.4.3. Description des profils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

1.4.4. Groupement de barres gales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

1.4.5. Attribution du matriau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

1.4.6. Coefficients dencastrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

1.4.7. Hypothses de charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

1.4.7.1. Ajouter des hypothses de charge . . . . . . . . . . . . . . .27

1.4.7.2. Charges du plancher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

1.4.8. Flambement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

1.4.7.3. Charges de vent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

1.4.9. Dversement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

1.4.10. Calcul et dimensionnement de la structure . . . . . . . . . . .30

1.4.10.1. Dimensionnement des tirants . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

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Structures 3D

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Exemple pratique

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PrsentationStructures 3D est un programme puissant et efficace conu pour le calcul des structures 3D formes de barres de bois ou dacier.

Grce la gnration des vues, vous pourrez travailler avec des fentres en 2D et en 3D de manire totalement interactive. Vous pourrez galement obtenir le redimensionnement de la structure et son optimisation maximale. Les lments peuvent tre cots sans introduction de coordonnes ni de mailles rigides.

Il permet dobtenir les efforts et dplacements partir dun dimensionnement automatique et il possde une base de donnes des profils lamins, prforms et arms de tous les types possibles. Il calcule toute structure en ralisant toutes les vrifications exiges par la norme.

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Structures 3D - Exemple pratique

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1. Exemple pratiqueA titre dexemple, nous allons raliser le calcul et le dimensionnement dun hangar industriel de 40 m de longueur et 20 m de largeur. Il possdera 9 portiques espacs de 5 m entre eux avec une hauteur de fatage de 10 m et de 8 m pour les latraux. Lintrieur du hangar disposera dun plancher pour bureaux situ 4 m de hauteur. Le hangar possdera une ouverture de 65 m du ct latral gauche et deux autres, une de mmes dimensions et une de 55m, du ct droit.

1.1. Description

Surcharge de neige :

Daprs lEC1 partie 2-3 : Zone 1A.

La premire chose faire est de dterminer les hypothses de charges agissant sur la structure.

Ouvrez le programme Gnrateur de portiques et crez un nouvel ouvrage que vous pouvez nommer Hangar_01. Dans la description, vous pouvez inscrire Ouvrage de lexemple.

Pour le dimensionnement des pannes en toiture et la gnration des charges dans Structures 3D, on utilisera le programme Gnrateur de portiques de CYPE Ingenieros.

1.2. Gnrateur de portiques

Charges permanentes :

Poids propre des pannes IPE

Matriau de couverture (Panneau sandwich de 80 mm et 0,24 kN/m2) Poids propre du plancher de poutrelles en bton (25 + 5) : 3,7 kN/m2Fig. 1.1

Revtement : 1,2 kN/m2

Charges dexploitation :

Daprs le tableau 6.2 de la norme UNE-ENV 1991-2-1, la charge dexploitation correspondant une catgorie dutilisation B (zones administratives) est de 2 kN/m2

Action du vent :

Daprs lEC1 partie 2-4 : Zone 2

Nous allons ensuite complter les champs de la fentre Donnes gnrales, dans laquelle nous indiquerons le nombre de traves que comporte le hangar, 8 dans notre cas, ainsi que la sparation entre eux (5 m) et le poids du matriau de couverture. Slectionnez galement loption Avec fermetures latrales afin que toutes les charges de vent sur les murs soient gnres dans CYPECAD. Le bardage tant constitu de panneaux de bton allgs, introduisez la valeur 0 dans Poids des cloisons afin de ne pas le prendre en compte.Indiquez galement la norme avec laquelle vous voulez gnrer les charges de vent et de neige.

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Compltez les donnes de vent en slectionnant la rgion 2, la catgorie IIIb, une orographie plane et en spcifiant les ouvertures des faades avec leur aire totale et leur hauteur maximale. Vous devez galement indiquer si ces ouvertures seront ouvertes en permanence ou non ; dans le cas o elles peuvent tre fermes, le programme gnrera deux nouvelles hypothses pour chaque action de vent une combinant la pression extrieure avec la pression interne maximale dans le cas o les ouvertures fermes sont sous le vent et une autre avec la succion maximale pour le cas o les ouvertures fermes sont au vent. Dans notre cas, nous slectionnerons des ouvertures permanemment ouvertes.

Fig. 1.2

Les donnes gnrales du projet tant maintenant dfinies, nous allons passer la gomtrie du portique qui permettra ensuite de raliser la slection et le dimensionnement des pannes en couverture. Crez un portique 2 pentes et compltez les donnes gomtriques de ce dernier. Les cotes peuvent tre modifies en cliquant dessus. Pour cet exemple, laissez loption de portique rigide slectionne dans le menu droulant Type de couverture.

Compltez ensuite les donnes de la bote de dialogue de la neige.

Fig. 1.4

Une fois la bote de dialogue accepte, le portique dcrit apparatra lcran, pour le rectifier ou le modifier, cliquez dans le schma du portique avec le bouton principal de la souris.

Fig. 1.3 CYPE Ingenieros


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Fig. 1.7

Suivez le mme procd mais de lautre ct. Les deux murs apparaissent sur lcran.

Fig. 1.5

Les poteaux latraux peuvent tre tays au flambement en introduisant des murs latraux. Pour cela, cliquez en dehors du portique du ct o vous voulez ajouter le mur et slectionnez loption Mur latral du menu apparaissant. Indiquez la hauteur du mur (8 m) et activez la case Etayer au flambage. La case Auto-quilibr doit rester dsactive afin que les charges de pression du vent soient transmises aux parois du hangar.

Fig. 1.8

Fig. 1.6

Nous allons maintenant passer au dimensionnement des pannes de la couverture, pour cela slectionnez loption Edition de pannes en toiture et latrales du menu Donnes de louvrage et dans la fentre apparaissant, introduisez la limite de flche vrifier, le nombre de traves que couvre la panne et le type de fixation. Dans la partie type de profil, cliquez sur le profil et, dans le menu droulant des matriaux, slectionnez Lamin comme srie de profil IPE et acceptez la fentre.

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Fig. 1.10

La premire optimise le profil pour la sparation indique ; dans ce cas, le programme vrifiera tous les profils de la srie slectionne pour la sparation slectionne entre les pannes.

Avec la seconde option, ce sont les sparations entre les pannes qui sont optimises pour le profil slectionn.

Fig. 1.9

Une fois le profil type IPE pour les pannes en couverture slectionn, vous disposez de trois options pour loptimiser.

Pour finir, la dernire option optimise le profil et la sparation ; vous devez seulement introduire les sparations minimum et maximum vrifier ainsi que laugmentation de sparation pour chaque itration. Le rsultat saffichera sous forme de liste dans laquelle apparatra le profil, le poids surfacique des pannes et leur sparation, un signe dinterdiction indiquant celles ne convenant pas. Pour slectionner un profil de la liste, vous devez double cliquer sur la ligne que vous dsirez slectionner qui se marquera en

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bleu et accepter la fentre afin que les donnes introduites soient incorpores louvrage. Lorsque vous ralisez cette slection, vous devez vrifier que la sparation slectionne est valide pour le type de panneau sandwich avec lequel le projet va tre excut.

Fig. 1.11

Une fois les pannes de la couverture slectionnes, vous pouvez exporter les donnes vers Structures 3D partir de loption Exporter Structures 3D du menu Ouvrage. Vous devez slectionner le type dappui et dfinir si la gnration de coefficients de flambement est destine des portiques dformables ou non. Dans notre cas, tant donn que nous allons introduire des croix de Saint-Andr, slectionnez gnration de flambement pour portiques bloqus (non dformables). Dans le cas o la norme de vent possde diffrentes zones en couverture, comme dans le cas de lEurocode, le regroupement de plans dans la gnration nest pas permis tant donn que des charges non symtriques dans le hangar peuvent amener des erreurs lors du groupement de plans avec diffrentes charges et pencher ainsi du ct de linscurit.

1.3. Charges gnres par le programmeHypothse de vent

Fig. 1.12

Le programme gnre les hypothses de Charge permanente, de Vent et de Neige. Dans le hangar, le vent peut souffler dans les quatre directions 0, 90, 180 et 270.

Fig. 1.13

Cela signifie quil existera au minimum quatre hypothses de vent. Comme la couverture du hangar de cet exempleCYPE Ingenieros

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forme un angle avec lhorizontale de 11,3, nous voyons dans le tableau 7.4a de lEurocode EN 1991-1-4 que pour cette inclinaison, deux situations de charges sont gnres en couverture, ce qui implique que les hypothses de vent 0 et 180 sont dupliques pour observer ces situations.

Fig. 1.15

Fig. 1.14. Lgende applicable aux toitures deux versants

Daprs le tableau 4.1 de lannexe nationale, nous avons les valeurs suivantes : z0 = 0,5 zmin = 6

Vous pouvez observer ci-aprs le calcul manuel des pressions gnres automatiquement par le programme :

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Nous pouvons donc calculer les valeurs suivantes : Pour la couverture, nous prendrons la hauteur maximale gale z = 10 mtres. De mme que prcdemment, on obtient un coefficient dexposition gal 1,411.

Calcul du coefficient de pression extrieure

1.3.1. Calcul de la pression extrieure Exemple pour lhypothse de vent 0 en situation 1 :

Le tableau 7.1 donne les valeurs du coefficient de pression extrieure.

Calcul du coefficient dexposition relatif la pression extrieure

Pour les paramtres verticaux, nous prendrons z gal la hauteur maximale des murs, soit 8 mtres pour les murs latraux et 10 mtres pour les murs des extrmits. Pour z = 8 m :

Pour z = 10 m :

Fig. 1.16

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Interpolons ces valeurs pour obtenir le Cpi pour un lancement de 10/20 = 0,5.

1.3.2. Calcul de la pression intrieure Exemple pour lhypothse de vent 0 en situation 1 :

Calcul du coefficient dexposition relatif la pression intrieure

Comme valeur de z, nous prendrons la hauteur de louverture la plus haute soit z = 6 m.

Calcul de la pression extrieure

Calcul du coefficient de pression intrieure

Lorsque le vent souffle dans la direction 0, la relation entre les ouvertures sous le vent et la totalit des ouvertures est de 0,35. Sur le graphique, on lit Cpi = 0,32.

La valeur du Cpi est lue sur la figure 7.13 de lEC1, pour un lancement de 10/20 = 0,5.

Calcul de la pression intrieure

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Charges en couverture

Interpolons les valeurs du tableau 7.4a pour obtenir le coefficient de pression extrieure en chaque zone de la couverture et pour chacune des deux situations.

Fig. 1.18

Fig. 1.17. Lgende applicable aux toitures deux versants

Les charges de pression extrieure (we) et de pression intrieure (wi) dtailles ci-aprs pour chaque zone et pour chaque situation seront ensuite gnres dans Structures 3D, o elles apparatront dans les hypothses. Vous pourrez les visualiser et consulter leurs valeurs via le menu Charge.

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Pour dterminer les pressions de vent 90 ou 270, nous interpolerons les valeurs du tableau 7.4.b dans chacune des zones de pression en couverture.

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1.4. Structures 3D

Lorsque vous acceptez la boite de dialogue, il vous est demand un nom pour la structure dans Structures 3D. Une fois cette fentre valide, la structure gnre apparat avec ses charges dans le programme Structures 3D.

1.4.1. Introduction de nuds et de barres

Fig. 1.19

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Pour faciliter le travail avec le programme, il est recommand de cacher les lignes de rfrence. Pour cela, vous devez raliser deux oprations :

1.4.1.1. Cacher/Montrer plans

1. Avec loption Montrer/Cacher plans du menu Plans, slectionnez Effacer puis, aprs avoir accept le dialogue, slectionnez tous les nuds dont vous voulez dsactiver la vision des lignes de rfrence et pour finir cliquez droit afin de valider la slection. Si vous voulez par la suite ractiver les lignes de rfrence des plans, suivez le mme procd mais en slectionnant Montrer. 2. Dsactivez loption Montrer/Cacher nouveaux plans de faon ne pas visualiser les plans associs au nouveaux nuds que vous introduirez.

Fig. 1.20

Nous allons introduire les barres qui soutiennent le plancher intrieur du hangar et les poteaux de la faade du mur pignon. Pour cela, slectionnez loption Nouvelle du menu Barre, cliquez sur les points dfinissant les poteaux de faade qui sont spars de 5 m. Il y a deux faons de raliser cette opration : la premire est dintroduire le nud initial avec loption Nouveau du menu Nud puis dutiliser loption Cotes du menu Plans pour le placer avec exactitude ; la seconde consiste spcifier au programme quil demande la cote chaque introduction dune barre ou dun nud sur une barre. Ralisons cette tape : 1. Activez les plans des nuds qui servent dappui, dans notre cas lappui infrieur gauche et le nud de fatage du mur pignon.

1.4.1.2. Introduction de barres et cotation

Fig. 1.21

2. Avec loption Nouveau du menu Nud, introduisez les trois nuds en capturant la ligne de rfrence du nud infrieur gauche. Noubliez pas que pour raliser cette option, vous devez avoir activ les options Plus proche et Intersection de loption Rfrences aux objets prsente dans la partie suprieure du menu.

Fig. 1.22

Fig. 1.23

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Pour les placer exactement, utilisez loption Ajouter de loption Cote du menu Plans et introduisez la valeur de la cote attribuer, dans notre cas 5 m. Ensuite slectionnez les lignes de rfrence du nud de lappui et le premier des nuds que vous venez dintroduire puis pour coter le nud suivant, slectionnez de nouveau le premier nouveau nud introduit puis le second et ainsi de suite jusqu ce quils soient tous cots.

Nous allons introduire le premier point entre les deux lignes de rfrence de lappui et du fatage et le second en capturant lintersection de la ligne de rfrence du nud de fatage avec celle de lappui gauche et pour finir entre les lignes de fatage et lappui droit.

Lautre moyen dintroduire les nuds consiste slectionner loption Configuration des captures et activer Editer la cotation dans longlet Cotation. De cette faon, le programme demandera la valeur de la cote chaque fois que vous introduirez une barre ou des nuds sur des barres.

Fig. 1.25

Fig. 1.26

Une fois les nuds positionns, levez les poteaux depuis ces nuds avec loption Nouvelle du menu Barre. Pour faciliter lopration, il est prfrable de slectionner une vue 2D du plan contenant le mur pignon.

Fig. 1.28

Pour la cration de fentres avec de nouvelles vues de la structure, vous devez employer loption Ouvrir Nouvelle du menu Fentre. Choisissez la Vue 2D et slectionnez trois nuds non aligns contenus dans le plan dans lequel vous dsirez travailler. Lorsque lon dplace le curseur dans la fentre de la vue 2D, ce plan de travail sassombrit dans la fentre de la vue 3D.

1.4.1.2.1. Cration de nouvelles vues

Fig. 1.27

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Fig. 1.29

Fig. 1.30

Dans la vue 2D, commencez lever les barres partant des nuds introduits prcdemment jusquau linteau. Pour cela, approchez-vous du nud jusqu ce quil devienne bleu ciel (lment captur), cliquez gauche avec la souris et approchez le curseur de lintersection du nud avec la barre du linteau jusqu ce que le symbole de capture dintersection apparaisse puis cliquez de nouveau gauche avec la souris pour terminer lintroduction. Pour finir, cliquez droit afin de pouvoir slectionner un autre nud origine de la barre suivante. Si vous ne cliquez pas droit, lintroduction de la nouvelle barre se fera depuis le nouveau nud slectionn.

Rptez ce processus dans les deux murs pignons jusqu avoir introduit tous les poteaux des deux murs.

Fig. 1.31

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Passons maintenant lintroduction de la poutre sur laquelle sappuie le plancher. Pour cela, revenez la vue 2D de mur pignon en cliquant sur le menu Fentre et en slectionnant cette vue. Avec loption Nouvelle du menu Barre active, positionnez le curseur sur le poteau gauche du portique.

Si une pice est introduite par erreur alors que vous vouliez introduire des barres indpendantes, vous pouvez employer loption Crer Pice du menu Barre en slectionnant les nuds initial et final dune des barres composant la pice cre par erreur et en validant la nouvelle pice en cliquant droit avec la souris. Le programme sparera automatiquement la pice originale en quatre pices/barres indpendantes les unes des autres.Fig. 1.32

Lors de lintroduction des barres, il est galement important dintroduire celles qui seront rellement excutes dans louvrage, cest--dire que si la poutre du plancher doit tre construite dune seule pice de 20 m sappuyant sur les poteaux intermdiaires, il faut introduire la barre directement entre les deux poteaux extrmes afin que le programme considre toute cette barre comme une seule pice lorsque vous la dcrirez, lui attribuerez des coefficients dencastrement, etc. Si, au contraire, cette poutre se compose en ralit de 4 poutres de 5 m, vous devez introduire 4 barres de poteau poteau.

1.4.1.2.2. Pices

Fig. 1.33

Introduisez comme valeur 4 m, le premier nud sera introduit. Maintenant approchez le curseur du poteau droit du portique et, en capturant lintersection de la ligne de rfrence du nud prcdent avec le poteau droit, introduisez le dernier nud. Lorsque vous introduisez une barre qui en coupe dautres, il est important que loption Gnrer nuds aux points de coupe du menu Barre soit active, car dans le cas contraire le programme considrera que la barre introduite ne touche pas les poteaux intermdiaires.CYPE Ingenieros

Fig. 1.34

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Revenez ensuite une vue 3D en la slectionnant dans le menu Fentre. Crez une nouvelle vue du second portique pour terminer la dfinition de la zone du plancher. Introduisez la poutre quatre mtres de hauteur depuis le poteau gauche jusquau droit.

Introduisez maintenant les trois poteaux jusqu la poutre introduite.

Fig. 1.35

Travaillez de nouveau en Vue 3D pour lintroduction des barres reliant transversalement les poutres du plancher au mur pignon.

Fig. 1.36

Fig. 1.37

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Suivez le mme procd pour relier la couverture aux deux murs pignons avec son portique intrieur le plus proche.

Fig. 1.39 Fig. 1.38

Introduisons maintenant les croix de Saint-Andr reliant les portiques extrmes. Pour cela, pensez dsactiver loption Gnrer nuds aux points de coupe du menu Barre. En effet nous voulons gnrer des barres totalement indpendantes entre elles.

1.4.1.2.3. Tirants

Pour finir, introduisez les poutres formes par les ouvertures des portiques latraux 6 m au-dessus du sol pour les ouvertures de 6 m5 m et 5 m pour louverture de 5 m5 m ainsi que les poutres qui tayent la tte des poteaux.

Fig. 1.40

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1.4.2. Description des nuds et des barres

Une fois les barres introduites, passez la description des appuis (liaisons extrieures) des nouveaux poteaux, les autres tant dj dcrits par le Gnrateur de portiques. Pour cela, utilisez loption Liaison extrieure du menu Nud, slectionnez un un ou en utilisant une fentre de capture tous les nuds dont la liaison extrieure doit tre dcrite puis cliquez droit pour ouvrir la boite de dialogue Liaison extrieure dans laquelle vous slectionnerez lencastrement.

Fig. 1.42

Slectionnez les profils en Acier Lamin puis cliquez sur le bouton Profil pour slectionner un IPE-300.Fig. 1.41

Ltape suivante consiste dcrire le type de profil et de matriau attribuer aux barres. Pour cela, utilisez loption Dcrire Profil du menu Barre. Pour commencer, slectionnez les poteaux des portiques puis cliquez doit pour slectionner le type de profil.

Fig. 1.43

De la mme faon, dcrivez les linteaux comme IPE-300, les portiques centraux et les poutres des planchers comme IPE-240, les poteaux intrieurs comme IPE-220 et les poutres dentretoisement comme IPE-160. Pour finir, slectionnez les croix de Saint-Andr et cliquez, dans loption de description des barres sur Tirant. Cette option est valide chaque fois que les barres slectionnes vrifient les conditions suivantes :CYPE Ingenieros


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Les barres dcrites comme tirant appartiennent un raidissement en forme de croix de Saint-Andr encadre sur ses quatre cts, ou seulement trois si le raidissement arrive deux appuis extrieurs. Le programme considre que ces barres travaillent uniquement en traction et ne permet donc pas lattribution de coefficient de flambement ou dencastrement.

Activez loption Dcrire position du menu Barre, slectionnez les poteaux des murs puis cliquez droit et slectionnez Angle de rotation dans loption rotation 90.

Il est impossible dintroduire des charges sur ces barres.

Dans notre exemple, les tirants seront dfinis comme 16. Pour diffrencier ces barres du reste, le programme les dessine en bleu.

Fig. 1.45

Fig. 1.44

Ltape suivante est la description de la disposition des barres, cest--dire que vous devez dcrire langle et le nivellement corrects que possdera louvrage. Commencez par les poteaux intermdiaires des murs pignons.

1.4.3. Description des profils

Etant donn que les charges de vent, d au fait que les ouvertures du hangar ne sont pas symtriques, donnent pour rsultat des charges et des pressions non symtriques, le dimensionnement des barres aprs le calcul peut ne pas tre symtrique. Pour viter cela, vous devez utiliser loption Grouper du menu Barre. Slectionnez tous les poteaux IPE-300 des portiques et cliquez doit pour valider le groupement.

1.4.4. Groupement de barres gales

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1.4.5. Attribution du matriau

Une fois les barres dcrites, passons la description du matriau de celles-ci. Pour cela, utilisez loption Dcrire matriau du menu Barre. Ouvrez une fentre de capture pour capturer toutes les barres de la structure, cliquez droit et slectionnez le matriau Fe-430.

Fig. 1.46

Rptez le mme procd pour les poutres IPE-300 des portiques. Groupez galement les poteaux IPE-240 du mur pignon ainsi que les poutres IPE-240 et les poteaux IPE220 du plancher des bureaux et les poutres IPE-160 dentretoisement entre les portiques.

De cette faon, les poteaux seront groups et lorsque vous raliserez une action sur lun dentre eux, elle se refltera sur tous les autres.

Fig. 1.47

Ltape suivante consiste articuler les extrmits des barres dentretoisement entre les portiques. Pour cela, utilisez loption Articuler extrmits du menu Barre. Aprs avoir slectionn loption, cliquez sur les barres articuler. Si vous cliquez au milieu, les deux extrmits seront articules. Sinon, seule lextrmit la plus proche du point o vous avez cliqu sera articule. Larticulation se visualise par la prsence dun rond plein bleu lextrmit de la barre. Pour la dsarticuler, cliquez nouveau dessus.

1.4.6. Coefficients dencastrement

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charge. Pour cela, dans la boite de dialogue des actions, cliquez sur le bouton Hypothses additionnelles puis sur celui permettant dditer les hypothses de Surcharge et ajoutez une nouvelle charge dexploitation.

Fig. 1.48

Les poutres du plancher qui sunissent laile des poteaux sont galement articules, les poutres des extrmits du portique du mur pignon qui contient le plancher seront encastres aux poteaux extrieurs et articules aux intrieurs.

Fig. 1.49

La gomtrie tant dcrite, nous allons maintenant complter les hypothses de charges des charges manquantes afin de les ajouter celles dj dcrites dans le gnrateur de portiques.

1.4.7. Hypothses de charges

Une fois lhypothse de charge dexploitation cre, vous pouvez passez lintroduction des charges de cette hypothse dans le menu Charge. Dans Hypothse vue, slectionnez la charge dexploitation en laissant la case Voir toutes dsactive. Utilisez ensuite loption Introduire planchers du menu Charge.

1.4.7.2. Charges du plancher

1.4.7.1. Ajouter des hypothses de charge

Pour ajouter ou modifier les hypothses, vous devez utiliser loption Actions du menu Ouvrage. Le Gnrateur de portiques a dj gnr une hypothse de Charge permanente, 6 hypothses de vent et 1 de neige. Comme dans notre exemple, nous avons ajout un plancher pour bureaux, vous devez crer une nouvelle hypothse de Sur-

Une fois cette option slectionne, vous verrez apparatre les surfaces enveloppes de la structure cres par le Gnrateur de portiques. Pour introduire le plancher, slectionnez tous les points formant la polygonale du plancher puis cliquez sur le bouton droit de la souris et choisissez la direction de rpartition des charges appliques au plancher. Pour cet exemple, slectionnez la direction parallle la longueur du hangar.

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Cliquez sur Accepter. La rpartition des charges effectue par le programme peut tre consulte. Par exemple, si vous slectionnez lhypothse de surcharge dans loption Hypothse Vue du menu Charge, vous verrez les charges gnres sur les barres pour cette hypothse.

Fig. 1.50

Ajoutez tout dabord une charge associe lhypothse de charge permanente correspondant au poids propre du plancher dont la valeur est de 3,7 kN/m2. Ajoutez ensuite une charge permanente de 1,2 kN/m2 pour son revtement. Pour finir, introduisez une charge dexploitation de 2 kN/m2.

Ajoutez les charges suivantes en les associant lhypothse correspondante :

Une fois la direction de rpartition des charges indique, cliquez sur le bouton droit de la souris pour ouvrir une fentre dans laquelle vous pourrez introduire les charges associes ce plancher.

Fig. 1.52

Fig. 1.51

Vous pouvez consulter les charges superficielles gnres par le programme pour chacune des hypothses de vent. Pour cela, slectionnez lhypothse correspondante dans loption Hypothse vue de menu Charge. Pour cet exemple, activez lhypothse 0 degrs. Pression extrieure type 1 . Vous verrez apparatre les charges gnres sur les barres automatiquement. Si vous dsirez consulter les charges superficielles produites par le Gnrateur de portiques, vous devez activer loption Editer charges surfaciques du menu Charges. Pour chaque plancher introduit, le programme gnrera sparment les charges surfaciques correspondant la pression extrieure et celles correspondant la pression intrieure.

1.4.7.3. Charges de vent

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Fig. 1.53

Pour lattribution des coefficients de flambement, slectionnez loption Flambement du menu Barre et slectionnez pour commencer les poutres IPE-160 qui tayent les portiques. Comme la structure possde des pannes IPE-120 espaces de 1400 mm unies aux panneaux et la couverture de faon rigide et que des plaques de bton de 150 mm dpaisseur seront utilises comme cloisons, on peut considrer que ces barres ne flamberont pas. En effet, pour que cela arrive, il faudrait que toute la structure entre en charge. Dans ces poutres, nous introduirons donc un coefficient de flambement de valeur 0 dans le plan XY et nous laisserons la valeur 1 dans lautre plan.

Une fois les tats de charge du hangar complts, vous devez dfinir les coefficients de flambement des barres que vous avez introduites dans le programme, les coefficients de flambement de celles ayant t gnres par le Gnrateur de portiques tant dj dfinis.

1.4.8. Flambement

Fig. 1.54

Pour finir, les poteaux IPE-240 des deux murs pignons empcheront le flambement dans le plan XY du fait de la paroi latrale incorpore avec eux.

Pour les poteaux IPE-220 supportant le portique intrieur du plancher, nous considrerons un =0,7 encastr sa base et articul en tte dans les deux plans.

Pour les poutres IPE-200 unissant les deux portiques supportant le plancher des bureaux, nous ferons exactement la mme chose que dans le cas prcdent, tant donn que le plancher empche le flambement du profil dans le plan XY du profil.

1.4.9. Dversement

Dans les linteaux des portiques centraux du hangar, pour viter que les hypothses de succion du vent sur la couverture ne provoquent le dversement de laile infrieure, nous devons placer dans le projet des contrefiches tayant laile infrieure face ce phnomne. Pour cela, slectionnez

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loption Dversement du menu Barre et slectionnez les poutres IPE-300 qui forment la couverture. Cliquez droit avec la souris pour diter les coefficients de dversement des barres slectionnes. Dans les ailes infrieures de celles-ci, placer une contrefiche toutes les 4 pannes en prenant une longueur libre de flambement de Lb = 4,2 m.

Fig. 1.56

1.4.10.1. Dimensionnement des tirantsVoir mmoire de calcul.Fig. 1.55

Pour les poteaux IPE-300 des portiques centraux, introduisez le dversement tay.

1.4.10.2. Dimensionnement des unionsVoir mmoire de calcul.

Une fois toutes les tapes prcdentes ralises, vous pouvez calculer la structure et commencer la phase de dimensionnement. Pour cela, slectionnez loption Calculer du menu Calcul. Vous verrez apparatre une fentre permettant de choisir une des options suivantes : Ne pas dimensionner les profils, Dimensionnement rapide des profils et Dimensionnement optimal des profils. Pour cet exemple, slectionner Ne pas dimensionner les profils.

1.4.10. Calcul et dimensionnement de la structure

1.4.10.3. Vrification des barres

Aprs le processus de calcul, nous slectionnerons loption Vrifier les barres du menu Calcul pour voir si le prdimensionnement initial est valide ou si, au contraire, des barres doivent tre modifies ou recalcules.

En slectionnant cette option, toutes les barres ne convenant pas pour ltat dhypothse des charges actuelles se dessineront en rouge. En cliquant sur une des poutres IPE300 des portiques centraux, apparat un dialogue dans le-

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quel sont indiqus les profils vrifiant la srie du profil et o est surlign en bleu celui actuellement plac dans louvrage. Pour modifier le profil, il suffit de double-cliquer sur la ligne du nouveau profil que vous souhaitez placer et qui se surlignera immdiatement en bleu. Dans notre cas, nous nallons pour le moment modifier aucun profil tant donn que le suivant vrifiant toutes les conditions est le IPE-330. Dans des cas semblables, il est recommand de revoir ltat de contrainte de la barre, pour pouvoir choisir entre changer avec un profil suprieur ou ajouter des goussets la poutre au niveau de sa liaison avec le poteau.

Comme vous pouvez le voir, dans la zone dencastrement avec le poteau, le coefficient dutilisation est suprieur lunit. Pour connatre la valeur de celui-ci, activez la case Voir valeurs maximales et minimales. Vous verrez alors que le coefficient dutilisation de la barre est de 1,13 et excde donc de 13% la rsistance du profil.

Fig. 1.58

Fig. 1.57

Activez loption Enveloppes du menu Calcul, slectionnez la partie Contrainte/Util. (Cont.) en maintenant slectionn Seulement barres slectionnes. Cliquez sur la poutre que vous aviez slectionne prcdemment avec loption Vrifier Barres, vous verrez apparatre dans le plan XZ de la barre le diagramme dtat de contrainte de la barre, les zones du graphique o la contrainte est convenable se dessinant en vert et les autres en rouge.

1.4.10.4. Consultation des efforts et des contraintes

La faon de faire dans de tels cas dpendra des solutions pratiques auxquelles le technicien est habitu. Dans notre cas, nous changerons chaque profil pour un IPE-330 et recalculerons louvrage en vrifiant de nouveau que toutes les barres de la structure conviennent.

Les profils du hangar tant ajusts, nous allons passer lintroduction des plaques dancrage pour un futur dimensionnement. Slectionnez loption Gnrer du menu Plaques dancrage et, une fois les plaques gnres dans le projet, utilisez loption Dimensionner du mme menu pour raliser leur dimensionnement.

1.4.11. Plaques dancrage

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gales celle-ci se coloreront en marron et les autres en jaune. Ensuite, cliquez parmi les plaques en jaune sur celles que vous souhaitez galiser. Une fois lgalisation termine, cliquez droit pour la valider. Les plaques ne convenant pas se dessineront en rouge.

1.4.12. Fondation

Fig. 1.59

Avec loption Editer, vous pouvez consulter et modifier les rsultats du dimensionnement.

Une fois les plaques dancrage dimensionnes, vous pouvez passer longlet Fondation pour la dfinition de celleci. Lorsque vous entrez dans cet onglet, vous observerez une projection de tous les profils des barres dont les nuds ont t dfinis comme liaison extrieure, les plaques dancrage apparaissant si vous les avez dfinies prcdemment.

1.4.12.1. Introduction des semelles

Fig. 1.60

Avec loption Egaliser, vous pouvez grouper toutes les plaques dancrage des poteaux des portiques principaux suivant un mme type, celles des poteaux des murs pignons dun autre type et celles des poteaux du portique du plancher en un autre encore. Pour utiliser cette option, slectionnez premirement la plaque que vous dsirez comme plaque type pour lgalisation. Toutes les plaques

Fig. 1.61

Pour introduire les semelles et les longrines de redressement, utilisez loption Nouveau du menu Elment de fondation.

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1.4.12.2. Introduction des longrines de liaisonFig. 1.62

Utilisez loption Semelle en bton arm et, dans la fentre suivante, slectionnez la troisime option en partant de la gauche Semelle rectangulaire excentre.

Les semelles tant introduites, nous allons passer lintroduction des longrines en utilisant loption Longrine automatique et en cliquant sur lamorce dune semelle puis sur une seconde.

Fig. 1.63

Lorsque vous acceptez cette fentre, le curseur prend la forme dune semelle et, suivant sa position autour du poteau, il se changera en une semelle en coin, mitoyenne ou centre. Pour cet exemple, cliquez en positionnant le curseur au centre de chaque plaque dancrage, de manire introduire des semelles centres.Fig. 1.65

1.4.12.3. Dfinition des donnes prcdant le dimensionnement

Une fois la gomtrie de la fondation du hangar introduite, vous devez introduire, dans loption Donnes gnrales du menu Ouvrage, la contrainte admissible du terrain, le type de bton et dacier de la fondation.

Fig. 1.64

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Avant le calcul, vous devez galement dfinir, dans la partie Options des poutres de liaison du menu Ouvrage, la surcharge de compactage due la cloison qui sappuie sur elles. Dans notre exemple, le poids de la plaque de bton est de 2,7 kN/m2. Vous devez donc introduire une surcharge de compactage de :

Fig. 1. 66

De ce fait, il est prfrable, pour ce type de fondations, de partir de grandes paisseurs. Introduisez donc dans Options des semelles isoles une paisseur minimale de 50 cm. Il est galement recommand, pour viter ce phnomne, de revenir la structure et dintroduire la charge transmise par les longrines de redressement aux semelles, cest--dire dintroduire lamorce de chaque poteau de faade une charge ponctuelle dans lhypothse de charge permanente, de sens contraire laxe Z et de valeur gale au poids des cloisons que supportent les longrines reliant les semelles puis de recalculer louvrage.

Pour finir, lorsque vous dimensionnez la fondation dun hangar industriel, le problme principal rside, non pas sur les contraintes transmises au sol, mais sur le poids de llment en lui-mme. En effet, du fait de la succion laquelle sont soumis les hangars lors de laction du vent et des faibles charges descendant des poteaux, il peut se produire un dcollement des semelles, ce qui conduit un surdimensionnement des semelles.

Fig. 1.68

Fig. 1.67

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Une fois les tapes prcdentes ralises, nous pouvons dimensionner la fondation en cliquant sur loption Dimensionner du menu Calcul. Aprs le calcul, les lments possdant des erreurs de dimensionnement apparaissent en rouge. En dplaant le curseur sur une semelle ou une longrine de louvrage, apparat un cadre informatif dans lequel sont indiques les donnes de calcul de la semelle (dimensions, armature, contrainte et efforts) ou le type de longrine.

1.4.12.4. Dimensionnement et vrification de la fondation

1.4.12.5. Egalisation

Dans les semelles, de mme que vous lavez fait avec les plaques dancrage, vous devez galiser la fondation pour obtenir un rsultat plus homogne des semelles. Pour cela, utilisez loption Egaliser du menu Elments de fondation.

Une fois cette option active, slectionnez la semelle type (amorce N18). La semelle slectionne et toutes celles qui lui sont gales se dessinent en marron tandis que celles qui sont diffrentes se dessinent en jaune. Vous devez cliquer sur les semelles galiser (N6, N8, N11, N13, N16, N21, N23, N26, N28, N31 et N33) puis cliquez droit pour valider lgalisation. Suivez les mmes tapes pour galiser les semelles des amorces (N3, N1) et (N36, N38, N41, N43) qui correspondent celles extrieures du mur pignon de derrire et aux quatre extrieures des portiques contenant le poteau.

Fig. 1.69

Le programme permet ldition, la vrification et le dimensionnement, lment par lment, via loption Editer du menu Elments de fondation.

Fig. 1.70

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1.4.13. Sortie des rsultatsUne fois la structure et sa fondation dimensionne, vous pouvez obtenir les plans du projet. Pour dessiner les plans, cliquez sur licne de longlet Fondation ou de longlet Structure. La fentre Slection des plans apparatra.

1.4.13.1. Plans

Dans notre cas, nous choisirons un plan de la Structure 3D dans lequel nous choisirons de visualiser laxe du profil, les cotes, le type de profil et la rfrence des unions. Ajoutez trois nouveaux plans en slectionnant, pour lun Unions, pour un autre le plan de Fondation et pour le dernier le plan de Piquetage de la fondation. Slectionnez le priphrique sur lequel vous dsirez sortir les plans puis imprimez-les.

Fig. 1.71

Dans cette fentre, ajoutez les plans du projet que vous dsirez dessiner en cliquant sur le bouton , le type de plan tant slectionn dans le dialogue Edition du plan.Fig. 1.73

1.4.13.2. Listes

Dans le programme, vous disposez de deux options pour raliser la liste de la structure : une permettant dobtenir la liste de lensemble des lments et lautre une liste des lments slectionns prcdemment.Fig. 1.72

1.4.13.2.1. Liste de la structure

Liste de toute la structure

Loption pour obtenir la liste de toute la structure se trouve gauche de loption des plans . En la slectionnant,

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vous ouvrez une fentre dans laquelle apparat un schma en forme darbre prsentant une case chacune de ses ramures. En activant une de ces cases et en acceptant le dialogue, vous gnrerez la liste correspondante.

Fig. 1.74

Cette option est disponible dans le menu Ouvrage. Une fois active, vous pouvez slectionner les barres ou les nuds que vous voulez voir apparatre dans la liste. Cliquez ensuite sur le bouton droit de la souris pour valider la slection et faire apparatre la fentre dans laquelle vous pouvez slectionner les chapitres et les paragraphes lister.

Liste dune slection dlments

Pour raliser la liste de fondation, vous devez vous trouver dans longlet Fondation et slectionner licne .

Liste de fondation

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structures 3d - exemple cype

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