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1. MINISTERE DE L’EDUCATION,
DE LA JEUNESSE ET DES SPORTS

INSTITUT DE TECHNOLOGIE DU CAMBODGE
DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL
34ÈME PROMOTION
SOUTENANCE DE MEMOIRE DE FIN
D’ETUDES INGENIEUR
Titre : Etude de la Poutre Alvéolaire
Etudiant : KEN Koemhong
Spécialité : Génie Civil
Tuteur de stage : Dr. HENG Sokbil
Année scolaire : 2018-2019
1

2. PLAN DE PRÉSENTATION
Introduction générale
I.
Etude des actions sur le structure
II.
Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
Technologie et sécurité de chantier
IV.
Conclusion et recommandation pour un Futur travail
V.
2

3. Introduction générale
I.
 Durée du stage : 25 Février au 31 Mai 2019
 Projet de stage : Étude de la Poutre Alvéolaire
 Tuteur de stage : Dr. HENG Sokbil
 Entreprise : Fuxin Steel Buildings Co., Ltd
 Directeur de l’entreprise : KANG Sen
 Responsable de l’établissement : M. HENG Sokbil
 Logo de l’entreprise :
I.1. Présentation du stage:
3

4. Introduction générale
I.
 Localisation : Le long le Blvd, Mao Tse Toung, devant l’ambassade de chine, Phnom Penh
 Propriétaire du bâtiment :
• Bâtiment s’appelle The Point Phnom Penh
• La dimension : (59.15m x 32m x31.5m)
• La conception de ce bâtiment est fermé
I.2. Présentation du Projet:
4

5. Introduction générale
I.
 Poutre en section I de l’entreprise W 648x297x16x10 avec la portée 10.77 m
 Poutre alvéolaire CB 30x57 avec la portée 10.77 m
I.3. Objectif du mémoire :
5

6. Introduction générale
I.
I.4. Propriété de la Poutre Alvéolaire :
6

7. Introduction générale
I.
I.5. Poutre Alvéolaire :
7
 C’est quoi une poutre alvéolaire ?
 Quelles sont des avantages de cette poutre?
 Pourquoi elle est utile dans le domaine de la construction?

8. Introduction générale
I.
I.6. Procédure de calcul :
8
Charges Applique
(ASCE 7-10)
Combinaison
LRFD
Modélisation et Analyse
(Robot Structural analysis)
Vérification des
Résistances
LRFD
Vérification d’Etat
Limite Service

9. Etude des actions sur la structure
II.
9
II.1. Action du vent
II.2. Charge permanant et Variable
II.3. Combinaisons des charges
II.4. Les sollicitations sur la structure

10. Etude des actions sur la structure
II.
II.1. Action du vent :
10
 Méthode:
Système résistant à la charge du vent principale
(Main Wind Force Resisting System, MWFRS)
 Procédure de calcul:
Procédure directionnelle pour la bâtiment de haute hauteur
 La pression maximale: 𝑃𝑥 = 0.78 𝑘𝑁 𝑚2
𝑃𝑦 = 0.75 𝑘𝑁 𝑚2

11. Etude des actions sur la structure
II.
II.2. Charge permanant et variable :
11
Charge Permanant Value (kg/m²)
Poids sur la toiture (panne et panneau) 10
Collatéral sur la toiture 15
Poids appliqué sur la dalle 270
Charge variable Value (kg/m²)
Charge variable pour la toiture 57
Charge variable sur la dalle (Pour le couloir) 479
Charge variable sur la dalle (Pour le bureau) 240
Charge variable pour la construction 150

12. Etude des actions sur la structure
II.
II.3. Combinaisons des charges :
12
Pour ce projet, il y a 7 combinaisons LRFD
LRFD
1 : 1.4DL
2 : 1.2DL + 1.6LL + 0.5Lr
3 : 1.2DL + 1.6Lr + 1.0LL
4 : 1.2DL +1.0W + 1.0LL + 0.5 Lr
5 : 1.2DL + 1.0LL
6 : 0.9DL + 1.0W
7 : 0.9DL + 1.0E

13. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
13
Diagramme moment fléchissant sur la poutre pour chaque ouverture
Diagramme effort tranchant sur la poutre pour chaque ouverture
II.4.1. Calculer le Cisaillement Global et le Moment à Chaque Ouverture :

14. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
14
II.4.2. Calculer le Cisaillement Global et le Moment à Chaque montant :
Diagramme moment fléchissant sur la poutre pour chaque montant
Diagramme effort tranchant sur la poutre pour chaque montant

15. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
15
II.4.3. Calculer la force axiale local et moment Vierendeel :
Effort extérieure sur la section en té
Force axiale local Moment Vierendeel
2
té
vr r
net
A e
M V
A
 
  
 
r
r
effec
M
P
d


16. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
16
No. X (m)
Force axiale Moment Vierendeel
Moment Global
Mr (kN.m)
Force axiale local
Pr (kN)
Cisaillement global
Vr (kN)
Moment Vierendeel
Mvr (kN.m)
End 0 -820.43 -1173.365 419.41 11.985
1 0.1844 -735.79 -1052.314 419.23 11.979
2 0.6797 -526.83 -753.463 418.74 11.965
3 1.1750 -318.23 -455.127 418.24 11.951
4 1.6703 -113.52 -162.354 417.75 11.937
5 2.1656 71.16 101.772 246.51 7.044
6 2.6609 192.93 275.925 246.02 7.030
7 3.1562 314.44 449.707 245.53 7.016
8 3.6515 435.72 623.159 245.03 7.002
9 4.1468 556.75 796.254 244.54 6.988
10 4.6421 586.51 838.817 1.64 0.047
11 5.1374 587.20 839.803 1.15 0.033
La force axiale local et moment Vierendeel sur le té

17. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
17
II.4.4. Calculer cisaillement horizontal et moment sur le montant :
Effort extérieure sur le montant
Cisaillement horizontal Moment su le montant
rh rh
M V h
 
   
   
1
1
r i r i
rh r i r i
effec
M M
V T T
d



  

18. Etude des actions sur la structure
II.
II.4. Les sollicitations sur la structure :
18
No. Mr (i) (kN.m) Mr (i+1) (kN.m) Vrh (kN) Mrh (kN.m)
1 -735.79 -526.83 298.85 69.08
2 -526.83 -318.23 298.34 68.96
3 -318.23 -113.52 292.77 67.67
4 -113.52 71.16 264.13 61.05
5 71.16 192.93 174.15 40.25
6 192.93 314.44 173.78 40.17
7 314.44 435.72 173.45 40.09
8 435.72 556.75 173.10 40.01
9 556.75 586.51 42.56 9.84
10 586.51 587.2 0.99 0.23
11 587.2 587.65 0.64 0.15
Cisaillement horizontal et moment sur le montant

19. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
19
III.1. Vérification au Voilement Local et Classifications
III.2. Résistance en section
III.3. Vérifier la déflexion
III.4. Vérifier la vibration

20. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
20
III.1. Vérifier au voilement local et section classification :
1. Pour la section en té
 Soumise à la compression
Rapport largueur sur épaisseur Limit rapport larguer sur épaisseur
Semelle en console
Cas , La semelle en console est en classe nonslender
Âme de té
Cas , âme de té est en classe nonslender
5.05
f
b
t
   0.56 13.48
r
y
E
F
  
14.81
t
w
d
t
   0.75 18.06
r
y
E
F
  
r
 

r
 

 Soumise à la flexion
Rapport largueur sur épaisseur Limit rapport larguer sur épaisseur
Semelle en console
Cas , La semelle en console est en classe compact
Âme de té
Cas , âme de té est en classe compact
5.05
f
b
t
   0.38 9.15
p
y
E
F
   1.0 24.08
r
y
E
F
  
0.84 20.22
p
y
E
F
   1.52 36.60
r
y
E
F
  
14.81
t
w
d
t
  
p
 

p
 


21. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
21
III.1. Vérifier au voilement local et section classification :
2. Pour la section en I
 Soumise à la flexion
Rapport largueur sur épaisseur Limit rapport larguer sur épaisseur
Semelle en console
Cas , La semelle en console est en classe compact
Âme de té
Cas , âme de té est en classe compact
5.05
f
b
t
   0.38 9.15
p
y
E
F
   0.95 18.98
c
r
L
k E
F
  
3.76 90.53
p
y
E
F
   5.75 137.24
r
y
E
F
  
68.83
w
w
h
t
  
p
 

p
 


22. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
22
III.2. Résistance en section :
1. Pour la section en té
Calculs de la résistance
axiale nominale
Résistance à la compression pour
flambement par flexion
Résistance à la compression pour
flambement par flexion torsion
u r
P P
 OK!
Calculs de la résistance
nominale à la flexion
Résistance nominale à la flexion
pour l’élastique
Résistance nominale à la flexion
pour le déversement
Résistance nominale au voilement
local à la semelle en console
Résistance nominale au voilement
local d’âme de té
u vr
M M
 OK!
Résistance à la traction pour
le té inférieure

23. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
23
III.2. Résistance en section :
Vérifier les tés pour les charges
axiales et de flexion combinées
8
1.0
9
ry
r rx
c cx cy
M
P M
P M M
 
   
 
 
 
1.0
2
ry
r rx
c cx cy
M
P M
P M M
 
  
 
 
 
0.2
r
c
P
P

0.2
r
c
P
P

 Cas  Cas
Vérifier les tés pour le
cisaillement vertical
,
u r té
V V
 OK!

24. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
24
III.2. Résistance en section :
Résistance
à l’effort tranchant
Pour la section en té supérieure
Résistance
en compression
Résistance
au moment fléchissant
Résistance à la compression pour
flambement par flexion
Résistance à la compression pour
flambement par flexion torsion
Résistance nominal à la
flexion pour élastique
Résistance nominal à la
flexion pour déversement
Résistance nominale pour
Voilement local de la semelle
Résistance nominale pour
Voilement local d’âme de té
Résistance
cas interaction des efforts
Section en
classe nonslender
Section en
classe compact

25. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
25
III.2. Résistance en section :
Résistance
à l’effort tranchant
Pour la section en té inférieure
Résistance
en traction
Résistance
au moment fléchissant
Résistance en traction élastique
pour la section brute
Résistance de rupture en traction
pour la section nette
Résistance nominal à la
flexion pour élastique
Résistance nominal à la
flexion pour déversement
Résistance nominale pour
Voilement local de la semelle
Résistance nominale pour
Voilement local d’âme de té
Résistance
cas interaction des efforts
Section en
classe compact

26. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
26
III.2. Résistance en section :
Résistance
à l’effort tranchant
Pour la section en en I (Section brute)
Résistance
à la force transversal
Résistance
au moment fléchissant
Flexion local de la semelle
Web local yielding
Résistance nominal à la
flexion plastique
Résistance nominal à la
flexion pour déversement
Résistance
cas interaction des efforts
Section en
classe compact
Web local crippling
Web sidesway buckling

27. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
27
III.2. Résistance en section :
Pour la section en en I (Section nette)
Résistance
à effort tranchant
Résistance
au moment fléchissant
Résistance nominal à la
flexion plastique
Résistance nominal à la
flexion pour déversement
Résistance
cas interaction des efforts
Section en
classe compact

28. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
28
III.2. Résistance en section :
No.
Force local sur le té Vérification l’interaction (LRFD)
Pr
(kN)
Mvr
(kN.m)
Pr/Pc
Spec. Eq.
H1-1a
Spec. Eq.
H1-1b
Interaction
End -1173.365 11.985 0.933 1.468 1.068 1.468
1 -1052.314 11.979 0.837 1.372 1.020 1.372
2 -753.463 11.965 0.599 1.133 0.901 1.133
3 -455.127 11.951 0.362 0.896 0.781 0.896
4 -162.354 11.937 0.129 0.662 0.664 0.664
5 101.772 7.044 0.081 0.395 0.394 0.394
6 275.925 7.030 0.219 0.533 0.463 0.533
7 449.707 7.016 0.358 0.671 0.531 0.671
8 623.159 7.002 0.495 0.808 0.599 0.808
9 796.254 6.988 0.633 0.945 0.668 0.945
10 838.817 0.047 0.667 0.669 0.336 0.669
11 839.803 0.033 0.668 0.669 0.335 0.669
Interaction entre force axiale de compression et moment pour le té supérieure

29. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
29
III.2. Résistance en section :
No.
Force local sur le té Vérification l’interaction (LRFD)
Pr
(kN)
Mvr
(kN.m)
Pr/Pc
Spec. Eq.
H1-1a
Spec. Eq.
H1-1b
Interaction
End -1173.365 11.985 0.895 1.430 1.050 1.430
1 -1052.314 11.979 0.803 1.338 1.003 1.338
2 -753.463 11.965 0.575 1.109 0.889 1.109
3 -455.127 11.951 0.347 0.881 0.774 0.881
4 -162.354 11.937 0.124 0.657 0.662 0.662
5 101.772 7.044 0.078 0.392 0.393 0.393
6 275.925 7.030 0.211 0.524 0.458 0.524
7 449.707 7.016 0.343 0.656 0.524 0.656
8 623.159 7.002 0.475 0.788 0.589 0.788
9 796.254 6.988 0.607 0.920 0.655 0.920
10 838.817 0.047 0.640 0.642 0.322 0.642
11 839.803 0.033 0.641 0.642 0.322 0.642
Interaction entre force axiale de traction et moment pour le té supérieure

30. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
30
III.2. Résistance en section :
Calculs de la résistance à
l’effort tranchant u r
V V
 OK!
Calculs de la résistance
nominale à la flexion
Moment plastique
Déversement
u vr
M M
 OK!
Section en
classe compact
2. Pour la section en I
Calculs de la résistance à
la force transversale
Flexion local de la semelle
Web local yielding
Web local crippling
Web sidesway buckling
u r
R R
 OK!
Résistance en cas interaction des efforts

31. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
31
III.2. Résistance en section :
Critère de calcul
Résistance de
calcul
Effort
extérieur
Rapport Vérification
Effort tranchant 1331.54 kN 419.41 kN 0.31 OK
Moment fléchissant 1087.54 kN.m 820.43 kN.m 0.75 OK
Contrainte cisaillement
(Cas interaction des efforts)
310.50 MPa 277.65 MPa 0.89 OK
Contrainte normale
(Cas interaction des efforts)
186.30 MPa 62.10 MPa 0.33 OK
Flexion locale de la semelle Pas vérifier - - OK
Web local yielding 566.41 kN 177.87 kN 0.32 OK
Web local crippling 683.89 kN 177.87 kN 0.26 OK
Web sidesway bucking Pas vérifier - - OK
Résume résultats de calcul pour la section en I (Section brute)

32. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
32
III.2. Résistance en section :
Critère de calcul
Résistance de
calcul
Effort
extérieur
Rapport Vérification
Effort tranchant 584.14 kN 246.51 kN 0.42 OK
Moment fléchissant 917.15 kN.m 587.85 kN.m 0.64 OK
Contrainte cisaillement
(Cas interaction des efforts)
310.50 MPa 215.007 MPa 0.69 OK
Contrainte normale
(Cas interaction des efforts)
186.30 MPa 33.146 MPa 0.18 OK
Résume résultats de calcul pour la section en I (Section nette)

33. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
33
III.2. Résistance en section :
Critère de calcul
Résistance de
calcul
Effort
extérieur
Rapport Vérification
Effort normale 1257.86 kN 840.73 kN 0.67 OK
Effort tranchant 292.07 kN 123.26 kN 0.42 OK
Moment fléchissant 19.91 kN.m 7.04 kN.m 0.35 OK
Interaction M&N - - 0.95 OK
Résume résultats de calcul pour la section en té supérieure
Résume résultats de calcul pour la section en té inférieure
Critère de calcul
Résistance de
calcul
Effort
extérieur
Rapport Vérification
Effort normale 1310.74 kN 840.73 kN 0.64 OK
Effort tranchant 292.07 kN 123.26 kN 0.42 OK
Moment fléchissant 19.91 kN.m 7.04 kN.m 0.35 OK
Interaction M&N - - 0.92 OK

34. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
34
III.3. Vérifier la déflexion :
La déflexion de la poutre alvéolaire sont calculées en utilisant 90% du moment
d’inertie de la section en I (section nette) (Réf [5], 3.7)
3
.
( )
15.29
0.90 77
DL LL
x net
DL LL L
mm
E I

 
  
  
4
.
( )
0.16
0.90 384
PP
x net
PP L
mm
E I

  
  
15.45 44.87
240
total DL LL PP
L
mm mm

       

35. Calcul et vérification des éléments des poutres alvéolaires
III.
35
III.4. Vérifier la vibration :
 Vérifier la fréquence naturelle des système plancher et poutre
4.54 2.2
n
f Hz f Hz
  
 Vérifier accélération maximale
0
0.096% 0.5%
p
a a
g g
  
OK!
OK!

36. Technologie et Sécurité de chantier
IV.
36
IV.1. Technologie de chantier :

37. Technologie et Sécurité de chantier
IV.
37
IV.1. Technologie de chantier :

38. Technologie et Sécurité de chantier
IV.
38
IV.2. Sécurité de chantier :
La casque de sécurité
Il nous protège contre les blessures à
la tête dues à la chute d'objets
Les chaussés de sécurité
Il nous protège quand nous marchons
sur l’acier où les petits matériaux
métallique tombent sur nos jambes.
Les lunettes de protection
Il peut protéger nos yeux contre la
lumière et un petit morceau de métal.
Le casque de soudage
Il protège les yeux contre la lumière
vive et fumée de soudure.
Les gants de sécurité
il nous protège contre le dièse.
Le harnais de sécurité
Quand nous travail en hauteur nous
devons le porter pour éviter les
accidence fortuits.
Le gilet de sécurité
destiner à améliorer la visibilité une
personne évoluant en bordure de
chaussée en situation dangereux où sur
un chantier.
Protection auditive
Sa protéger notre oreille de lourd
bruyant.

39. Conclusion
V.
39
 Ce type de poutre donne certains avantages comme :
• Réduction du poids propre si compare avec la poutre normal
• Augmenter le moment d’inertie qui améliore les performances de la section contre
la flexion et la déflexion
• Permettre une installation facile, rapide et moins coûteuse de conduits et
d’utilitaires dans toute la structure sans recouvrir à des supports de suspensions
spéciaux et sans augmenter les élévations de l’étage fini.
• Améliorer l'esthétique des bâtiments.
• Recyclable : Tous les produits en acier sont recyclables.

40. 40
[1] ANSI/AISC 360-16 (2016). Specification for Structural Steel Buildings.
[2] ASCE/SEI 7-10 (2010). Minimum Design Loads for buildings and Other structures.
[3] AISC/ Steel Design Guide 2. Steel and Composite Beam with Web Opening.
[4] AISC/ Steel Design Guide 3. Serviceability Design Consideration for Steel Building.
[5] AISC/ Steel Design Guide 11. Floor Vibration due to Human Activity.
[6] AISC/ Steel Design Guide 21. Welded Connection A Primer for Engineers.
[7] AISC/ Steel Design Guide 31. Castellated and Cellular Beam Design.
[8] Listiyono Budia,*,Sukamtaa, Windo Patonoa, (2017). Optimization analyse of size and Distance of
hexagonal hole in castellated beam.
[9] Richard Redwood1, Sevak Demirdjain2. Castellated beam Web buckling in Shear.
[10] D. Kerdal* and D. A. Nethercot, (1984). Failure Mode for Castellated beam.
[11] Claudio Bernuzzi and Benedetto Cordova. Structural steel design to Eurocode 3 and AISC Specification.
[12] Résistance des Matériaux- developper par Dr. Vong Seng.
[13] H. Estrada, P.E., Ph.D.1, J.J. Jimenez2, and F. Aguiniga, Ph.D.3. Cost Analyses in the Design of open-
web castellated beam.

41. 41