2. LALA CHARPENTE METALLIQUECHARPENTE METALLIQUE est un ouvrage
composé de pièces de métal assemblées entre elles pour
constituer l’ossature d’une construction (maison, navire,
pont) ou de certains de ses éléments. Entrent également
dans le domaine de la charpente les dispositifs
accessoires et provisoires, comme les étayages, les
échafaudages et les coffrages, ainsi que les éléments
fixes porteurs.
À l’origine, la charpente est l’œuvre du
charpentier!; la charpenterie — l’art et le métier de la
découpe, du travail et de l’assemblage des poutres dans
les structures du bâtiment — est le plus vieux métier du
travail. C’est également l’ensemble de la charpente d’un
édifice ou la manière dont elle a été exécuté .
Définition:

3. on prépare les différents éléments, puis on les
assemble sur le lieu de la construction, avant d’effectuer le
levage et la liaison au reste de l’ossature. Pour
l’assemblage et la fixation des différentes pièces, on utilisait
en général des boulonsboulons, des rivetsrivets et la souduresoudure — sortes
de clous courts et larges dont la pointe est écrasée, une fois
enfoncée, formant ainsi une seconde tête. L’avènement
des techniques de soudure à partir de 1930 a conduit à
l’abandon de ces procédés d’assemblage. La soudureLa soudure
permet en effet de rétablir la continuité des pièces par fusion
du métal, avec une plus grande rapidité de construction et
une sensible économie de poids sur l’ensemble de la
structure.

4. Dans la construction de bâtiments, les éléments
de la charpente sont généralement placés de manière à
constituer un quadrillage en plan (horizontal) et en
élévation (vertical). Le quadrillage vertical est appelé pan
de fer, le quadrillage horizontal constitue l’ossature du
plancher. Lorsque la charpente sert à supporter la toiture
d’un bâtiment, on la qualifie de comble métallique. Le
comble est essentiellement composé de poutres
principales, appelées fermes, qui permettent de répartir le
poids de la toiture sur les murs ou les poteaux.

5. Le comble est également composé de poutres
plus légères, éléments secondaires qui servent à reporter
le poids de la toiture sur les fermes. Parmi ces éléments,
on trouve les pannespannes et les chevronschevrons. Les premières sont
orientées perpendiculairement aux fermes et prennent
appui sur celles-ci; les seconds sont placés parallèlement
aux fermes et prennent appui sur les pannes.
Lorsque les éléments de la couverture sont de petite taille
(tuiles par exemple), on ajoute aux éléments secondaires
de petits profilés, appelés lattis, qui sont fixés sur les
chevrons et permettent de maintenir les éléments de la
couverture.

6. Les charpentes des combles doivent être très
légères!; leurs formes varient selon la portée des fermes,
mais surtout suivant l’architecture du bâtiment. En effet,
d’une région à l’autre, les formes des combles des
habitations peuvent être très différentes.
La forme la plus courante dans les bâtiments industriels
ou les habitations préfabriquées est la ferme en treillis,
dont un cas particulier est la ferme-shed, à la silhouette
en dents de scie.
Notons également que l’emploi du tube, de section
circulaire, carrée ou rectangulaire, a permis la
construction de structures légères et peu onéreuses,
telles que la ferme plane en arc, et l’utilisation de l’acier
sous forme de câble a permis le développement de
structures tendues et haubanées.

7. Jusque vers 1930, le rivetage et le boulonnage
constituaient exclusivement les seuls procèdes
d’assemblage.
A partir de cette date, la soudure électrique s’est
généralisée, apportant de profondes modification dans
l’art de la construction métallique.
LES ACIERS DE CONSTRUCTION:LES ACIERS DE CONSTRUCTION:
•L’acier E24(A 42): sa limite inférieure d’élasticité est égale24 kgf/mm2
•L’acier E26(A 42): sa limite inférieure d’élasticité est égale26 kgf/mm2
•L’acier E30(A 47): sa limite inférieure d’élasticité est égale30-36 kgf/mm2
LES POUTRELLES:LES POUTRELLES:
ce sont des profilés formés de deux ailes dont les
faces extérieurs sont parallèles , se raccordant en leur
milieu à une âme perpendiculaire.
-Les poutrelles IPN: caractérisées par le fait que la face
intérieure des ailes est inclinée de 14% sur la face
extérieure.

8. -Les poutrelles IPE, IPEA et IPER: caractérisées par le
fait que les faces intérieures des ailes sont parallèles aux
faces extérieures.
-Les poutrelles H: à très large ailes parallèles qui se
subdivisent en trois catégories:
Les poutrelles H.E.B.
Les poutrelles H.E.A.
Les poutrelles H.E.M.
CHARGES SOLLICITANT LES CHARPENTESCHARGES SOLLICITANT LES CHARPENTES :
les pièces de charpente sont sollicitées par:
La charge permanente: poids de la couverture, de la sous
toiture, des planchers, hourdis et plafonds, et poids
propre des éléments de la construction.
Les surcharges: telles, par exemple, les surcharges
climatiques (vent, neige). Les surcharges à admettre sur
un plancher: personnel, meubles, machines…etc

9. L’ossature métallique présente par rapport aux constructions
massives,plusieurs avantages qui la font préférer pour certains projets
de travaux:
1-1-Les murs enveloppes peuvent être exécutés avec les
mêmes épaisseurs sur plusieurs étages.(empire state building à NEW
YORK,85 étages). La section réduite des poteaux permet un vitrages
développé des parois extérieurs . Les matériaux de remplissage des
panneaux peuvent être adaptés au mieux aux exigences de l’isolation
thermique, acoustique et climatique sans savoir égard à leur résistance.
2-2-L’ossature métallique permet de réaliser un concordance
réelle entre les calcules de stabilité et l’action pratique que des forces.
Les propriétés des matériaux de construction restent qualitativement
constantes;les éléments de construction en acier se posent et
s’adaptent avec grande précision grâce à une préfabrication poussée
au maximum.
LES AVANTAGES

10. 3-3-Cette préfabrication permet de réduire les délais d’exécution
grâce à la réduction de la durée du montage sur chantier . Les travaux
préparatoires peuvent s’exécuter pendent l’exécution des travaux de
fondation qui prennent souvent beaucoup de temps. Ainsi les espaces
nécessaires aux terrains de dépôt peuvent souvent être éliminés. Le
remplissage des panneaux , les cloisons intérieurs, les planchers …etc,
peuvent s’exécuter étage par étage sans avoir égard à des temps de
prise et de durcissement etc.
4-4-Les charges totales inférieurs par rapport aux constructions
massives(poids propres) permettent de réduire les fondations et les
infrastructures. Par une conception approprié de la charpente portante
et des fondations (dus par exemple aux affaissement miniers,
tremblements de terre…etc.)se laissent facilement reprendre et
égaliser.

11. 5-5-Les ossatures métalliques peuvent être facilement
modifiées, complétées, ou démolies. Les matériaux provenant
d’un démontage éventuel se laissent facilement réemployer
(ce qui n’est pas le cas pour les constructions massives
et encore moins pour le béton armé.
6-6-Par un enrobage judicieux et suffisant des éléments
portants en acier. L’ossature métallique est à peu près insensible
à l’action du feu. Les éléments de construction en acier ne perdent
pas leur qualités au feu et peuvent être réemployer un incendie.

12. 1-1- il doit être protégé contre la corrosion
2-2- il est déconseillé de réaliser des bâtiments ou desil est déconseillé de réaliser des bâtiments ou des
constructions dans des régions ou le degrés hygrométrique est trèsconstructions dans des régions ou le degrés hygrométrique est très
élevé .élevé .
3-3- la nécessité d’une main d’œuvre spécialisé (soudeurs…la nécessité d’une main d’œuvre spécialisé (soudeurs…
etc.).etc.).
4-4- c’est un matériau beaucoup plus déformable que lesc’est un matériau beaucoup plus déformable que les
autres, donc il faut prendre toutes les dispositions nécessaires.autres, donc il faut prendre toutes les dispositions nécessaires.
Les inconvénients

13. Les poteaux d'ossature en acier léger galvanisé peuvent
servir à ériger des ossatures d'habitations et d'édifices à
bureaux. Bien que le bois soit réputé pour sa souplesse, d'où sa
grande résistance en cas de séisme, les ossatures en acier
léger peuvent être tout aussi bonnes, sinon meilleures. Uniforme
et bénéficiant d'une bonne stabilité dimensionnelle, l'acier peut
aussi s'avérer concurrentiel au chapitre du prix. Les ponts
thermiques qui désavantagent l'acier peuvent aujourd'hui être
supprimés efficacement grâce aux revêtements d'ossature
isolants. Les cavités formées par l'ossature peuvent aisément
recevoir de l'isolant épais, tout comme les installations
électriques, la plomberie et les conduits de chauffage, de
ventilation et de climatisation, tandis qu'un pare-air posé avec
soin élimine la condensation.
Ossatures en acier léger

14. LES PIECES QUI CONSTITUENT L’OSSATURE EN CHARPENTE METALLIQUELES PIECES QUI CONSTITUENT L’OSSATURE EN CHARPENTE METALLIQUE
PANNE FAITIERE .PANNE FAITIERE .
PANNE SABLIERE.PANNE SABLIERE.
CONTRE FICHE .CONTRE FICHE .
POINCON.POINCON.
MONTANT.MONTANT.
GOUSSET.GOUSSET.
ENTRAIT.ENTRAIT.
CONTREVENTEMENT.CONTREVENTEMENT.
ARBALETRIER.ARBALETRIER.

15. Jetez un coup d'œil à ces charpentes métallique.Jetez un coup d'œil à ces charpentes métallique.Jetez un coup d'œil à ces charpentes métallique.Jetez un coup d'œil à ces charpentes métallique.

16. Diagonales.Diagonales. 40x40x440x40x4
Poinçon.Poinçon. 40x40x440x40x4
Montants.Montants. 40x40x440x40x4
Goussets.Goussets. Tôle de 6mmTôle de 6mm
Entrait.Entrait. 40x40x440x40x4
Arbalétriers.Arbalétriers. 40x40x440x40x4
NATURE DES EFFORTSNATURE DES EFFORTS
Sur le schéma les barres comprimées sont représentées en trait fort etSur le schéma les barres comprimées sont représentées en trait fort et
les barres tendues en trait fin.les barres tendues en trait fin.
Les montants ne supportent aucun effort, pratiquement ils servent àLes montants ne supportent aucun effort, pratiquement ils servent à
soutenir l’entrait.soutenir l’entrait.
F2F2
F1F1 F3F3
RaRa RbRb
1.00
0.45
Pente 45 p.m
α
F1, F2, F3F1, F2, F3 sont des charges sollicitant la ferme.
Ra, RbRa, Rb sont des réactions d’appuis.

17. ASSEMBLAGE
« ENTRAIT-MONTANT » ---- « ENTRAIT-POINCON-DIAGONALEES »« ENTRAIT-MONTANT » ---- « ENTRAIT-POINCON-DIAGONALEES »
ASSEMBLAGE
« ENTRAIT-MONTANT » ---- « ENTRAIT-POINCON-DIAGONALEES »« ENTRAIT-MONTANT » ---- « ENTRAIT-POINCON-DIAGONALEES »
Les axes des rivets 1.2.3
sont situés à 30mm des
bords du gousset
Entrait :Entrait :rivé sur gousset par 3 rivets R10
espacés de 60 d’axe en axe « trusquinage =22 »
Entrait :Entrait : rivé sur gousset par5 rivets R10
Poinçon:Poinçon: rivé sur gousset par4 rivets R10 espacés de 60 d’axe en axe.
Gousset:Gousset: tôle de6 mm.
Diagonales:Diagonales: rivées sur gousset chacune par 2 rivets R10 espacés de
60mm.

18. ASSEMBLAGE
« FERME-POTEAU » ------ « SABLIERES-POTEAU »« FERME-POTEAU » ------ « SABLIERES-POTEAU »
ASSEMBLAGE
« FERME-POTEAU » ------ « SABLIERES-POTEAU »« FERME-POTEAU » ------ « SABLIERES-POTEAU »
Poteau:Poteau: poutrelle IPN 10 trous pour boulons Φ12
Arbaletier :Arbaletier : rivé sur gousset par3 rivets R10 espacés de 70 d’axe en axe.
Gousset:Gousset: tôle de6 mm.
Diagonales:Diagonales: rivées sur gousset chacune par 2 rivets R10 espacés de 60mm.

19. ASSEMBLAGE
«PANNES- MONTANT» ------ « FAITAGE-POINCON »«PANNES- MONTANT» ------ « FAITAGE-POINCON »
ASSEMBLAGE
«PANNES- MONTANT» ------ « FAITAGE-POINCON »«PANNES- MONTANT» ------ « FAITAGE-POINCON »
ENTRAIT
40X40X4
Goussets fixés sur l’aile
par boulons diam8

20. SEMELLE POUR POTEAUSEMELLE POUR POTEAUSEMELLE POUR POTEAUSEMELLE POUR POTEAU
1 PLAQUE D’APPUI 300X300 EPAISSEUR 8.
2 GOUSSETS 300X192 EPAISSEUR 8.
2CORNIERES L 70X70X7 LONGUEUR 300.
2CORNIERES L 70X70X7 LONGUEUR 100.
RIVETS R 10 PARTOUT
LA VUE DE FACELA VUE DE FACELA VUE DE FACELA VUE DE FACE
Les rivures seront fraisées sous la plaque
d’appui et rondes partout ailleurs.
Les rivets seront disposes.
Les cotes d’entre axes seront à déterminer.
Prévoir 2 trous Φ 22 dans la plaque d’appui.

21. Exemples d’exécution d’ossatures métalliques:Exemples d’exécution d’ossatures métalliques:
Empire state building, « NEW YORK » USA « 85 étages ».
Bâtiment d’administration à « HAMBOURG ».
Bibliothèque à « MUNICH ».
Immeuble commerciale à « MANNHEIM ».
Grand magasin à « BRESLAU ».
Fabrique de pain à « BERLIN ».
Kabelwerk à « OBERSPREE ».
Immeuble pour bureaux à « PRAGUE ».