rapport-construction-metallique-pylone-2

CONSTRUCTION METALLIQUE 2009/2010

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Introduction

Source: www.almohandiss.com


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1- Dfinition dun pylne

1.1 Historiquement

Un pylne (terme issu du grec pulon , signifiant portail) est une construction

monumentale forme de deux tours base rectangulaire surmontes d'un linteau, entourant

une porte dentre dans les temples gyptiens. l'extrieur, des renfoncements permettaient de planter dimmenses mts lextrmit desquels flottaient des oriflammes, annonant de loin la prsence de la maison divine.

Pour se rendre au temple, les gyptiens empruntent l'alle pave borde de Sphinx,

appele dromos, qui part gnralement d'un quai au bord du Nil et o les prtres et le dieu

accostent lors des crmonies. Le pylne marque l'entre de l'enceinte du temple. Prcd de

statues colossales du roi et d'oblisques, il ouvre sur une cour portique qui constitue la

partie publique du temple. Cette esplanade est la seule zone accessible la foule lors des

processions car le sanctuaire proprement dit leur est interdit.

Si, l'origine, le pylne a pu servir dfendre vraiment l'accs du temple, la fonction a

disparu pour devenir symbolique, puisque des pylnes ont t rigs l'intrieur mme des

enceintes sacres dj protges. dfaut d'ennemis humains, ils font ainsi obstacles aux

forces impures.

Sur ce plan schmatique des temples gyptiens, se sont greffs au cours des sicles des

variantes et des ajouts successifs. Les temples les plus importants peuvent comporter une

seconde cour avec un pylne de dimensions infrieures celles du premier. Lors

d'agrandissements successifs d'un temple, une nouvelle porte, donc un nouveau pylne, tait

rige ; c'est ainsi que l'on compte dix pylnes au temple de Karnak qui a fait l'objet de

remaniements incessants depuis le Moyen Empire.

1.2 Actuellement

Structure en bton arm ou support mtallique vertical destin porter des cbles

lectriques, des antennes de toutes sortes, les ponts suspendus, lclairage public etc..

2- Les types de pylnes

2.1 Pylne en treillis

C'est un pylne mtallique constitu par un assemblage de membrures formant un treillis

et destin la plupart des lignes de transport de l'lectricit, sous forme de tension alternative

ou de tension continue. Il comporte un ft quadrangulaire et des consoles ou des traverses.

Les fondations sont gnralement pieds spars. On les appelle des pylnes ttrapodes.

La tour Choukhov sur le Fleuve Oka est un exemple hors norme de pylne en treillis.




3

2.2 Pylne hauban chanette

Facile monter et de fabrication simple, le pylne chanette est utilis sur certaines

sections des lignes en provenance du complexe La Grande. Il supporte des conducteurs

735 000 volts. Ce type de pylne ncessite moins d'acier galvanis que le pylne hauban en

V ; il est donc comparativement moins lourd et moins cher.

2.3 Pylne tubulaire

De plus en plus, on tend la dfinition de pylne tout support complexe destin aux lignes

de transport. Il en est ainsi de la famille des pylnes tubulaires.




4

2.4 Pylne en bton

Les pylnes en bton sont frquents en HTA, mais on les rencontre aussi en HTB, comme

en Suisse, o on les utilise jusqu'en 380 kV. Ces pylnes sont prfabriqus en usine.

2.5 Pylne en bois

Ce type de pylne est essentiellement utilis en HTA, quoiqu'on le trouve dans certains

pays jusqu'en 161 kV. Des prototypes existent aussi pour des tensions suprieures.




5

3- Enonc et donnes

On dsir construire quatre pylnes portant chaquun 16 projecteur de 2000W, destins

clairer le terrain de football dont le sol est horizontal.

Au voisinage du terrain, les projecteurs seront fixs sur une herse mtallique de section

S= 4m*5m.




6

L=4m

L=5m

La hauteur de la herse est H= .

Les dimensions du projecteur sont 0,8*0,5

Le terrain naturel est constitu dun gros sable de portance 5Kg/cm3, et de

poids spcifique apparent sec est de 1,6t/m 3,de poids spcifique humide est

de 1,8t/m3.

sec= h= 30

Niveau suprieur de la nappe phratique=5m de la surface.

Les caractristiques du sol sont donnes 1m de profondeur du sol.

Le poids daccessoires est 600Kg.




7

Chapitre1 :

Conception et choix des matriaux




8

1.1 Finalits de la construction :

Ce pylne a pour but dassurer lclairage du terrain de football en portant, dune manire rigide, la herse et les diffrents accessoires. Il doit tre :

Rsistant et stable On doit pour cela concilier une juste apprciation de la scurit avec

limpratif de lconomie.

Economique on ne doit pas perdre de vue dans la conception tout ce qui pourrait

augmenter le cot de ldifice, notamment, les dlais dexcution, le

type de matriau utiliser et le moyen de transport...

Durable pour viter des entretiens trop frquents.

Accessibilit Pour faciliter lentretien des projecteurs et le changement ventuel

des profils qui constituent le pylne.

Esthtique et non

encombrant

tant donn quil sera interpos entre les gradins et la pelouse.

A la vue : le pylne est interne mais ne doit pas obstruer la vue des

spectateurs.

La circulation des personnes.

1.2 Matriaux structuraux.

Le tableau suivant nous donne une ide sur le matriau choisi pour la construction de

notre pylne

Matriau Convient/ne

convient pas

justification

Le bois Ne convient

pas

Il nest pas assez rsistant pour des hauteurs importantes et

reprsente par ailleurs des difficults de point de vue

ralisation donc non conomique, Prsentement on peut

liminer le bois qui va revenir trs cher vu limportance de

la structure et en plus cette structure va tre limit dans le

temps.




9

bton arm Ne convient

pas

Vu la hauteur du pylne, le bton arm ne sera pas

conomique, en effet la pression du vent va entraner des

grandes sollicitations ce qui va aboutir des sections

importantes donc de poids propre plus important, ajoutant

les problmes dexcution.

Mtal

(et plus

spcialement

lacier)

convient Cest la meilleure solution vu les avantages suivants :

-Lgret et rsistance.

-Surfaces exposes au vent sont rduites (quoique lon

puisse envisager un treillis en bton, mais cest difficile

raliser), cest un grand avantage car la structure et trs

lance et par consquent les effets du vent sont

prpondrants pour le dimensionnement de la structure.

-Gain norme sur le coffrage et lchafaudage.

-Dlai dexcution rduit.

-Facilit de montage et de dmontage.

Le mtal prsente toutefois un inconvnient majeur celui de la corrosion. En revanche

toutes les prcautions seront prises pour lutter contre.

Concernant la nuance dacier, il est recommand dutiliser lacier doux au lieu de lacier

haute rsistance, pour la construction des pylnes, vu que ce dernier prsente linconvnient

dtre plus fragiles aux basses tempratures et vulnrable aux chocs lors de la construction et

le transport.

Lacier doux et dailleurs mois corrodants. Do on utilisera la nuance Fe E24 disponible

sur le march marocain.




10

1.3 Le site

On a la ville de Fs se situe lintrieure du pays loin de locan, daprs le NV65

1,242, page 58, le site est considr comme normal, la dtermination du type de site nous

permettra, par la suite de dterminer le coefficient de site KS.

1.4 Transport :

Le pylne sera ralis en atelier et assembl sur chantier. Le transport se fera par camion

avec Remorque ce qui rduit La longueur, la largeur et le poids transportable, ils seront

limits respectivement 12 m; 3.5 m et 15 tonnes. Vu la hauteur du pylne une subdivision

en plusieurs tronons simpose.

1.5 systmes structuraux :

Pour opter pour un mode dappui, il faut examiner les sollicitations :

Verticales : poids de la herse et poids propre du pylne.

Horizontales: vent et surcharges climatiques.

On a le choix entre les trois solutions :

Ce type de pylne nest pas assez rigide, au-del de 100 m ce systme reste la meilleure

solution, donc il convient plutt pour les grandes hauteurs et les cbles sont encombrants. Il

est en plus trs flexible.




11

Le pylne autostable rsiste par le poids des fondations. Il convient pour les petites

hauteurs. Les effets du vent devenant importants avec la hauteur du pylne conduit des

blocs de fondation massifs pour viter le renverssement., ce qui nuit lsthetique de la

structure puisque ces dernieres seront visibles et encombrante. Donc il reste la solution

encastr libre.

Cette solution convient bien car nest pas encombrante,stable et sthtique.

Lallure des diagrammes des lments de rductions (fig 1) nous incite dans le souci dtre

conomique dadopter un pylne enertie variable, Puisquon voit bien que les sollicitations




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diminuent rapidement avec la hauteur. Il serait plus conomique de raliser un pylne

inertie variable.

Type dInertie :(voir les figures suivantes

(a) (b) (c)




13

(a) (b) (c)

On a opter pour notre projet pour cette solution vue que Puisque le 1er tronon sera moin

charg et vu le diagramme des sollicitations(Fig.1), on opte une section constante, et le

reste section variable pour quil soit conomique.

1.6 Descriptions et justification de la solution :

types de formesa)

trois types de formes constructives sont envisageable:

les pylnes tubulaires section circulaires.

Pylnes constitus par un ou plusieurs profils me pleine.

Pylnes en treillis spacial section transversalle triangulaire ou carre.

Forme avantages inconvnients

pylne tubulaire

section circulaire

- les tubes peuvent jouer ce rle vue

leur forme arodynamique

- prsente une bonne rsistance au flambement

- une telle structure est

ouvrageuse et coteuse car

elle ncessite des

assemblages et une main

doeuvre spcialise chres.

- Il sagit de grande hauteur

ce qui va aboutir des

sections (diamtres)

importantes.

Inertie variable par

variation de la largeur

et des sections des

barres :conomique

mais prsente

linconvnient dtre

difficile raliser

Inertie variable par

variation de la section

des barres tout en

gardant la largeur

constante : conomique,

mais on va changer la

section par tronon.

La largeur est

constante sur une

hauteur et on fait

varier la largeur

partir dune certaine

hauteur




14

ainsi notre choix definitif a t fix sur ce dernier type de pylne.

Formes de sectionb)

Trois formes de section envisageable :

Triangulaire

Carre

Hexagonale.

Notre choix a t fix sur une section transversale de forme pour les raisons

suivantes :

Le nombre rduit des membrures et des plans de treillis implique une conomie

sur la main duvre.

La forme triangulaire est une forme gomtriquement stable ce qui permettra

daugmenter la rigidit de lensemble.

Les coefficients de trane Ct sont plus faibles pour une section triangulaire que

pour une section carre. (Cf. NV65 5.23 5.24).

pylne constitu par

un ou plusieurs

profils me

pleine

- Ce genre de pylne est

lourd et plus adapt pour des

petites hauteurs

- les surfaces xposes au

vent seront trs importantes

- les fondations trop

massives et on aura en

consquence un pylne non

conomique.

pylne en treillis

spacial

- plus adapt pour les grandes

hauters

- lgr non encombrant,

- sthetique et ne prsente pas une

grande surface expose au vent,




15

En ce qui concerne la forme du triangle il sera quilatral, car le vent na pas de direction

privilgie.

c) Cotation de la largeur :

La largeur de la section se trouve contrainte par deux conditions :

Condition de non -

flambement de

lensemble de pylne :

condition de transport

1020

ha

h (formule de

bonne pratique)

O h est la hauteur du mt

de pylne et a la largeur

de la section

ma 5.3

Ces deux conditions donnent :

mm

m

mm

3.5a23.5a

4a2 3.5a transportdecondition la

1020

h aon comme m40

h

ah

On remarque que ce domaine de variation est assez large, on

choisit une Variation de la largeur en fonction de la hauteur

de la structure h.

Pour notre cas on prend a=2.5m

d) Choix de la maille et de sa longueur :

Maille

La triangulation de la maille peut tre:

X : avec ou sans montants: Elle est hyperstatique et prsente une difficult de

ralisation au niveau du croisement des tubes.

N :Les nuds sont uniformes ,quatre barres y arrivent plus la membrure.




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V :avec ou sans montants: Simple et facile dessiner et raliser.

Notre pylne aura une triangulation en V avec montants, cette triangulation

On va dtailler le cas de triangulation en V avec montant.

Avantage :

- Facile calculer

- Facile assembler

- Moins encombrent

Inconvnient :

Moins rgide par rapport la triangulation en X

Risque de flombement des diagonales

Conception (voir figure),

Longueur b

Pour des raisons de transport on prvoit de diviser le mt en 3 tronons: 3de 10 m +6m

et 4m(herse). Si b est grande la longueur de flambement augmente. Par contre si b est

petite on aura besoin de plus de barres ce qui engendrera un problme dexcution et

augmentera leffet du vent.

En outre pour minimiser des efforts sur les diagonales:




17

Si > 45 N devient trs grand

Si < 30 problme dxcution de soudage

Les formules de bonne pratique donnent donc les limites suivantes

30 < < 45

b

pour choisir entre b=1 ou 2 m on va vrifier pour chaque tronon =45 on trouve que

b=2m, pour chaque tronon.

e) Nature des barres

Membrures

les tubes prsentent un grand avantage par rapport aux autres profils pour H> 30m :

ils se comportent bien en traction et en compression

offrent une bonne rsistance au flambement et la corrosion du faite quelle

prsente une seule face xterieure expose.

Larodynamisme de leur forme donne un grand avantage sur les autres

profils en offrant une moindre rsistance lcoulement de lair.

Pour les mmes raisons on utilise pour les diagonales des tubes circulaires vu que le

problme de croisement des barres ne se pose pas.

f) Protection contre la corrosion

Le pylne sera soumis une corrosion intense, Pour minimiser la frquence des

entretiens on utilisera une double protection savoir la galvanisation et la peinture.tant

donn quil sera difi dans une rgion cotire.

Les tubes uliliss seront dune paisseur comme indiqu dans le tableau :




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Condition

Expositions

Condition normale

Ou construction

intrieures

Corrosion forte ou

constructions

lexterieure

Corrosion forte et

constructions

lexterieure

Deux face exposes 4 mm 5 6 mm 8 mm

Surface intrieur

exposes

3 mm 4 mm 5 6 mm

Par ailleurs, toutes les les barres seront galvanises puis peints. La peinture sera faite en

trois couches et sera renouvele chaque 3 ans.

g) Mode dAssemblage

Le mode dassemblage qui convient le mieux pour les tubes est le soudage. Les barres

de triangulation seront assembls aux membrures par soudage. Les membrures de deux

tronons seront assembls par deux platines. Chaque platine sera soude sur une membrure

puis boulonne 2 2 .

1.7 Fondation

Puisque les donnes gotechniques du sol ( nature et la portance) ne sont connues qu

une profondeur de 1 m au dessous de la surface du terrain naturel et tant donn que la nappe

phratique se trouve 5 m de profondeur la fondation du pylne sera superficielle.

Pour notre cas de pylne ( 5.3a m; petite largeure ) la solution de fondation unique est

plus conomique que celle qui consiste avoir une fondation sur blocs spars. La liaison

pylne fondation sera assure par une platine avec boulons ancrs dans le massif de bton.

20cm sol




19

Chapitre 2 :

Renseignements gnraux




20

2.1 Matriaux utiliss :

On a dj dfinit la nuance dacier (FE24), qui va tre utilise dans les lments

dossature de la structure, et daprs le rglement CM66, (page 21)

Cette nuance a une masse volumique de 7850km/m3.

Pour le massif de fondation on utilise le bton courant dos 350 km/m3 en

ciment et de masse volumique 2500 kg/m3

Pour la protection contre la corrosion, on prconise une immersion dans un bain de zinc

fondant puis on utilisera les trois couches de peintures :

La premire du type anticorrosion.

La 2me pour protection de la couche primaire.

3me pour lesthtique et le balisage.

2.2 Rglements et documentations

Pour la dtermination des efforts dus au vent nos rfrences sont :

La carte du vent du Maroc et NV 65.

Pour la dtermination des tubes :

On se conformera au courbes ASCECM.

Pour le calcul et vrification de la rsistance

le document de base est CM66,

De mme pour la dtermination des efforts dus au vent

On se base sur la carte du Maroc ainsi le NV65, ainsi le BAEL91 va tre utile pour le

calcul de fondation.

Il faut signaler que les rgles de bonne pratique sont utilises pour la justification.

2.3 Peinture et galvanisation

la galvanisation se fera par immersion de tous les lments mtalliques constitutifs du

pylne y compris les platines ,les boulons dans un bain de zinc fondu.




21

Une couche de peinture sera applique en usine suivie dune deuxime couche pour la

protger. Enfin une couche de finition sera applique sur chantier.

2.4 Les charges et les combinaisons :

La structure sera considre comme encastre- libre et soumise aux systmes de charges

suivantes :

Poids propre de la structure.

Pression du vent normal et extrme.

Surcharge dessai concentr de 100Kg.

La raction due la liaison entre structure- tube.

Les combinaisons possibles sont :

Comme la structure est lgre et lance alors les pressions du vent sont prpondrantes,

do la combinaison (3) qui plus dfavorable + G) (Ve

Avec Ve= 1.75 V

G : sollicitation due aux charges permanentes

G )3(

2

3 G )2(

2

3

4

3 )1(

eV

V

VG




22

Chapitre 3 :

Sollicitations




23

Le CM66 1.10 page 21, prcise les charges, les surcharges et les effets pris en compte

dans les calculs de vrification :

Charge permanentes (Poids propre de la structure) ;

Surcharges climatiques (neige et vent) ;

Surcharge dexploitation ou dessai ;

Variation de temprature ;

Eventuellement sisme.

3.1 Bilan des forces

3.1.1 Charges permanates G

poids propre de la herse et des accessoires estim 600 kg

poids propre du pylne : on suppose quil est de 80 Kg/ml.

Il peut tre estim laide de la masse volumique de lacier qui est gale 7.85 kg/cm3.

Ceci ne peut utilis que si on connat les profils. A ltape de prdimensionnement on utilise

un poids linque de 80 kg / ml pour le calcul du premier tronon et on procdera par des

itrations.

3.1.2 Surcharge dexploitation ou dessai .

Seuls les montants seront vrifis une surcharge de ce type.En effet ,il pourront

servir de marches dchelle. Par consquent on va vrifier les montants pour une

charge concentre de 100 kg dun ouvrier au milieu.

3.1.3 Surcharges climatiques

Temprature Le CM66 1.14 page 23 le pylne peut se dilater librement

vers le sommet.donc, dans le sens de la hauteur , les effets de

variation de temprature largement ngligeables.

Dans le sens transversal, ses effet sont ngligeables car la largeur du

pylne est trs faible ( 3.5 2 m) , on en tient compte que pour des

dimensions dpassant

les 30 mtre).




24

Neige Fs est une ville o la neige ne tombe pratiquement jamais , donc

leffet ne sera pas pris en considration.

Givre

Il peut y avoir du givre mais on nen tiendra pas compte de son effet

trs ngligeable en le comparant celui des prssions du vent.

Seismes

vu que la rgion nest pas sujette au seisme et que la construction

est lgre, donc de faible inertie dynamique, et comme leffet de

seisme est un effet de masse. Donc les effets de seisme ne seront pas

pris en compte dans les calculs.

Vent

Cest la charge la plus prpondrante vu llancement du

pylne . Le vent est un effet de pression et on a essay dans la

conception de diminuer la surface offerte au vent . Maintenant on va

dterminer la rpartition de leffet du vent.

3.2 Rpartition du vent

3.2.1 Pression dynamique de base q10

Daprs le NV65 ( 1.231 page 47), les prssions dynamiques de bases normales et

extrmes sont celle qui sexercent sur une paroi porte une hauteur h infrieure 10 m.

Larticle 1,21 du NV65 donne la pression dynamique en daN / m2 en fonction de la vitesse

V du vent en m / s : Q = 3.16

2V

Daprs larticle 12,2 on doit envisager dans les calculs une pression dynamique normale

et une pression dynamique extrme; le rapport de la seconde la premire est pris gal

1.75.

La carte du vent du Maroc donne :

Qext = 1.75 q normale = Vext2 / 16.3

Vext= 44 m/s




25

Larticle 1,231 stipule que les pressions dynamiques de base normale et extrme sont

celles qui sexercent une hauteur de 10 m au dessus du sol pour un site normal, sans effet

de masque, sur un lment dont la plus grande dimension est gale 0.5 m. Il savre donc

ncessaire dadapter la pression par des coefficients multiplicateurs.

3.2.2 Modification de la pression dynamique de base

La prssion dynamique de base a t definie pour un lment particulier, dans des

conditions particulires. Il y a lieu oprer quelques modifications pour tenir compte des

proprits relatives notre pylne.

a) Effet de la hauteur au-dessus du sol

On considre que qh reste constante jusqu une hauteur de 10 m car il ny a pas

dobstacles.Larticle 1,241 donne la variation de qh pour une hauteur infrieure 500m

m 500 h 10 60

18q 2.5 q

m 10 h q q

10h

10h

h

h

b) Effet de

Larticle 1,242 prconise de tenir compte de la nature du site dimplantation (obstacles

naturels) de la construction par un coefficient multiplicateur appel coefficient de site Ks. Il

est fonction de la rgion et du site.La carte est divise en plusieurs rgions et le site peut tre

de 3 ordres: protg, normal ou expos. Le cahier des charges dit que le sol est horizontal au

voisinage du pylne sur une grande tendue . Ainsi on peut dire que le sol est dgag et

normal vu quil se trouve loin de la mer . Fs est de la rgion 2 donc :

c) Effet de rgion

Il est exprim par la vitesse relative chaque rgion . la rgion de Fs a une vitesse

extrme de : Vext = 44 m/ s Rgion 2

d) Effet de masque

Il est stipul par larticle 1,243 pour tenir compte des obstacles non naturels . Le pylne est

hiss lintrieur du stade donc il ny a que les tribunes qui peuvent jouer le rle de masque .

Ks = 1




26

Le stade nest pas trs grand et la hauteur des tribunes nest pas trs considrable par rapport

celle du pylne .

Ainsi on prend

e) Effet de dimension

Le thorme de Bernouilli est vrifi par des essais en soufflerie sur des parois dont la plus

grande dimension nexcde pas 50 cm. Si elle dpasse 50 cm on doit multiplier qh par un

coefficient rducteur donn par labaque R III. 2 de larticle 1,244 . Ceci est d au fait que

la turbulence cre au contact de la surface diminue quand les dimensions augmentent. est

fonction de la plus grande dimension ( horizontale ou verticale ) de la surface offerte au vent

intressant llment considr et de la cote h du point le plus haut de cette surface.On

distinguera les effets sur la herse et ceux sur le pylne.

PYLONE La dimension maximale est de 40m

HERSE Elle est installe 36m dimension maximale = 5 m

La variation est linaire = 0.0015h + 0.825

H ( m ) 36 40

0.8805 0.885

H(m) 0 - 30 30 - 36

0.76 0.76-0,794

Variation constante Linaire

= 0.004h + 0.65

Km = 1




27

Variation de Coefficient deffet de dimension en fonction de la hauteur pour la herse

Variation de Coefficient deffet de dimension en fonction de la hauteur pour le pylne

3.2.3 Action du vent :

a) Actions dynamiques :




28

Coefficient dynamique

Larticle 1.5 stipule dajouter des effets dynamiques ceux statiques car on peut avoir

une amplification dynamique qui peut entrainer une rsonance . dpend des

caractristiques mcaniques et arodynamiques de la construction mais aussi de la priode du

mode fondamental doscillation de la structure dans la direction tudie.

Les actions perpendiculaires la direction du vent seront ngliges vu que le pylne

est en treillis , daprs lannexe 8,1 .

On va dterminer pour des actions dynamiques parallles la direction du vent.

On distinguera les 2 cas de surcharge:

Surcharges normales

: coefficient de rponse est donn en fonction de la priode T du mode fondamental

doscillation pour divers degrs damortissement.

: coefficient de pulsation est dtermin chaque niveau considr en fonction de sa cote

au-dessus du sol.

: coefficient global dpendant du type de construction

daprs larticle 1,511 = 1 car pylne base triangulaire do

Surcharges Extrmes

ext = max ( 1, ( 0.5 +

)2

)

= 1 = Max ( 1 , ) =

A cette tape de prdimensionnement on ne connat pas la masse de ce fait la priode reste

une inconnue .

Ainsi on va estimer qui appartient [1.3 ;1.4 ] daprs des rsultats empiriques. sera

dtermin par itration. On fixe = 1.3 et la fin du dimensionnement on doit le recalculer.

Si (recalcul) > 1.4 on a sous estim la pression de ce fait il ya un sous

dimensionnement

Si (recalcul ) < 1.4 il ya un sur dimensionnement.

=




29

Conclusion :

b) Actions statiques:

Quelque soit la construction, la face extrieure de ses parois est soumise des succions si

les parois sont sous le vent des pressions sils sont au vent . Ces actions sont dites

extrieures relatives la face A . Pour la face B on parle dactions internes.

Face A

Face B

Action sur les parois

Laction lmentaire unitaire P du vent sur une paroi est donne par :

c: coefficient arodynamique

q : pression de base

Action rsultante unitaire sur une paroi

Pr = ( C1 - C2 ) q

C1 et C2 caractrisent respectivement les actions sur la face au vent et celles sur la face sous

le vent .

Action rsultante totale sur une paroi

Soit S la section dune paroi plane : P = Pr S

q = qh Ks Km (kg/m2)

P = c q




30

Action densemble sur une construction

Laction densemble du vent soufflant dans une direction donne sur une construction est la

rsultante R de toutes les actions P sur les diffrentes parois de la construction . la direction de

cette rsultante diffre gnralement de celle du vent ,elle peut se dcomposer :

suivant la direction horizontale du vent dite trane produisant un effet dentranement

et de renversement.

suivant la direction verticale ascendante appele portance produisant un effet de

soulvement et ventuellement de renversement.

Su

St

Sp reprsente la projection de la surface S de la construction sur un plan perpendiculaire au

vent et Ct le coefficient arodynamique correspondant . Sp est appel surface du matre

couple . Su dsigne la projection de S sur un plan horizontal et Cu son coefficient

arodynamique , on a:

T = Ct q Sp trane

U = Cu q Su portance

Pour le pylne en treillis on remarque que Su est nettement ngligeable devant Sp . On

tiendra donc compte que de la composante T = Ct q Sp

Ceci est aussi vrai pour la herse.

coeficient arodynamique pour la herse:




31

T = Ct q Sp

La surface offerte au vent par les barres de la herse est faible devant celle des projecteurs

donc on aura :

herse la dehauteur de daN/m q0.321.6T '

6.1

C de antecorrespond valeur la donne nous 179 page 5.122 NV65 le 0.900.25

0.32 20

4.6

S

S comme

m 2045

4.68.05.016

h

t

t

lahersesm

t

t

aKKod

C

ona

S

mS

coeficient arodynamique pour le mt:

tC est dfini par le tableau du 5.241 du NV 65 lorsque 35.008.0 suivant les

diffrentes directions du vent.

Pressions dynamiques extrmes et normales pour diffrentes ctes de la herse :

36 0,879 95,44219 109,0617877 5 545,3089 954,2906

37 0,8805 96,20747 110,1238854 5 550,6194 963,584

38 0,882 96,95714 111,17106 5 555,8553 972,7468

39 0,8835 97,69167 112,2037638 5 561,0188 981,7829

40 0,885 98,4115 113,2224308 5 566,1122 990,6963

Pressions dynamiques extrmes et normales pour diffrentes ctes du mt

H Qh Qn=Qh*Ks*Km** ah ah*Qn ah*Qe

0 0,76 50,9025 50,29167 2,5 125,7292 220,0261

1 0,76 52,84959 52,21539508 2,5 130,5385 228,4424

2 0,76 54,73387 54,07706452 2,5 135,1927 236,5872

H Qh Qn=Qh*Ks*Km** ah ah*Qn ah*Qe

Ve =44m/s; Km=1; Ks=1;

Ve =44m/s; Km=1; Ks=1;




32

3 0,76 56,55833 55,87963333 2,5 139,6991 244,4734

4 0,76 4,296875 4,2453125 2,5 10,61328 18,57324

5 0,76 60,03885 59,31838 2,5 148,296 259,5179

6 0,76 61,7 60,9596 2,5 152,399 266,6983

7 0,76 63,31157 62,55182836 2,5 156,3796 273,6642

8 0,76 64,87574 64,09722647 2,5 160,2431 280,4254

9 0,76 66,39457 65,59783043 2,5 163,9946 286,9905

10 0,76 67,87 67,05556 2,5 167,6389 293,3681

11 0,76 69,30387 68,47222676 2,5 171,1806 299,566

12 0,76 70,69792 69,84954167 2,5 174,6239 305,5917

13 0,76 72,05377 71,18912192 2,5 177,9728 311,4524

14 0,76 73,37297 72,4924973 2,5 181,2312 317,1547

15 0,76 74,657 73,761116 2,5 184,4028 322,7049

16 0,76 75,90724 74,99635 2,5 187,4909 328,109

17 0,76 77,125 76,1995 2,5 190,4988 333,3728

18 0,76 78,31154 77,3718 2,5 193,4295 338,5016

19 0,76 79,46804 78,51442152 2,5 196,2861 343,5006

20 0,76 80,59563 79,6284775 2,5 199,0712 348,3746

21 0,76 81,69537 80,71502593 2,5 201,7876 353,1282

22 0,76 82,76829 81,77507317 2,5 204,4377 357,7659

23 0,76 83,81536 82,80957711 2,5 207,0239 362,2919

24 0,76 84,8375 83,81945 2,5 209,5486 366,7101

25 0,76 85,83559 84,80556118 2,5 212,0139 371,0243

26 0,76 86,81047 85,76873953 2,5 214,4218 375,2382

27 0,76 87,76293 86,70977586 2,5 216,7744 379,3553

28 0,76 88,69375 87,629425 2,5 219,0736 383,3787




33

29 0,76 89,60365 88,52840787 2,5 221,321 387,3118

30 0,76 90,49333 89,40741333 2,5 223,5185 391,1574

31 0,774 91,36346 91,929915 2,5 229,8248 402,1934

32 0,778 92,21467 93,2659212 2,5 233,1648 408,0384

33 0,782 93,04758 94,59217048 2,5 236,4804 413,8407

34 0,786 93,86277 95,90897426 2,5 239,7724 419,6018

35 0,79 94,66079 97,21663079 2,5 243,0416 425,3228

36 0,794 95,44219 98,51542594 2,5 246,2886 431,005

RQ : Il ne faut cumuler les moments quaprs les avoir multiplier par (Ct.)

car ce terme diffre dun tronon lautre




34

Chapitre 4 :

Etude du pylne




35

4.1 Mthodes

Le pylne tudi est un treillis spatial encastr- libre de section transversale triangulaire

encastre. Les efforts internes dans les barres peuvent tre calculs de 2 mthodes:

La mthode analytique exacte mais laborieuse (manuel)

La mthode approche assez prcise et bien adapte au calcul des pylnes. Elle

consiste ramener le treillis spatial en un treillis plan en partageant les efforts globaux

dus au vent suivant 3 ou 4 plans du treillis selon le cas. Elle est bien adapte pour

l'tude du vent. De plus NV65 est base sur cette mthode et les coefficients

arodynamiques Ct y font rfrence.

r1.T

r3.T

r4 T

4.2 Rpartition des efforts globaux entres les plans du treillis:

Hypothse

On suppose que :

Chaque treillis plan correspondant une face ne peut opposer aucune rsistance un

effort perpendiculaire son plan. Cest--dire que la rigidit est nulle dans le plan

perpendiculaire au plan du treillis. Il ne reprend que l'effort exerc dans son plan.

Les diagonales (comprims et tendues) sont suffisamment trs mince (c d >100).

Le poids propre de la structure qui sera suppos supporter par les membrures.

4.2.1 Incidence perpendiculaire une face

y rapport par (symtrie)

xrapport par 30cos)(

BCAB

BCAB

TT

TTT

Consquence :

TAC=TBC=T/




36

4.2.2 Incidence suivant une bissectrice

yrapport par 0sin3030sin

rapport xpar 30cos)(

ACAB

ACAB

TT

TTT

Consquence :

(Symtrie)

4.2.3 Incidence parallle une face

On dcompose T en Tx et Ty.

On dcompose Tx en Tx1 et Tx2.

On dcompose Ty en Ty1 et Ty2.

On superpose des diffrentes composantes.

on a dj:

Fig.1 Fig.2

Fig .3

TAC=TBC=T/




37

Ty1 et Ty2 sont suivant la normale une face.

3

2T 30cos

3T 30

y11

y2

2

y

y

y

y

y

T

T

T

T

T

Ttg

On trouve daprs la supesposition des diffrentes composantes on trouve:

4.3 Efforts internes dans les barres dus M, N et T

Lobjectif est de dterminer les efforts internes dus au vent.

Il existe 2 mthodes :

graphique (compliqu).

Analytique ( coupe de Ritter ) : elle est intressante vu quon rudie uniquement la maille

infrieure de chaque tronon ce qui limite les calculs . Elle exige de connatre leffort

tranchant et le moment renversant la base .

On distingue 3 cas :

maille V avec montant

maille X avec montant

maille X sans montant

dans notre cas et sous les exigences du professeur,on a V avec montant dont la mthode est

valable car le systme est isostatique




38

N.B : Les montants :

- Ne reprennent pas leffet du vent ,

- Ils pemettent juste de diminuer la longueur de flambement des membrures

- Assurer laccssibilit du pylne

Ils seront dimensionns un effort de compression gal au centime de leffort de

compression dans la membrure puis vrifis une surcharge de montage

calcul par la methode de ritter

Membrure

D

ADA

a

MaNM

2N 2/1 22

De mme on trouve Ca

Mb

2N1

Diagonale

4.4 Efforts internes rels dans les barres aprs partage des efforts extrieurs

Soient:

M: le moment flchissant pondr d aux pressions du vent sur le mt du pylne.

T : L'effort tranchant pondr d aux pressions du vent sur le mt du pylne.

N : L'effort normal d au poids propre de la herse et au poids propre du mt du pylne.

On adoptera la convention de signe

Traction

nCompressio




39

Voir les formules, des efforts internes, et

les coefficients de partage dans les pages

prcdentes.

Mh : Le moment flchissant pondr d aux pressions du vent sur la herse.

Th : Leffort tranchant pondr d aux pressions du vent sur la herse.

Leffort normal est repris parts gales par les trois membrures, tant donn que le

problme est symtrique.

Efforts dans les membrures

La structure est lgre et les pressions du vent sont prpondrants, donc cest la combinaison

(G) + (Ve) , donc 1.75 (V) + (G) qui est la plus dfavorable.

Incidence normale une face :

3375.1

N

a

MNN

g

g

BA

Pour obtenir leffort dans la membrure la plus sollicit en compression (ou traction), il faut

retrancher (ou ajouter) leffort d Mh. En supposant que la herse est perpendiculaire la

direction du vent.

Ainsi on a :

3)

3

2(75.1

3)

3(75.1

N

a

M

a

MN

N

a

M

a

MNN

h

h

g

g

B

h

h

g

g

CA




40

Incidence suivant une bissectrice :

3)

3

2(75.1

3)

3(75.1

N

a

M

a

MN

N

a

M

a

MNN

h

g

g

B

h

g

g

CA

Incidence parallle une face :

33275.1

3333375.1

332

3375.1

332

3375.1

N

a

M

a

MN

N

a

M

a

M

a

M

a

M

a

MN

N

a

M

a

M

a

M

a

MN

N

a

M

a

M

a

M

a

MN

h

hxC

h

hyxyxC

h

hyyxA

h

hyyxB

Pour NA et Nc, il faut ajouter + ou - selon o on a une traction ou compression

(respectivement)

Efforts dans les diagonales

Comme pour le cas de membrure le pylne est lger et les pressions du vent sont

prpondrants, donc cest la combinaison (G) + (Ve), donc 1.75 (V) + (G) qui est la

plus dfavorable.

h

h

a

M




41

Incidence normale une face

3275.1N 3

Cos

T

a

Mtg

Cos

T h

Incidence parallle une face

Incidence suivant une bissectrice :

3275.1N 3

Cos

T

Cos

T h




42

On va distinguer 3 cas : Diagonales appartenant au

plan AB , au plan BC ou au plan AC, la plus grande

cest la plus dfavorable, donc on va prendre :

coscos.3.2

2

;cos

cos.233.cos.3

sup75.13hy

hyx

TT

TTT

N

Dtermination de lincidence la plus dangereuse :

Pour le pylne: lincidence la plus dangereuse sera celle correspondra au coefficient de

trane le plus lev.

Ce coefficient est donn par (NV65 5.241)

Incidence normale une face : 8.224.21 Ct

Incidence suivant une bissectrice : 4.182.12 Ct


4.182.1

56.0

1y

x

C

C

(Notation inverse de celle du NV65)

Comparons Ct1 et Ct2 en fonction de.

On a

3.01.4

0.42 0

1.4-0.42

)4.18.2(82.124.2

21

21

CtCt

CtCt

Pour 0


43

On ne peut pas trancher quant la comparaison entre lincidence normale une face. On

ferra tude en parallle de ces deux incidences pour dterminer pour chaque effort interne

celle qui est la plus dangereuse.

La herse : on a suppos que le vent souffle perpendiculairement son plan (cas le plus

dfavorable) ; car on ne connat pas sa position par rapport la direction du vent.

4.5 Mthode de calcul et de dimensionnement

Comme signal auparavant, le mt de pylne sera divis en cinq tronons. Chaque

tronon sera dimensionn suivant ses lments les plus sollicits et, pour raison de

standardisation en optera les mme tubes pour toutes les mailles du mme tronon. Donc le

pylne sera calcul tronon par tronon du haut vers le bas. Chaque tronon sera

uniforme.Nous rechercherons les sollicitations les plus dfavorables la base de chaque

tronon,on va dimensionner avec puis garder les mmes barres pour tout le tronon.

On supposera, pour les pressions dynamiques du vent, une distribution trapzodale pour

chaque tronon. Cette distribution, certes non scuritaire, sera compense par un

surdimensionnement des barres (en ne les faisant pas travailler leur limite lastique).

Les moment et les efforts tranchants au niveau de la maille infrieure de chaque tronon

seront dtermins deux coefficients prs ( et Ct). Ils sont appels moments et efforts

tranchants fictifs.

Avant de les substituer dans les formules donnant les efforts internes dans les barres (N1,

N2, N3) ils seront multiplis par des coefficients et Ct correspondants.

Notation

i : 40 i on note ainsi ces tronons de haut vers le bas. Lindice 0 est affect la herse.

P1i : pression dynamique normale lextrmit suprieure du tronon i.

P1i : pression dynamique normale lextrmit infrieure du tronon i.

Ri : Rsultante des pressions dynamiques normales sure le tronon i.

hi : hauteur du tronon i.

Yij : bras de levier de la rsultante Ri dans la maille infrieure du tronon j.

Mij : Moment d la rsultante Ri dans la maille infrieure du tronon j.

Il est noter que Ri et Mij sont fictifs, i et Cti sont relatifs au tronon i.




44

Dtermination des sollicitations

a) rsultante Ri (efforts tranchants fictifs non pondr)

Avec

Ri = h *( P1i + P2i ) / 2

P1i Ri

Yi hi Ri

Les diffrentes Ri sont donnes dans le tableau suivant:

Tronant La hauteur hi (m) Charge P1i (daN/m) Charge P2i(daN/m) Rsultante Ri(daN )

0 4 566,1121538 545,3089383 2222,842184

1 6 246,2885648 223,5185333 1409,421295

2 10 223,5185333 199,0711938 2112,948635

3 10 199,0711938 167,6389 1833,550469

4

10 167,6389 167,6389

1676,389

P2i




45

Bras de levier Yij (j>i)

Les bras de levier Yij (m) sont donns dans le tableau suivant :

0 1 2 3 4

0 2,012478448 8,012478448 18,01247845 28,01247845 38,01247845

1 - 3,048466768 13,04846677 23,04846677 33,04846677

2 - - 5,096418733 15,09641873 25,09641873

3 - - - 5,142857143 15,14285714

4 - - - - 5

les moments Mij (daN.m)

j

i

iijiijij RYRYM0

ii

i

ii

ii

iiii

ii

i

ii

h

i

i

ii

ii

i

i

iii

h

i

ij

j

ik

kijij

PP

P

PP

PP

PPPh

hP

h

PP

dxPxh

PPx

PP

Ph

PPxPor

dxxxP

on

YonsDeter

hYY

i

i

21

1

21

21iij

221

i

2

ij

2

2

2

i21

iji

02

21iji

i21

221

0iji

1

3

hY

3)(2(R6

Y

63 h2YR

YR

h2

Ri

x)(

)(YR

: a

: min

j

jk

k

ii

i

ii

i

ii

i

hPP

P

PP

P

donc

PP

P

121

1i

21

1i

ij

21

1iij

j i si 13

h

ji si 13

h

Y

:

13

hY




46

Le tableau suivant donne les valeurs des diffrents )( ijM ij en daN.m.

).( mdaNM ij Non pondrs

Mij 0 1 2 3 4

0 4473,421989 17810,47509 40038,89693 62267,31877 84495,74062

1 - 4296,573978 18390,78692 32484,99987 46579,21281

2 - - 10768,47101 31897,95736 53027,44372

3 - - - 9429,688125 27765,19281

4 - - - - 8381,945

Principe de dimensionnement :

Le dimensionnement se fait dune manire itrative, pour chaque tronon, en

commenant par le tronon suprieur 1 et respectant les tapes suivantes :

on dtermine leffort tranchant et le moment rsultant des tronons suprieurs dj

connus pour chaque incidence ( Ct spcifique chaque incidence )

Ti =

i

j

TjCtjj1

** Mi =

i

j

MjCtjj1

**

On dtermine le moment M et leffort tranchant T concernant le tronon tudier

On dtermine le moment et leffort tranchant ds la herse Mh et Th

on estime le poids propre de la partie du mt du pylne considre . Ainsi on

dtermine le poids propre total qui est la rsultante du :

poids propre des tronons dj calculs

poids popre estim du tronon calculer

poids propre de la herse

on estime . puis pour chaque incidence on dtermine Ct,Cx et Cy.

on calcule leffort extrme et le moment extrme la base du tronon considr pour

chaque incidence

TG = Ct * *T + Th

MG = Ct * *M + Mh

pour chaque incidence on utilise les formules dj tablies afin de dterminer les

efforts dans les membrures et les diagonales. On dimensionnera avec les efforts les

plus dfavorables.




47

Dans le tronon 1 on a

Dans ces conditions on a :

On dimensionne les barres pour satisfaire aux conditions de rsistance et de non

flambement en tenant compte lpaisseur minimale de corrosion.

on utilise les courbes A2CEC pour dimensionner les membrures et les diagonales

on trouve le nouveau et on reitre jusqu ce que les profils obtenus soient les mme

que ceux de la dernire itration.

Une fois la convergence obtenue, on passe au tronon suivant en considrant les poids et

les rels des tronons prcdents.

Un programme a t ralis pour rendre le travail moins laborieux. Ainsi on va dtailler

le dimensionnement des premiers tronons et pour le reste on se contentera de prsenter

leffort le plus dfavorable et les diamtres choisis.On a jug ce choix louable pour ne pas

trop remplir le rapport de rpititions.

Longueur de flambement

Pour toutes les barres (membrures & diagonales) les longueurs de flambement sont

identiques. La longueur de flambement est telle que 00 9.07.0 lll f Pour les raisons de

scurit nous prendrons pour les membrures lf =0.9 l0.

Puisque les diamtres des diagonales sont infrieurs ceux des membrures on prendra

lf =0.8l0 pour les diagonales.

Dimensionnement du premier tronon :

a) membrure :


Il faut dire que le premier tronon a une largeur constante vue la conception adopte

donc : maaa h 5,221 , et que la membrure B est la plus sollicite.




48

3)

3

2(75.1

N

a

M

a

MN hB

Pour la herse :

herse. la 6.1

32.0

:donc 183 page NV65 6.1 32.045

8.05.016

0

0

00

Ct

CtS

S

t

p

Dimensionnement du premier tronon :

On estime

daN 1080 600680

daN.m 9118.96 6.132.0475.17810..

daN.m 981,68 12.0904.14296,57..

) NV65 ( 904.18.224.2Ct 12.0

1

0001

1111

11

h

h

PhPN

CtMM

CtMM

Avec :

P : poids linaire estim 80 daN/ml.

Ph : poids de la herse 600 daN.

Donc on a pour le premier tronon 1 :

daN 1080 N

daN.m 9118.96 M

daN.m 981.68 M

m 2

h

a

daN 9510.942

1080

2

96.9118

32

68.981275.1NB

Do NB = -9510.94 daN

12.01




49


La membrure B est la plus sollicit

332

3375.1

) 65 NV de celle de inversenotation avec ( 4.182.1

56.0

N

a

M

a

M

a

M

a

MN

C

C

h

hyyx

B

y

x

3

1080

2

96.9118

2

75.851

32

72.28875.1

daN 1080 N

daN.m 96.9118M

daN.m 75.85157.429612.0652.1..

daN.m 72.28857.429601256.0..

652.1C & 56.0C 12.0

h

111

111

yx1

Byy

xx

NMCM

MCM

Do NB = -9230.22 daN (incidence parallle une face).

On remarque que lincidence normale une face, est la plus dangereuse, donc on dimensionne la

membrure avec leffort :

9230.22 N = daN compression.

La longueur de flambement :

Donc : m8.1l 20.9l 0.9l f 0f

Do

mL

N

f

B

8.1

daN 9230.22

La courbe A2CECM nous donne le tube 60,3/4,5

b) Diagonale

3375.1

N

a

M

a

M

a

MN h

yxB




50


daN 70.30467071.0

09.1138

37071.02

32275.1

3275.1N

daN 09.1138 42222,8421832.06.1..

daN 32251409,4212912.0904.1..

3

000

111

Cos

T

Cos

T

RCtT

RCtTT

h

h

r

Incidence parallle une face : (toujours on a 0et 2 ma )

Daprs lquation (*), avec 0et 2 ma on a :

On remarque que lincidence parallle une face, est la plus dangereuse, donc on

dimensionne la diagonale avec leffort :

2487.96 daN en N3 = traction

&

2487.96- daN N3 = compression




51

Longueur de flambement m 26,2220.8 8.0 0 l

Donc : La courbe A2CECM nous donne le tube 76.1/4.5

Recalculons 1

:

11

11

1

11

de totalesurface :

de pleine surface : Avec

St

Sp

St

Sp

La longueur de membrure est LM =10 m.

La longueur de diagonale est

m 751,278.0

103.608

cos22

3

MDl

Et vu quon a 2 membrures et 6 diagonales alors :

205,012

46,2

m 12262

m 46.226

1

1

St

llSp MMDD

En ritrant et en prenant comme valeur initial 205.01 .

Membrure


On rappelle quon a 0 puisquon est toujours dans le premier tronon.

2me itration :




52

3

)3

2(75.1

N

a

M

a

MN hB

daN 1080 600680

daN.m 9118.96 6.132.017810,47..

daN.m 1682.32 205.091.14296,57..

) NV65 ( 66.18.224.2Ct 205.0

1

0001

1111

11

h

h

PhPN

CtMM

CtMM

Donc on trouve :

daN 84.100383

1080)

2

96.9118

32

1682.322(75.1

BN


daN 41.9767N

3

1080

2

96.9118

2

6.1347

32

24.49375.1

daN 1080 N

daN.m 96.9118M

daN.m 6.134757.4296205.053.1..

daN.m 24.49357.4296205.056.0..

53.14.182.1C & 56.0C 205.0

B

h

111

111

yx1

Byy

xx

NMCM

MCM

Donc lincidence normale une face est plus dangereuse do :

N= daN 84.10038 Compression

Diagonale


daN 04.2864N comme

daN 04.286478.0

09.1138

378.02

62.47975.1

3275.1N

daN 09.1138 2222,8432.06.1..

daN 62.4791409,42205.066.1..

3

'

3

3

000

111

N

Cos

T

Cos

T

RCtT

RCtTT

h

h

r





53

daN 3415.8

)coscos.3.2

2(75.1N

35.1473

T41.93

3

T

:aon

06.4421409,42205.053.1

8.1611409,42205.056.0

coscos.3

2 ;

coscos.233.cos.3sup75.1

3

yx

11

11

hy

yy

xx

hyhyx

TT

comme

daNRCT

daNRCT

TTTTTT

Lincidence la plus dangereuse est celle de normale une face N= daN 3415.8 .

Donc pour 205.01 on a:

Membrure daN 84.10038N= lf =1.8 m A2CECM 60,3/4,5

Diagonale daN 3415.8 N= lf =2,75 m A2CECM 76.1/4.5

12.01 . Donc on sarrte ici puisquon a trouv les mmes profils pour

Le poids linaire exact du premier tronon :

On a :

mldaN 49,83

79.375.2619.6636

1

79.3619.636

11

DM llP

P1= 49,83 daN /ml (poids linaire exact pour le premier tronon)

Tube Poids linaire

76.1/4.5 10.06 daN/ml

60,3/4,5 6,19 daN/ml




54

Rcapitulatif :

12.0 Membrure Diagonale

EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-9510.94

compression

3046.7

Incidence parallle

une face

-9230.22

compression

2487.96

Tubes 60,3/4,5 76.1/4.5

205.0 1


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-9682,14

compression

3194,38

Incidence parallle

une face

-9602,08

compression

3192,28

Tubes 60,3/4,5 42.4/4

P1= 49,83 daN /ml (poids linaire exact pour le premier tronon)

Dimensionnement du deuxime tronon

a) Membrure


Dans ce tronon on a

3)

3cos

2(75.1

N

a

M

a

MN

h

h

B

904.0Ct 0.12 estim

66.1205.08.224.2Ct 205.0

22

11




55

daN 1698.98 600801083.496

daN.m 20499.91 6.132.040038,89..

daN.m 5.5527 904.112.010768,4766.1205.018390,78....

) NV65 ( 904.18.224.2Ct 12.0

2211

0002

22221112

11

h

h

PhPhPN

CtMM

CtMCtMM

Donc :

daN 22742.68-

3

5.1698)

5.2

9.20499

378.05.2

5.75522(75.1

BN

incidence parallle une face

332

3375.1


56.0

N

a

M

a

M

a

M

a

MN

C

C

h

hyyx

B

y

x

daN 94.38822 3

98.1698

5.2

20499

78.05.2

42.8355

378.05.2

9.283475.1

daN 1698.98 N

daN.m 20499M

daN.m 42.835510768,4712.0652.118390,78205.0655.1....

daN.m 9.283410768,4712.056.018390,78205.056.0....

652.1C & 56.0C 12.0

655.1C & 56.0C 205.0

h

22221211

22221211

y2x22

y1x11

B

yyy

xxx

N

MCMCM

MCMCM

donc lincidence parallle une face est plus dangereuse do :

4

88.9 tubeA2CECM m 8.1

daN 94.38822

fl

N

b) Diagonale :

incidence normale une face :




56

daN 49.3223N comme

daN 09.113832

62.1034

78.0

75.1

32

75.1N

daN 09.1138 2222,8432.06.1..

daN 62.10342112,9412.0904.11409,42205.091.1....

3

'

3

3

000

222111

N

TT

Cos

RCtT

RCtRCtTT

h

h

r


daN 81.3222NN daN 81.3222;24.3019

09.89594.211212.0652.142.1409205.0655.1

7.3032112,9412.056.01409,42205.056.0

coscos.3.2

2

;cos

cos.233.cos.3

sup75.1

3'

3

222111

222111

3

Sup

daNRCRCT

daNRCRCT

TT

TTT

N

yyy

xxx

hy

hyx

Donc lincidence normale a une face est la plus dangereuse do :

4

48.3 tubeA2CECM m 2,56 25.28,0

daN 81.3222

fl

N

Recalculons 2 :

22

22

2

22

totaledesurface :

de pleine surface : Avec

St

Sp

St

Sp

La longueur de membrure est m 10 lM .

La longueur de diagonale est m 75,278.0

109.8805.22

cos05,22

3

1

1

MDl

2me itration :




57

Un plan du tronon 2 se compose de 2 membrures et 10 diagonales alors :

10,05.22

266.2

m 5.2225.22

10Sp

m 266.2 3-48.3E 75.2239.8810222

1

2

5

1

1

EllSpi

DiDMM

En ritrant avec 10,01

.

Membrure :


96.110.08.224.2Ct 10.0

66.1205.08.224.2Ct 205.0

12

11

Donc :

daN 20735.30-

3

98.1698)

5.2

81.21842

378.05.2

6.60342(75.1

BN


33

233

75.1


56.0

N

a

M

a

M

a

M

a

MN

C

C

h

hyyx

B

y

x

3)

3

2(75.1

N

a

M

a

MN

h

hB




58

daN 23470 3

98.1698

5.2

20499

78.05.2

17.7965

378.05.2

29.271475.1

daN 1698.98 N

daN.m 20499M

daN.m 17.796510768,4710.0624.118390,78205.0655.1....

daN.m 29.271410768,4710.056.018390,78205.056.0....

624.1C & 56.0C 10.0

655.1C & 56.0C 205.0

h

22221211

22221211

y2x22

y1x11

B

yyy

xxx

N

MCMCM

MCMCM

Donc lincidence parallle une face est plus dangereuse do :

4

88.9 tubeA2CECM m 8.1

daN 23470

fl

N

Diagonale :


daN 61.3092N comme

daN 09.113832

53.832

78.0

75.1

327747.0

75.1N

3

'

3

3

N

TT

h


daN 09.1138 2222,8432.06.1..

daN 53.8322112,9410.0848.11409,42205.053.1....

000

222111

RCtT

RCtRCtTT

h

r




59

daN. 35.4151N : alors on trouve

calcul) (dja 17.7965

03.8192112,9410.0624.11409,42205.0655.1

12.2802112,9410.056.01409,42205.056.0

coscos.3.2

2

;cos

cos.233.cos.3

sup75.1

3

222111

222111

3

daNmM

daNRCRCT

daNRCRCT

TT

TTT

N

y

yyy

xxx

hy

hyx

Donc

lincidence parallle a une face est la plus dangereuse do :

4

48.3 tubeA2CECM m 2,56 25.28,0

daN 35.4151

fl

N

Membrure N=23470daN lf =1.8 m A2CECM 88.9/4

Diagonale N=4151.35 daN lf =2,56 m A2CECM 48,3/4

.Donc on sarrte ici puisquon a trouv les mmes profils

Le poids linaire exact du deuxime tronon :

On a :

tube Poids linaire

48.3/4 4.37daN/ml

88.9/4 10.35 daN/ml

P2= 65 daN /ml (poids linaire exact pour le 2me tronon




60

Rcapitulatif :


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-22742.68

compression

3223.49

Incidence parallle

une face

-23882.94

compression

3222 .81

Tubes 88.9/4 42.4/4

1.0 1


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-20735.30

compression

3092.61

Incidence parallle

une face

-23470.05

compression

4151.35

Tubes 88.9/4 48.3/4

P2= 65 daN /ml (poids linaire exact pour le deuxime tronon

Dimensionnement des autres tronons :

(a) 3me tronon :


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-26957.77

compression

3315.94

Incidence parallle

une face

-30555.67

compression

3435.96

Tubes 101,6/5 60,3/4.5




61


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-30959.84

compression

3268.69

Incidence parallle

une face

-29878.9

compression

3492.04

Tubes 101,6/5 60,3/4.5

Le poids linaire exact du troisime tronon :

On a :

P3= 98.31 daN /ml (poids linaire exact du troisime tronon

(b)4me tronon :


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-35232.83

compression

2270.31

Incidence parallle

une face

-41589.60

compression

3787.67

Tubes 108/6.3 60,3/4.5


EFFORTS

(daN)

Incidence normale

une face

-35001.5

compression

2190.5

Incidence parallle

une face

-41121.5

compression

3700.36

Tubes 108/6.3 60,3/4.5

Le poids linaire exact du quatrime tronon :

tube Poids linaire

60.3/4.5 6.19 daN/ml

101.6/5 12.5 daN/ml




62

On a :

P4=115.93 daN /ml (poids linaire exact du quatrime tronon

Rcapitulation :

Tronon i La hauteur (m) Membrure Diagonale Poids linaire

(daN/ml)

1 6 60.3/4.5 42.4/4 49.83

2 10 88.9/4 48.3/4 69

3 10 101.6/5 60.3/4.5 98.31

4 10 108/6.3 60.3/4.5 115.93

Le poids total du mt de pylne :

daN 3127,68

115,9398,3168,63*1049,836

1010106 4321

4

1

PPPPhpi

ii

Le poids total du pylne :

daN 3727,68

60068,31276004

1

i

iiTotal hpP

Tube Poids linaire

60.3/4.5 6.19 daN/ml

108/6.3 15.8 daN/ml

mldaN 115.93

19.6449.1828.150031.10310

1

19.628.15310

1 4

1

4

i

DiM llP




63

a/-incidence normale une face

0 1 2 3 4

0 2437,76 9714,65 21842,81 33970,95 46099,11

1 - 813,39 3489,01 6164,63 8840,25

2 - - 2545,58 7730,08 12914,57

3 - - - 2831,19 8504,92

4 - - - - 2829,42

r

jM 2437,76 10528,04 27877,4 50969,85 79188,27

b/- Incidence parallle une face

0 1 2 3 4

0 2437,76 9714,65 21842,81 33970,95 46099,11

1 X

- 238,48 1022,96 1807,43 2591,91

y - 704,80 3023,2 5341,6 7660,01

2

X - - 771,39 2342,45 3913,5

y - - 2237,03 6793,09 11349,16

3

X - - - 865,9 2601,17

y - - - 2498,75 7506,25

4

X - - - - 850,25

y - - - - 2467,77

r

ijM

X 2437,76 9953,13 23637,16 38986,73 5605,65

y 2437,76 10419,45 27103,04 48604,39 75082,3

On peut conclure que le moment dencastrement prendre en compte pour le calcul de fondation est

79188,27 daN.m donn par lincidence normale une face.




64

Chapitre 5 :

Excution des travaux




65

5.1 les tches principaux du chantier

Achat des matriaux (acier ,bton,peinture)

Coupe et Faonnage des aciers en usine

Assemblage des tubes pour raliser les tronons

Premire couche de peinture

Transport des tronons un un

Prparation du terrain : terrassement , implantation et fondation

Le premier tronon sera fix sur la fondation

Les autres tronons seront hisss les uns sur les autres laide de grue et

dchafaudage vu que la hauteur du pylne est important.A laide de la grue on

soulve le tronon pour le mettre en place puis les ouvriers vont se mettre sur

lchafaudage ralis pour fixer les boulons.

Fixation de lescalier

Fixation de la herse

Couche de peinture

Nettoyage du site

5.2 Prparation sur chantier

Lorganisation du chantier ncessite linstallation d :

Un entrept pour le matriel et les matriaux

Un abri pour les ouvriers

Tout le matriel ncessaire pour l'excution de la fondation et le montage du

pylne.

Il faut ensuite commencer par terrasser :

- enlever le mauvais sol prpar par rapport point fixe la position o sera

install le pylne.

- prparer la fondation en excutant des fouilles pour la mise en place du

coffrage




66

- mettre en place le coffrage et le ferraillage

- couler le bton

- raliser une ponte de 3% au-dessus de fondation

- attendre 8 jours temps ncessaire pour le durcissement du bton

- dcoffrage

- Mise en place de drain.

5.3 Prparatifs en atelier

Il faut :

- prparer les plans d'avant-projet et les plans d'excution pour pouvoir passer

la commande des pices matresses savoir les membrures et les diagonales

- tracer des gabarits en en carton ou en bois, les raliser et les vrifier en

faisant un montage blanc.

- protger le mtal du pylne contre la corrosion en galvanisant les barres si

les dimensions des bains d'immersion le permettent sinon en mtallisant les

pices longues aprs sablage.

5.4 Transport et montage

Les tronons assembls en atelier sont transports par des camions avec remorques.

- On monte le premier tronon au moyen d'une grue

- on ajoute sa verticalit par des cales

- on monte ensuite, successivement, les autres tronons laide d'un mt de

levage qu'on dplace progressivement le long d'une face du pylne au fur et

mesure du levage.

- on prend le tronon au sol et l'amne en place par rotation sur lui-mme.




67

Chapitre 6 :

LES PLANCHETS




68

FORME DE PYLONE EN PLUS DU TYPE DE MAILLE




69

tronant 2- 10m

tronant 3-10m

tronant 4- 10m

herse 4m

VUE DE GAUCHE DU PYLONE




70

Conclusion

Ce projet nous a permi dacquerrir de nouveaux concepts de construction

mtallique notamment le calucl des structures ajoures comme pour notre cas le pylne

dclairage, et de voir les difficulltes rencontres par les ingnieurs concepteurs de tels

projets.

Au cours de ce projet nous avons :

conu la structure du pylne

choisi les matriaux convenables

calcul les sollicitations appliques sur le pylne

dimensionn le pylne

dimensionn les fondations(3me anne)

labor la technologie et la mthodologie dexcution (3me anne)

fait le mtr et le devis estimatif

fait le plan

Ceci nous a permis de synthtiser et dapprofondir nos connaissances en calcul des

structures et en Construction mtallique : matires incontournables pour lexercice de notre

fonction. De plus nous avons compris les principes de calcul des pylnes, structures de plus

en plus utilises avec lexplosion des tlcommunications.



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