Sommaire1-Etude préliminaire2-Cahier de charge3-Conception du modèle (Logiciel)4-Calcul et dimensionnement5-Optimisation e...
-Etude préliminaire : Les potencesLes potences à rotation manuelle ou électrique, dans les versions à colonne oumurale, s...
Fig2 : Potence pivotante sur colonne avec commande électrique      Les potences sont disponibles en standard pour des capa...
Organigramme des éléments à dimensionner2-Cahier de charge :     Le cahier de charge fixe une charge à lever de 25tonnes  ...
3-Conception du modèle (Logiciel) :4-Calcul et dimensionnement   4-1 Choix des profilés :    Poutre   La poutre du semi p...
préférable à une section tubulaire circulaire, car pour un même module desection, la hauteur du premier élément est inféri...
Les caractéristiques du profilé choisi IPE 300 :                       Caractéristique de l’IPE 300
Calcul de la potence :La potence est encastrée avec le sol, soumise à une charge de 25tonne       - Les charges et les com...
Les hypothèses de la R.D.M sont rarement réalisables. En réalité,les charges ne sont jamais centrées et les sollicitations...
a) déformations et déplacements :    déformation verticale des poutres, afin déviter les vibrations excessives     provoq...
Vérifications :          o   Résistance des sections transversales          o   Résistance au déversement          o   Rés...
Figure : Flambement dun poteauDéversement :      Le déversement est un phénomène d’instabilité élastique qui affecte lesé...
Voilement :     Le voilement est le phénomène d’instabilité des plaques minces sollicitéesdans leur plan, ce qui est le c...
1-Moment fléchissant (ELU):2-L’effort tranchant (ELU):
1-Moment fléchissant (ELS):2-L’effort tranchant (ELS):
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Sommaire potence

  1. 1. Sommaire1-Etude préliminaire2-Cahier de charge3-Conception du modèle (Logiciel)4-Calcul et dimensionnement5-Optimisation et Vérification par logiciel (Robobat)6- Choix et Calcul d’assemblage7-Etude économique
  2. 2. -Etude préliminaire : Les potencesLes potences à rotation manuelle ou électrique, dans les versions à colonne oumurale, sont réalisées pour manutentionner dans une zone délimitée.Les potences répondent à trois fonctions:  Le levage : vertical de la charge dans l’espace par le crochet de l’appareil de levage ;  La translation : de la charge dans l’espace à l’aide du chariot porte- palan, électrique ou manuel, qui se déplace le long de l’axe du bras de la potence (à part les potences avec bras articulé où le palan est normalement en position fixe à l’extrémité du bras de la potence) ;  La rotation : de la charge dans l’espace autour de l’axe de rotation du bras, par une action de poussée sur la charge ou électriquement par un motoréducteur. Elle peut ainsi desservir toute la surface circulaire sous- jacente. Fig1 : Potence de levage
  3. 3. Fig2 : Potence pivotante sur colonne avec commande électrique Les potences sont disponibles en standard pour des capacités de 63 à10.0000 kg, et avec des bras de 2 à 10,5 mètres, dans les exécutions suivantes:  Potences à rotation manuelle, capacité maxi 2.000 kg • Série GBA à colonne, rotation 300° • Série GBP murale, rotation 270°  Potences avec bras articulé, capacité maxi 500 kg • Série CBB à colonne, rotation manuelle 360° • Série MBB murale, rotation manuelle 360°  Potences avec bras motorisé, capacité maxi 2.000 kg • Série CBE à colonne, rotation électrique 300° • Série MBE murale, rotation électrique 270°  Potences à rotation électrique continue, capacité maxi 10.000 kg • Série GBR à colonne, rotation électrique 360°
  4. 4. Organigramme des éléments à dimensionner2-Cahier de charge : Le cahier de charge fixe une charge à lever de 25tonnes Les dimensions de la potence sont : -Hauteur 30m -Flèche 15m
  5. 5. 3-Conception du modèle (Logiciel) :4-Calcul et dimensionnement 4-1 Choix des profilés :  Poutre La poutre du semi portique c’est la poutre sur laquelle roule les galets duchariot du semi portique. Type de profilé pour la poutre du semi portique Pour le cas du palan choisi, selon le document constructeur la largeurminimale de la semelle 120mm. Le choix le plus approprié est donc une poutreen profile. Le constructeur recommande le choix d’un profil IPE, IPN ou HE. Le choix des profilés doit s’orienter vers des sections qui minimisent lesdimensions géométriques et maximisent la résistance et la rigidité liées à lafonction porteuse du profilé. Par exemple, un profil creux rectangulaire est donc
  6. 6. préférable à une section tubulaire circulaire, car pour un même module desection, la hauteur du premier élément est inférieure à celle du second. Le choix entre le profil IPE et IPN dépend de la forme des galets duchariot. Dans le palan choisi le galet à boudin à un diamètre de roulementconstant = 140 mm. Pour avoir un contact entre le galet et la poutre il convientde choisir un profil IPE ou HE. En général, les poutres en I sont plus résistantes à la flexion que lespoutres en H : elles disposent d’une profondeur d’âme plus importante et unemasse linéique plus faible. On choisi pour commencer une poutre IPE 300 qu’on va vérifier puis fairequelques itérations afin d’optimiser la section. La nuance d’acier à utiliser quand à elle, dépend du type d’ouvrage enquestion, de l’importance des sollicitations et des portées et élancements àfranchir. Cela s’explique par le fait que les grandes nuances ont un coût au Kgplus élevé mais permettent de gagner sur le poids. Elles conviennent pluslorsque la résistance constitue la condition déterminante. Toutefois, il faut s’assurer par la suite qu’il n’y a pas lieu de formed’instabilité. Par contre, si c’est la déformation qui est la condition déterminante,quand on est en présence d’un dépassement de flèche admissible ou de problèmed’instabilité de forme (déversement, flambement ou voilement), on utilisera desaciers doux qui sont moins onéreux et les plus utilisés dans les constructionsmétalliques. La nuance S235 est la plus courante dans les charpentesmétalliques. On choisira cette nuance pour notre premier calcul.
  7. 7. Les caractéristiques du profilé choisi IPE 300 : Caractéristique de l’IPE 300
  8. 8. Calcul de la potence :La potence est encastrée avec le sol, soumise à une charge de 25tonne - Les charges et les combinaisons d’actions : -Charge permanente (G): les charges permanentes à considérer sont le poids de la poutre seulement pour notre cas. -Charge d’exploitation (Q): La charge à considérer est le poids à soulever, pour notre cas, c’est 6 tonnes. -Pour notre cas on a négligé l’influence du vent et de la neige et même si on les considère alors ils sont négligés devant les autres charges puisque la semi portique se trouve à l’intérieur d’un Hangar. -Les combinaisons d’actions 1) à l’état limite ultime(ELU) : Il correspond à la limite d’utilisation sans atteindre la rupture de la structure: 1, 35 G 1, 5 Q 2) à l’état limite de service (ELS): Ils sont relatifs aux conditions d’exploitation. G QLes vérifications : De manière générale, le calcul de vérification d’une structure repose sur de nombreuses hypothèses mathématiques ou physiques. Dans la plupart des cas, ces structures modélisées correspondent mal à la réalité. Ceci est du en grande partie au grand nombre d’imperfections, d’imprécisions ou d’erreurs variables et aléatoires, qui peuvent intervenir lors des calculs, de la fabrication, du montage et de l’utilisation de la structure en question.
  9. 9. Les hypothèses de la R.D.M sont rarement réalisables. En réalité,les charges ne sont jamais centrées et les sollicitations ne sont pasnécessairement confinées dans le plan principal d’inertie. De plus, rien negarantie à 100% que la structure ne soit pas soumise, pendant sa durée devie, à des sollicitations supérieures aux sollicitations de calcul. C’est ainsi,que pour garantir la résistance et la stabilité d’une structure, deuxdémarches sont possibles : calcul aux contraintes admissibles et calculaux états limites. La première est « déterministe » et suppose les paramètres decalculs connus, alors que la deuxième est « probabiliste » et introduit descoefficients de pondération. Les règlements et normes actuellesutilisent une approche semi-probabiliste, c’est le cas des Euro codes. Le calcul manuel par les méthodes de la RDM est simple mais trèsfastidieux et demande beaucoup de temps, surtout que l’on a plusieurscombinaisons de charges. Vu ces circonstances, on s’est servi d’unlogiciel fiable et spécialisé dans le calcul des structures métalliques :Autodesk robot structural analysis qui est un logiciel de calcul destructure utilisant la méthode des éléments finis. Il contient une interfacede modélisation des structures. La vérification des structures peut êtrefaite suivant la norme choisie et disponible dans la bibliothèque dulogiciel. La vérification est faite selon l’Eurocode 3. Pour notre cas on va s’intéresser au cas statique. Etats limites de service : Selon l’Eurocode 3 partie 1-1 les vérifications suivantes doiventêtres effectuées pour n’importe quelle structure métallique :  déformations ou flèches affectant laspect ou lexploitation efficace de la construction (y compris le fonctionnement des machines ou des services);  des déformations, flèches, vibrations, oscillations ou déplacements latéraux causant des dommages à des éléments non structuraux. D’autres vérifications sont à effectuer pour la poutre de potencecomme convenu dans l’Eurocode 3 partie 6 :
  10. 10. a) déformations et déplacements :  déformation verticale des poutres, afin déviter les vibrations excessives provoquées par le déplacement ou le fonctionnement du chariot ;  déformation verticale des poutres de roulement, afin déviter une pente excessive du chemin de roulement ; b) élancement des plaques  (Dans les éléments fabriqués à partir de plaques), afin dexclure la respiration ou le voilement visible des plaques dâme ; c) contraintes sous charge dépreuve du pont roulant,  afin de garantir un comportement réversible ; d) contraintes lorsque les galets reposent sur la semelle dune poutre de roulement,  afin de garantir un comportement réversible. Remarque : Le profil choisi est un produit laminé à chaud. Il n’est pas composé de plaque. La vérification de l’élancement des plaques n’est pas nécessaire.Les exigences : Selon EC3 1-1 : Les flèches ne doivent pas dépasser les limitations suivantes :Flèches finalesFlèches dues aux chargesvariables Etats Limites Ultimes : Pour la vérification aux ELU, l’Eurocode 3 1-1 définit les coefficients partiels de sécurité : Résistance des sections de Classe 1, 2 ou 3 : Résistance des éléments aux instabilités :
  11. 11. Vérifications : o Résistance des sections transversales o Résistance au déversement o Résistance au voilement par cisaillement o Résistance au flambement de la semelle comprimée dans le plan de lâme (Stabilité globale) -Résistance des sections transversales : La vérification des sections transversales comprend : o Effort axial de traction/compression ; o Moments fléchissant ; o Effort tranchant ; o Moment fléchissant et effort tranchant ; o Moment fléchissant et effort axial ; o Moment fléchissant, effort tranchant et effort axial.Flambement : Pour comprendre le phénomène du flambement d’une barre bi-articulé, à titre d’exemple, on peut comparer sa stabilité à celle d’une balle sphérique sur une surface sans frottement figure 5-12. Soit N la charge de compression appliquée à la barre et la charge critique de flambement, Trois cas sont envisageables : o : On impose à la barre un petit déplacement latéral et elle revient à sa position initial dès que ce dernier est supprimé, on dit qu’elle est en équilibre stable. o : Après la suppression du déplacement imposé, la barre garde sa position, on dit que la barre est en équilibre métastable. o : si on impose à la barre un petit déplacement latéral, celle-ci se dérobe, la déformation s’accentue et la barre perd sa stabilité, le système est alors instable. L’étude de la stabilité vis-à-vis du flambement consiste à trouver la valeur de qui dépend essentiellement de la géométrie de la barre étudiée ainsi que de son système statique.
  12. 12. Figure : Flambement dun poteauDéversement : Le déversement est un phénomène d’instabilité élastique qui affecte leséléments fléchis, et qui présente une grande analogie avec le flambement car onpeut l’assimiler au flambement latéral de la membrure comprimée de cesderniers. Les poutres fléchis sont en général en profilés en I et présentent engénéral une faible inertie hors de leur plan de chargement, ce qui peut causer cephénomène d’instabilité. Il se caractérise par le dépassement des contraintesadmissibles dans la semelle comprimée, étant donné que celle-ci se dérobelatéralement pour échapper à la compression en faisant subir à chaque section unmouvement de translation horizontal en plus de la déformation verticale. Figure: Déversement dune poutre
  13. 13. Voilement : Le voilement est le phénomène d’instabilité des plaques minces sollicitéesdans leur plan, ce qui est le cas pour l’âme de poutre en profilés laminés quiprésentent une hauteur importante. Ce phénomène se manifeste par desondulations et se développe progressivement. Figure : Voilement local dans lâme dune poutreRemarque : Dans le cas de cette potence, on ne tient pas compte des charges devent et de neige car la potence va être installé à l’intérieur d’un Hangard,doncles vérifications de voilement et de déversement ne sont pas nécessaire. - Calcul sur ROBOT BAT à ELU et ELS:On la modélise sous robobat la potence :
  14. 14. 1-Moment fléchissant (ELU):2-L’effort tranchant (ELU):
  15. 15. 1-Moment fléchissant (ELS):2-L’effort tranchant (ELS):
  16. 16.  Poteau : Palier Démontable : Motorisation et système de transmission de mouvement : Palan :
  17. 17. Choix du poteau :

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