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École Polytechnique d’Architecture et d’Urbanisme
Atelier quatrième année; groupe 09
Présenté par
TASSINE Youcef
Exposé sur les structures métalliques
Enseignants
Mr Baghli .F
Mr Mezoued
PLAN DE L’EXPOSEPLAN DE L’EXPOSE
1- Introduction
a) Bref historique
b) Définition
2-Propriétés du matériau « Acier » (et de ses
produits )
3-Systèmes porteurs et le contreventement
a) Fondations
b) Poteaux
c) Poutres
d)Éléments à Treillis
d)-1 Montants
d)-2 Fermes
f) Structures tendues; structures suspendues
4- Les assemblages
5-les planchers
6- Le bardage et façades
e) Le contreventement
7-la protection de la structure métallique
Conclusion
Le fer et la fonteLe fer et la fonte
étaient couramment employés dans laétaient couramment employés dans la
construction depuis l’antiquitéconstruction depuis l’antiquité
jusqu’au XVIII e siècle. Les grecs ontjusqu’au XVIII e siècle. Les grecs ont
utilisé des crampons et des goujonsutilisé des crampons et des goujons
de fer pour appareiller des blocs dede fer pour appareiller des blocs de
pierre à joints vifspierre à joints vifs..
L’architecture gothique utilisa leL’architecture gothique utilisa le
chaînage métallique pour assurer lachaînage métallique pour assurer la
cohérence des édifices de pierrecohérence des édifices de pierre..
A la renaissance et à l’âgeA la renaissance et à l’âge
classique, l’usage de chaînages etclassique, l’usage de chaînages et
d’armatures de fer était courantd’armatures de fer était courant..
a) Bref historique
)armature de fer du pronaos
(église de sainte- Genevière)
b) Définition
Acier = Fer - le carbone brûlé
Acier = Fer avec 1.8 % du carbone ( au maximum)
Élasticité
Résistance
Ductilité
LAMINAGE
Le cheminement des charges dans les structures
Surcharges
d’exploitation
Surcharges
climatiques
Action du séisme
Les charges
permanentes
Surcharges d’exploitations=les personnes + le mobilier
Surcharges climatiques=vents +pluie +neige
Charges permanentes=pois des la structure +l’ensemble des éléments de revêtements
3-Systèmes porteurs et le contreventement
a) Les fondationsa) Les fondations
Liaison
articulée
Liaison
encastrée
Fondation
en béton
Profils creux
Profils composés à âme(s)
pleine(s)
Profilé renforcé à
section ferméeProfilés en I ( laminés)
b) Les poteauxb) Les poteaux
Les poteaux mixtesLes poteaux mixtes
Poteau en acier avec noyau porteur en béton
Poteau en béton armé en profilés
c) Poutres
a) Les poutres à âme pleine
Poutre en I
PoutrellePoutrelle
« alvéolaire« alvéolaire««
Poutre en H Poutre en U
a) Les poutres creuses
Profil a âme
double
Tube
rectangulaire
tube
circulaire
d)Éléments à Treillis
d)-1 Montants
Membrure
Barres de treillis
Montant à Treillis
Avantages:
-Économie de poids et de
matière
-Résistance au flambement et
à la flexion
- Fabrication coûteuse
-Utilisés en cas de charges
axiales seulement
Inconvénients
d)-2 Fermes
Faîtage
Poteau
membrure supérieure
Membrure inférieure ( Entrait )
Nœud
Poinçon
D
iagonale
Diagonale
membrure supérieure Membrure inférieure ( Entrait )
Nœud
Poteau
Ferme à treillis
d)-2 Exemples de Fermes à treillis
e) Le contreventement
Types de liaison
Liaison articulée Liaison rigide
rotation Pas de
rotation
Degré de stabilité d’un cadre
Instable(-1)
Isostatique (0)
Hyperstatique (+1)
Liaison articulée Liaison rigide
Hyperstatique (+3)
Hyperstatique (+2)
Hyperstatique (+1)
A) Contreventement dans
une ossature articulée
Dalle( contreventement
horizontal)
Contreventement vertical
transversal
Contreventement vertical
longitudinal
Les trois cas possibles
2-poteaux
continus
1-Système
statique
3-sommiers
continus
Treillis en V (palée triangulée)
Contreventement horizontal
Détails de treillis
Barre de contreventement en cornière
Contrevente
ment en V
Contrevente
ment en X
Gousset
B)-1 Cas de grande hauteur
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en treillis
Tirant
1
3
4
5
6
2
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profondeur
Le RDC
libre
C)Exigences de le RPA (2003)
-« En zones sismiques, seuls les assemblages rigides sont 
autorisés (les assemblages semi rigides ne sont pas admis) ». 
-« Pour tout système structural, quand l’une des combinaisons 
d’actions incluant l’action du vent produit des effets plus 
défavorables que ceux produits par les combinaisons incluant le 
séisme, le dimensionnement de ce système sera déterminé sur 
la base des combinaisons incluant le vent » 
-«  La hauteur de tout bâtiment utilisant le  système de portique 
autos table pour le contreventement, doit être limitée à 5 niveaux 
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compatibles avec les systèmes constructifs considérés et qui ne 
gênent pas les déplacements d’ossature. »
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triangulées concentrées   pour le contreventement, doit être 
limitée à 10 niveaux  ou 33m.
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deux (02) sous classes, soit des palées en X et en V ( les 
palées en K n’étant pas autorisées ) »
« RPA 99 version 
2003.  chapitre 8
 p 87 à 93 »
f) Structures suspendues et structures tendues
1) Structures suspendues
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Tirant 
Poteau
Mât  Mât 
2) Structures tendues 
Câble tenseur
Câble porteur 
A diagonales 
tendues 
A diagonales 
comprimées
Structure d’une tente
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porteurs + fibre
de verre
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4- Les assemblages
« Assemblage au moyen de courtes tiges
métalliques dont on écrase la pointe »
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1-le rivetage
Tige
Éléments à
assembler
Contre
bouterolle
bouterolle
Compression
2-Le soudage
Cordon de
soudure
Soudure en bout
Soudure d’angle
3-Le boulonnage
Élément 01
Élément 02
Boulon
Tête
hexagonale
Vis à tige
filetée
rondelles
Écrou
Clés (dynamométrique)
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Poteau
Fondation
Platine
Ancre
ancre
Pied de biche Queue de
carpe
tige lisse crochets Tige marteau
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continu
Assemblage poutre -poutre
Assemblage
boulonné
Assemblage soudé
Assemblages rigides
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5- Les planchers
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plancher
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3-Etancheité
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6-Dalle
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6-Bardage et façades
A- Le bardage
« Simple paroi composée de  tôle profilée »
1-Montant de cadre
2-revêtement intérieur.
3-revetêmnt extérieur ( tôle profilée )
4-fixation par boulon ou clous 
5-liaison par boulons ou rivets
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profilée
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cadre
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C- Les façades en verres
1-Montage sur grille 3-Montage en panneau2-Montage sur montant
7-la protection de la structure métallique
1-La protection contre incendie
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compartimentage
-choisir les éléments en acier dont la température
critique est supérieure à la normale
-augmenter la ventilation pour accroître les
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2-La protection corrosion
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Stade de Méazza . Milan
Cristal Palace( Londres) 1851. détruit en 1936
Gare de TGV de Satolas . (Lyon; France)
Pont du Golden Gate. San Francisco
La Pyramide de Louvre . Paris; 1988(Ieoh Ming Pei)
Bibliographie
-Atlas de la construction industrielle; édition Dunod,1966
-les éléments des projets de construction. Édition
Duno.2000
-la conception de la charpente métallique.
-TA 320
-histoire de L’architecture moderne tome 1(Leonardo
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-TA 327
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Sommaire
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Notre discour
Notre discourNotre discour
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Structure metalique

  • 1. École Polytechnique d’Architecture et d’Urbanisme Atelier quatrième année; groupe 09 Présenté par TASSINE Youcef Exposé sur les structures métalliques Enseignants Mr Baghli .F Mr Mezoued
  • 2.
  • 3. PLAN DE L’EXPOSEPLAN DE L’EXPOSE 1- Introduction a) Bref historique b) Définition 2-Propriétés du matériau « Acier » (et de ses produits ) 3-Systèmes porteurs et le contreventement a) Fondations b) Poteaux c) Poutres d)Éléments à Treillis d)-1 Montants d)-2 Fermes
  • 4. f) Structures tendues; structures suspendues 4- Les assemblages 5-les planchers 6- Le bardage et façades e) Le contreventement 7-la protection de la structure métallique Conclusion
  • 5. Le fer et la fonteLe fer et la fonte étaient couramment employés dans laétaient couramment employés dans la construction depuis l’antiquitéconstruction depuis l’antiquité jusqu’au XVIII e siècle. Les grecs ontjusqu’au XVIII e siècle. Les grecs ont utilisé des crampons et des goujonsutilisé des crampons et des goujons de fer pour appareiller des blocs dede fer pour appareiller des blocs de pierre à joints vifspierre à joints vifs.. L’architecture gothique utilisa leL’architecture gothique utilisa le chaînage métallique pour assurer lachaînage métallique pour assurer la cohérence des édifices de pierrecohérence des édifices de pierre.. A la renaissance et à l’âgeA la renaissance et à l’âge classique, l’usage de chaînages etclassique, l’usage de chaînages et d’armatures de fer était courantd’armatures de fer était courant.. a) Bref historique )armature de fer du pronaos (église de sainte- Genevière)
  • 6. b) Définition Acier = Fer - le carbone brûlé Acier = Fer avec 1.8 % du carbone ( au maximum) Élasticité Résistance Ductilité LAMINAGE
  • 7. Le cheminement des charges dans les structures Surcharges d’exploitation Surcharges climatiques Action du séisme Les charges permanentes Surcharges d’exploitations=les personnes + le mobilier Surcharges climatiques=vents +pluie +neige Charges permanentes=pois des la structure +l’ensemble des éléments de revêtements 3-Systèmes porteurs et le contreventement
  • 8. a) Les fondationsa) Les fondations Liaison articulée Liaison encastrée Fondation en béton
  • 9. Profils creux Profils composés à âme(s) pleine(s) Profilé renforcé à section ferméeProfilés en I ( laminés) b) Les poteauxb) Les poteaux
  • 10. Les poteaux mixtesLes poteaux mixtes Poteau en acier avec noyau porteur en béton Poteau en béton armé en profilés
  • 11. c) Poutres a) Les poutres à âme pleine Poutre en I PoutrellePoutrelle « alvéolaire« alvéolaire«« Poutre en H Poutre en U
  • 12. a) Les poutres creuses Profil a âme double Tube rectangulaire tube circulaire
  • 13. d)Éléments à Treillis d)-1 Montants Membrure Barres de treillis Montant à Treillis Avantages: -Économie de poids et de matière -Résistance au flambement et à la flexion - Fabrication coûteuse -Utilisés en cas de charges axiales seulement Inconvénients
  • 14. d)-2 Fermes Faîtage Poteau membrure supérieure Membrure inférieure ( Entrait ) Nœud Poinçon D iagonale Diagonale membrure supérieure Membrure inférieure ( Entrait ) Nœud Poteau Ferme à treillis
  • 15. d)-2 Exemples de Fermes à treillis
  • 16.
  • 17. e) Le contreventement Types de liaison Liaison articulée Liaison rigide rotation Pas de rotation
  • 18. Degré de stabilité d’un cadre Instable(-1) Isostatique (0) Hyperstatique (+1) Liaison articulée Liaison rigide Hyperstatique (+3) Hyperstatique (+2) Hyperstatique (+1)
  • 19. A) Contreventement dans une ossature articulée Dalle( contreventement horizontal) Contreventement vertical transversal Contreventement vertical longitudinal
  • 20. Les trois cas possibles 2-poteaux continus 1-Système statique 3-sommiers continus
  • 21. Treillis en V (palée triangulée)
  • 22. Contreventement horizontal Détails de treillis Barre de contreventement en cornière Contrevente ment en V Contrevente ment en X Gousset
  • 23.
  • 24. B)-1 Cas de grande hauteur vent vent Chapeau en treillis Tirant
  • 26. C)Exigences de le RPA (2003) -« En zones sismiques, seuls les assemblages rigides sont  autorisés (les assemblages semi rigides ne sont pas admis) ».  -« Pour tout système structural, quand l’une des combinaisons  d’actions incluant l’action du vent produit des effets plus  défavorables que ceux produits par les combinaisons incluant le  séisme, le dimensionnement de ce système sera déterminé sur  la base des combinaisons incluant le vent »  -«  La hauteur de tout bâtiment utilisant le  système de portique  autos table pour le contreventement, doit être limitée à 5 niveaux  ou 17 m ». « Les systèmes de contreventement par portique auto stable  supposent des remplissages d’ossature en éléments légers  compatibles avec les systèmes constructifs considérés et qui ne  gênent pas les déplacements d’ossature. » -« La hauteur des bâtiments utilisant le  système  de palées  triangulées concentrées   pour le contreventement, doit être  limitée à 10 niveaux  ou 33m. Dans cette classe de contreventement, on distingue  deux (02) sous classes, soit des palées en X et en V ( les  palées en K n’étant pas autorisées ) » « RPA 99 version  2003.  chapitre 8  p 87 à 93 »
  • 27. f) Structures suspendues et structures tendues 1) Structures suspendues Espace libre Câbles Tirant  Poteau Mât  Mât 
  • 29. Nappe de câbles porteurs + fibre de verre Montage d’une rotule de tirant
  • 30. Le stade olympique de Munich Exemple Liaison mât-Câble
  • 31. 4- Les assemblages « Assemblage au moyen de courtes tiges métalliques dont on écrase la pointe » (Encarta 2004) 1-le rivetage Tige Éléments à assembler Contre bouterolle bouterolle Compression
  • 32. 2-Le soudage Cordon de soudure Soudure en bout Soudure d’angle
  • 33. 3-Le boulonnage Élément 01 Élément 02 Boulon Tête hexagonale Vis à tige filetée rondelles Écrou Clés (dynamométrique)
  • 35. Pied de biche Queue de carpe tige lisse crochets Tige marteau Les formes possible des ancres
  • 37.
  • 41. Assemblages particuliers Assemblage poutre -mur porteur Niche ou réservation Poteau -poutre à treillis
  • 42. 5- Les planchers Exemple de composition d’un plancher 1- Revêtement de sol 2- Chape 3-Etancheité 4I-Isolation 5-Chape de nivellement 6-Dalle 7-Structure porteuse (poutre) 8- Plafond suspendu
  • 43. Exemples de planchers à deux niveaux de poutres
  • 44. Dalle sur coffrage perdu Tôle profilée
  • 45. Plancher mixte avec connecteur
  • 47. 6-Bardage et façades A- Le bardage « Simple paroi composée de  tôle profilée » 1-Montant de cadre 2-revêtement intérieur. 3-revetêmnt extérieur ( tôle profilée ) 4-fixation par boulon ou clous  5-liaison par boulons ou rivets 6-Isolation 7- joint thermique    Bardage avec isolation
  • 48. Les panneaux sandwiches « Panneaux composés de deux tôles et une âme rigide,isolante,coulée sous pression »  Montant de cadre Profilé en C Larmier (support) attache Tôle profilée Joint d’étanchéité Mousse isolante compacte
  • 49. B- Les façades lourdes Montant de cadre Plaque préfabriqué en béton Suspension des plaques Dalle
  • 50. C- Les façades en verres 1-Montage sur grille 3-Montage en panneau2-Montage sur montant
  • 51. 7-la protection de la structure métallique 1-La protection contre incendie -Limiter l’étendue de l’incendie par des compartimentage -choisir les éléments en acier dont la température critique est supérieure à la normale -augmenter la ventilation pour accroître les dissipations de la chaleur -intégrer des systèmes de détection et extinction automatique 2-La protection corrosion -protection par revêtement -zingage -peinture
  • 53. Cristal Palace( Londres) 1851. détruit en 1936
  • 54. Gare de TGV de Satolas . (Lyon; France)
  • 55. Pont du Golden Gate. San Francisco
  • 56. La Pyramide de Louvre . Paris; 1988(Ieoh Ming Pei) Bibliographie -Atlas de la construction industrielle; édition Dunod,1966 -les éléments des projets de construction. Édition Duno.2000 -la conception de la charpente métallique. -TA 320 -histoire de L’architecture moderne tome 1(Leonardo bénevolo(. -TA 327 -RPA 1999, version 2003 -Encarta 2004 -intenet