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1. Introduction
– Notion de chargement – forces extérieurs
• Modélisation des effets : la charges
– Transfert vers le sol
Parti structural: le mode de transfert
– Bâtiment lourds – bâtiments légers- stratégie de porteur
et d’assise au sol
• Parti structural et de matériau : le poids
2. Origines des chargements
– Charge permanentes
– Charges climatiques
– Charges d’exploitations
– Charges accidentelles
3. Combinaison des charges
4. charges surfaciques des constitutions courantes
– TOITURE
• Toiture béton isolée étanchée
33--CHARGESCHARGES
• Toiture tuile isolée
• Toiture en bac sec
• Toiture en bac isolée , étanchée
– PLANCHERS
• Planchers bois
• Plancher acier
• Plancher béton
– PAROIS
• Parois bétons
• Parois briques
• Parois agglos
• Parois pierre
• Parois acier
• Parois verre
5. Mode de chargement
– Charge surfacique
– Charges linéique
– Charges ponctuelles
6. Transfert
structure 2 - ensam 2007 1
6 a s e t
– Du surfacique au linéique
– Du linéique au ponctuel
– Du ponctuelle au linéique
– Du linéique au surfacique
7. Descente de charges
– La surface chargée
– Collecte et transfert de charge : la surface chargée
– transfert sur la poutre
– De la poutre au poteau (ou mur)
– Le poteau sur la fondation( ou mur sur la fondation)
• Bâtiments lourds – Bâtiments
légers
11--IntroductionIntroduction
• Assise au sol différentes
• Nécessité de trouver le bon sol en
rapport aux charges élevées
• Système de fondation en conséquence
ét donc organisation du schéma
structural pour converger vers le
système de fondation
– Système linéaire en superficiel
– Système ponctuel peut être profond
ou semi profond
• Ce qui concerne
– les bâtiments élevés
– Les bâtiment à grande portée
– Les bâtiment à matériaux dense
• Un bâtiment en béton pèse de l’ordre
de 1 tonne par m2
• En bâtiment en bois pèse 3 à 4 fois
structure 2 - ensam 2007 2
En bâtiment en bois pèse 3 à 4 fois
moins , le sol est donc beaucoup
moins sollicité.
• Cependant les bâtiments légers vont
être beaucoup plus sensibles aux
charges horizontales ( vent, séisme ,
terre, …) par rapport aux bâtiments
lourds dont le poids est déjà une
solution de stabilisation .
• Dans le bâtiments légers la notion de
contreventement sera très
importante.
• Exemple lourd et léger Projet :
11--IntroductionIntroduction
IllustrationIllustration
structure 2 - ensam 2007 3
11--IntroductionIntroduction
IllustrationIllustration
structure 2 - ensam 2007 4
2
11--IntroductionIntroduction
IllustrationIllustration
structure 2 - ensam 2007 5
• Parti structural de
descente de charge:
• le mode de transfert
au sol
11--IntroductionIntroduction
• Empilement simple :
descente verticale
• Passage par la poutre :
redistribution des charges
verticale
• Porte à faux charge
verticale et rotation
structure 2 - ensam 2007 6
• Poussée : transfert
horizontal repris
– les forces mises en
évidence dans les
structures sont de
plusieurs origines dont les
plus importantes sont :
22--ooriginerigine des chargesdes charges
• les masses action de la
pesanteur ( g= 10)
• une surcharge
d'exploitation
• les effets climatiques :
vent neige gel
• les séismes
• la pression du sol
• les mouvements du sol
• les chocs accidentels
• les efforts de dilatation
( températures)
structure 2 - ensam 2007 7
– On retient en
predimensionnement
principalement le poids et
la surcharges
d’exploitation
– Pour vérifier la stabilité on
retient l’ensembles des
effets horizontaux en
particulier le vent
– Définir dans les
exemples suivants
les principales forces
horizontales
agissantes
22--ooriginerigine des chargesdes charges
caractérisationcaractérisation
structure 2 - ensam 2007 8
3
– Le principe de sécurité
– Notion d’état limites ultimes et état limite de
service
33--Combinaison desCombinaison des
charges et sécuritécharges et sécurité
service
– Principe de dimensionnement en fonction de
ces différents états.
– Le coefficient de sécurité tient compte des
approximations de la modélisation et de la
précision des phénomènes pris en compte.
» Coefficient de charges
– Un coefficient de sécurité est appliqué sur
les charges permanentes pour prendre en
compte les variations de mise en œuvre ,
les défauts de précision. Ce coefficient est
de 1,35
» Coefficient de matériau
– La résistance du matériau est retenu avec
une certaine plage de sécurité prenant en
structure 2 - ensam 2007 9
p g p
compte un fonctionnement quasi élastique
du matériau.
– Au de la de la limite fixé comportement du
matériau même s’il n’atteint pas entièrement
la ruine est beaucoup plus aléatoire.
– Ce coefficient est lié à l’homogénéité du
matériau et de sa fiabilité de production.
• Exemple : le bois, la pierre, le siporex , le
métal, le béton, le verre
Matériaux de construction- masse volumique
44--Charges : valeursCharges : valeurs
structure 2 - ensam 2007 10
Masse surfacique
structure 2 - ensam 2007 11 structure 2 - ensam 2007 12
4
CHARGES DE VENT
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44--Charges : valeursCharges : valeurs
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structure 2 - ensam 2007 17
55--mode demode de
chargementchargement
• il existe 2 types de charges à :
• les charges ponctuelles
– (une personne, appui ponctuel d'un élément sur un autre
élément). Décharge ponctuelle sont souvent l'issue des
éléments supportés. Il assure pas application étant petite
d t l l d l'élé t ' ll t êt édevant la longueur de l'élément qu'elle peut être ramenée
en un point.
• Les charges réparties
– Les charges réparties sont d’abord surfaciques puis
linéiques :
– Exemples :
– le vent sur un éléments.
– Le poids propre d'un élément.
– Elle est symbolisée par une répartition linéaire des
charges. q exprime la valeur de la charge par mètre de
longueur de l'élément.
• Il existe de famille de charges réparties :
– les charges répartis uniforme : l'intensité et constante sur
la surface d'application
structure 2 - ensam 2007 18
la surface d application
– les charges réparties non uniforme. L'intensité de la
charge varie en fonction de la longueur de l'élément.
• Dans ce cours nous ramènerons toutes les charges
réparties à des charges uniformes. C'est approximation
étant suffisante .
55--mode demode de
chargementchargement
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Déterminer les charges
en A et en E les forces
dans l’élément BA, CA,
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modéliser
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– EXERCICES
structure 2 - ensam 2007 24
7
2EQUILIBRE
– EXEMPLE
structure 2 - ensam 2007 25
• De la charge sur surfacique à la charge
ponctuelle.
– Dans l'étude des éléments simples le
chargement se ramène toujours à une
répartition linéaire sur les éléments.
– Pourtant d'application de l'ensemble des
77--transferttransfert
Pourtant d application de l ensemble des
charges est toujours à l'origine
surfacique: les charges s'applique sur
une peau, une paroi.
• Exemples le vent sur une façade
• le poids d'un câble
• la neige sur un bac acier
– Il convient donc d'exprimer et d'évaluer
les charges surfacique sur la paroi dans
un premier temps.
• Exemples vent: 70 dan
• masse d’une dalle de béton 400dan
– en revenant à la composition et à
l'organisation de la structure, il convient
ensuite de répartir les charges sur les
structure 2 - ensam 2007 26
éléments qui soutiennent la paroi : la
structure porteuse de la plaques, les
montants porteurs de la façade.
– le mode d'application progresse du
surfacique au linéique, du linéique aux
ponctuelles.
77--transferttransfert
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3 descente de_charge_2d_ensam_2007_compresse

  • 1. 1 1. Introduction – Notion de chargement – forces extérieurs • Modélisation des effets : la charges – Transfert vers le sol Parti structural: le mode de transfert – Bâtiment lourds – bâtiments légers- stratégie de porteur et d’assise au sol • Parti structural et de matériau : le poids 2. Origines des chargements – Charge permanentes – Charges climatiques – Charges d’exploitations – Charges accidentelles 3. Combinaison des charges 4. charges surfaciques des constitutions courantes – TOITURE • Toiture béton isolée étanchée 33--CHARGESCHARGES • Toiture tuile isolée • Toiture en bac sec • Toiture en bac isolée , étanchée – PLANCHERS • Planchers bois • Plancher acier • Plancher béton – PAROIS • Parois bétons • Parois briques • Parois agglos • Parois pierre • Parois acier • Parois verre 5. Mode de chargement – Charge surfacique – Charges linéique – Charges ponctuelles 6. Transfert structure 2 - ensam 2007 1 6 a s e t – Du surfacique au linéique – Du linéique au ponctuel – Du ponctuelle au linéique – Du linéique au surfacique 7. Descente de charges – La surface chargée – Collecte et transfert de charge : la surface chargée – transfert sur la poutre – De la poutre au poteau (ou mur) – Le poteau sur la fondation( ou mur sur la fondation) • Bâtiments lourds – Bâtiments légers 11--IntroductionIntroduction • Assise au sol différentes • Nécessité de trouver le bon sol en rapport aux charges élevées • Système de fondation en conséquence ét donc organisation du schéma structural pour converger vers le système de fondation – Système linéaire en superficiel – Système ponctuel peut être profond ou semi profond • Ce qui concerne – les bâtiments élevés – Les bâtiment à grande portée – Les bâtiment à matériaux dense • Un bâtiment en béton pèse de l’ordre de 1 tonne par m2 • En bâtiment en bois pèse 3 à 4 fois structure 2 - ensam 2007 2 En bâtiment en bois pèse 3 à 4 fois moins , le sol est donc beaucoup moins sollicité. • Cependant les bâtiments légers vont être beaucoup plus sensibles aux charges horizontales ( vent, séisme , terre, …) par rapport aux bâtiments lourds dont le poids est déjà une solution de stabilisation . • Dans le bâtiments légers la notion de contreventement sera très importante. • Exemple lourd et léger Projet : 11--IntroductionIntroduction IllustrationIllustration structure 2 - ensam 2007 3 11--IntroductionIntroduction IllustrationIllustration structure 2 - ensam 2007 4
  • 2. 2 11--IntroductionIntroduction IllustrationIllustration structure 2 - ensam 2007 5 • Parti structural de descente de charge: • le mode de transfert au sol 11--IntroductionIntroduction • Empilement simple : descente verticale • Passage par la poutre : redistribution des charges verticale • Porte à faux charge verticale et rotation structure 2 - ensam 2007 6 • Poussée : transfert horizontal repris – les forces mises en évidence dans les structures sont de plusieurs origines dont les plus importantes sont : 22--ooriginerigine des chargesdes charges • les masses action de la pesanteur ( g= 10) • une surcharge d'exploitation • les effets climatiques : vent neige gel • les séismes • la pression du sol • les mouvements du sol • les chocs accidentels • les efforts de dilatation ( températures) structure 2 - ensam 2007 7 – On retient en predimensionnement principalement le poids et la surcharges d’exploitation – Pour vérifier la stabilité on retient l’ensembles des effets horizontaux en particulier le vent – Définir dans les exemples suivants les principales forces horizontales agissantes 22--ooriginerigine des chargesdes charges caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 8
  • 3. 3 – Le principe de sécurité – Notion d’état limites ultimes et état limite de service 33--Combinaison desCombinaison des charges et sécuritécharges et sécurité service – Principe de dimensionnement en fonction de ces différents états. – Le coefficient de sécurité tient compte des approximations de la modélisation et de la précision des phénomènes pris en compte. » Coefficient de charges – Un coefficient de sécurité est appliqué sur les charges permanentes pour prendre en compte les variations de mise en œuvre , les défauts de précision. Ce coefficient est de 1,35 » Coefficient de matériau – La résistance du matériau est retenu avec une certaine plage de sécurité prenant en structure 2 - ensam 2007 9 p g p compte un fonctionnement quasi élastique du matériau. – Au de la de la limite fixé comportement du matériau même s’il n’atteint pas entièrement la ruine est beaucoup plus aléatoire. – Ce coefficient est lié à l’homogénéité du matériau et de sa fiabilité de production. • Exemple : le bois, la pierre, le siporex , le métal, le béton, le verre Matériaux de construction- masse volumique 44--Charges : valeursCharges : valeurs structure 2 - ensam 2007 10 Masse surfacique structure 2 - ensam 2007 11 structure 2 - ensam 2007 12
  • 4. 4 CHARGES DE VENT structure 2 - ensam 2007 13 CHARGES DE NEIGE structure 2 - ensam 2007 14 CHARGES D’EXPLOITATION structure 2 - ensam 2007 15 structure 2 - ensam 2007 16
  • 5. 5 44--Charges : valeursCharges : valeurs caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 17 55--mode demode de chargementchargement • il existe 2 types de charges à : • les charges ponctuelles – (une personne, appui ponctuel d'un élément sur un autre élément). Décharge ponctuelle sont souvent l'issue des éléments supportés. Il assure pas application étant petite d t l l d l'élé t ' ll t êt édevant la longueur de l'élément qu'elle peut être ramenée en un point. • Les charges réparties – Les charges réparties sont d’abord surfaciques puis linéiques : – Exemples : – le vent sur un éléments. – Le poids propre d'un élément. – Elle est symbolisée par une répartition linéaire des charges. q exprime la valeur de la charge par mètre de longueur de l'élément. • Il existe de famille de charges réparties : – les charges répartis uniforme : l'intensité et constante sur la surface d'application structure 2 - ensam 2007 18 la surface d application – les charges réparties non uniforme. L'intensité de la charge varie en fonction de la longueur de l'élément. • Dans ce cours nous ramènerons toutes les charges réparties à des charges uniformes. C'est approximation étant suffisante . 55--mode demode de chargementchargement caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 19 Déterminer les charges en A et en E les forces dans l’élément BA, CA, 66--tansferttansfert caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 20
  • 6. 6 modéliser Déterminer les charges en en tête de toiture ( entraxe 4m) Déterminer les charges l 66--tansferttansfert caractérisationcaractérisation au sol structure 2 - ensam 2007 21 Déterminer les forces en A et B Déterminer les forces en CA, DA , EB Caractériser les efforts dans les éléments exercice structure 2 - ensam 2007 22 structure 2 - ensam 2007 23 Déterminer les forces au noeuds Déterminer les forces en sol Caractériser les efforts dans les éléments – EXERCICES structure 2 - ensam 2007 24
  • 7. 7 2EQUILIBRE – EXEMPLE structure 2 - ensam 2007 25 • De la charge sur surfacique à la charge ponctuelle. – Dans l'étude des éléments simples le chargement se ramène toujours à une répartition linéaire sur les éléments. – Pourtant d'application de l'ensemble des 77--transferttransfert Pourtant d application de l ensemble des charges est toujours à l'origine surfacique: les charges s'applique sur une peau, une paroi. • Exemples le vent sur une façade • le poids d'un câble • la neige sur un bac acier – Il convient donc d'exprimer et d'évaluer les charges surfacique sur la paroi dans un premier temps. • Exemples vent: 70 dan • masse d’une dalle de béton 400dan – en revenant à la composition et à l'organisation de la structure, il convient ensuite de répartir les charges sur les structure 2 - ensam 2007 26 éléments qui soutiennent la paroi : la structure porteuse de la plaques, les montants porteurs de la façade. – le mode d'application progresse du surfacique au linéique, du linéique aux ponctuelles. 77--transferttransfert Caractérisation ACaractérisation A structure 2 - ensam 2007 27 77--transferttransfert caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 28
  • 8. 8 77--transferttransfert Caractérisation BCaractérisation B structure 2 - ensam 2007 29 • DECENTE DE CHARGES • Définir les charges surfaciques – La plaque 77--transferttransfert Caractérisation CCaractérisation C – Le mur • Transfert de la plaque à la poutre • De la poutre au mur structure 2 - ensam 2007 30 77--transferttransfert caractérisationcaractérisation structure 2 - ensam 2007 31 PROJETPROJET Gare tgv de calais 77--transferttransfert CaractérisationCaractérisation structure 2 - ensam 2007 32
  • 9. 9 Projets Gare tgv de calais structure 2 - ensam 2007 33 Gymnase Kunzelsau 77--transferttransfert CaractérisationCaractérisation structure 2 - ensam 2007 34 Projets Gymnase Kunzelsau structure 2 - ensam 2007 35