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Livre

Traité de génie civil. 11 , Charpentes métalliques : conception et dimensionnement des halles et bâtiments

Résumé

Présentation des notions régissant la conception et le dimensionnement des bâtiments et des halles en charpentes métalliques en se basant sur les principes, règles et notations adoptés dans les nouvelles normes suisses (Swisscodes) et européennes (Eurocodes) relatives aux structures porteuses des bâtiments. De nombreux exemples numériques, calculés selon les nouvelles normes.


  • Autre(s) auteur(s)
  • Contributeur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • cop. 2005
  • Notes
    • Notes bibliogr. Index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (XIX-720 p.) : ill. en noir et en coul., couv. ill. en coul. ; 25 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 2-88074-629-9
  • Indice
    • 624 Génie civil, travaux publics, bâtiment
  • Quatrième de couverture
    • Cet ouvrage constitue le deuxième volume des trois consacrés au domaine de la construction métallique. Il traite de la conception et du dimensionnement des halles et des bâtiments en charpente métallique, en utilisant les notions de base développées dans le volume 10.

      L'ouvrage est divisé en deux parties, l'une relative à la conception des charpentes métalliques, l'autre à leur dimensionnement. La partie Conception décrit les différents critères de conception, les systèmes porteurs et le cheminement des charges et actions jusqu'aux fondations, sans avoir recours à des calculs. Les aspects du montage, de la sécurité incendie et de la protection contre la corrosion sont également abordés dans cette partie.

      La partie Dimensionnement traite des éléments de structure, de leurs assemblages et des structures entières. L'importance est donnée au choix des dimensions et à leur vérification par des méthodes de calcul basées sur les principes actuels de sécurité et d'aptitude au service. Chaque chapitre de cette deuxième partie comprend des exemples numériques destinés à illustrer les concepts et méthodes exposés.

      Cet ouvrage s'adresse aux étudiants du deuxième cycle universitaire ainsi qu'aux concepteurs, aux architectes et aux ingénieurs de structures.


  • Tables des matières
      • Charpentes métalliques

      • Conception et dimensionnement des halles et bâtiments

      • Manfred A. Hirt/Michel Crisinel

      • Presses polytechniques et universitaires romandes

      • Avant-proposV
      • Table des matièresVII
      • Conception
      • 1. Introduction 1
      • 1.1 Objectifs de l'ouvrage3
      • 1.2 Structure et contenu3
      • 1.3 Documents de référence4
      • 1.3.1 Normes et recommandations4
      • 1.3.2 Autres références6
      • 1.4 Conventions7
      • 1.4.1 Terminologie et typographie7
      • 1.4.2 Axes8
      • 1.4.3 Notations et signes9
      • 1.4.4 Unités9
      • 1.5 Bref historique des charpentes métalliques9
      • 1.5.1 XVIIIe et XIXe siècles9
      • 1.5.2 Première moitié du XXe siècle13
      • 1.5.3 Deuxième moitié du XXe siècle17
      • 2. Bases de la conception 23
      • 2.1 Introduction25
      • 2.2 Propriétés du matériau acier et de ses produits25
      • 2.2.1 Caractéristiques mécaniques25
      • 2.2.2 Résistance aux températures élevées26
      • 2.2.3 Résistance à la corrosion26
      • 2.2.4 Caractéristiques d'isolation thermique et phonique28
      • 2.2.5 Coût28
      • 2.3 Phases d'un projet d'ossature métallique28
      • 2.3.1 Etude du projet28
      • 2.3.2 Fabrication et montage31
      • 2.3.3 Utilisation future31
      • 2.4 Critères de conception33
      • 2.4.1 Nombre et position des points porteurs33
      • 2.4.2 Hauteur de plancher à disposition34
      • 2.4.3 Joints de dilatation34
      • 2.4.4 Système statique35
      • 2.4.5 Sections des profilés36
      • 2.4.6 Assemblages36
      • 2.4.7 Stabilisation de l'ossature37
      • 2.4.8 Montage et transport38
      • 2.4.9 Eléments de second oeuvre et circulations intérieures39
      • 2.5 Protection contre l'incendie40
      • 2.5.1 Objectifs et mesures de protection40
      • 2.5.2 Résistance au feu41
      • 2.5.3 Conception de la sécurité incendie42
      • 2.5.4 Conclusion43
      • 2.6 Protection contre la corrosion44
      • 2.6.1 Choix du système de protection44
      • 2.6.2 Protection par revêtements44
      • 2.6.3 Conception des détails46
      • 2.6.4 Conclusion47
      • 3. Systèmes porteurs des halles 49
      • 3.1 Introduction51
      • 3.2 Structures porteuses formées de plans51
      • 3.2.1 Types de structure51
      • 3.2.2 Cheminement des forces et décomposition de la structure52
      • 3.2.3 Cadres en profils à double té55
      • 3.2.4 Fermes à treillis62
      • 3.2.5 Autres types de traverse62
      • 3.2.6 Montants de cadre (ou poteaux)64
      • 3.3 Stabilisation des halles66
      • 3.3.1 Systèmes de contreventements67
      • 3.3.2 Transmission des efforts horizontaux70
      • 3.3.3 Limitation des déformations70
      • 3.3.4 Stabilité des éléments porteurs74
      • 3.3.5 Types d'élément de stabilisation74
      • 3.3.6 Contreventements situés dans les toitures non horizontales79
      • 3.4 Structures en shed80
      • 3.4.1 Sheds indépendants de la structure porteuse principale82
      • 3.4.2 Sheds intégrés à la structure porteuse82
      • 3.4.3 Stabilisation des halles en shed84
      • 3.5 Structures spatiales87
      • 3.5.1 Grilles de poutres88
      • 3.5.2 Treillis spatiaux89
      • 3.5.3 Surfaces courbes92
      • 3.5.4 Structures plissées94
      • 3.6 Structures particulières95
      • 3.6.1 Structures suspendues95
      • 3.6.2 Structures tendues96
      • 3.6.3 Structures à membrane97
      • 4. Systèmes porteurs des bâtiments 101
      • 4.1 Introduction103
      • 4.2 Systèmes porteurs usuels103
      • 4.2.1 Ossatures articulées103
      • 4.2.2 Ossatures à noyau central105
      • 4.2.3 Ossatures en cadres rigides108
      • 4.2.4 Structures en tubes112
      • 4.2.5 Disposition des éléments porteurs verticaux113
      • 4.2.6 Contreventements115
      • 4.3 Systèmes porteurs particuliers118
      • 4.3.1 Structure à treillis alternés118
      • 4.3.2 Bâtiments à portiques119
      • 4.3.3 Bâtiments-ponts120
      • 4.4 Planchers121
      • 4.4.1 Fonctions et composition121
      • 4.4.2 Systèmes de poutraison122
      • 4.4.3 Types de poutres125
      • 4.4.4 Types de dalles128
      • 4.5 Poteaux et suspentes134
      • 4.5.1 Types de poteaux134
      • 4.5.2 Types de suspentes137
      • 4.6 Assemblages137
      • 4.6.1 Assemblages solive-sommier137
      • 4.6.2 Assemblages poutre-poteau140
      • 4.6.3 Joints de poteau141
      • 4.6.4 Pieds de poteau143
      • 4.6.5 Assemblages entre éléments métalliques et murs en béton143
      • 5. Eléments secondaires 149
      • 5.1 Introduction151
      • 5.2 Enveloppe152
      • 5.2.1 Fonctions principales152
      • 5.2.2 Fonctions de la toiture153
      • 5.2.3 Fonctions de la façade153
      • 5.3 Toiture154
      • 5.3.1 Composition et types de toiture154
      • 5.3.2 Eléments protecteurs (étanchéité, isolation, pare-vapeur)155
      • 5.3.3 Eléments porteurs (les pannes)157
      • 5.3.4 Toitures plates160
      • 5.3.5 Toitures inclinées162
      • 5.3.6 Eclairage zénithal164
      • 5.4 Façades de halle167
      • 5.4.1 Composition167
      • 5.4.2 Ossature de façade167
      • 5.4.3 Bardage simple peau (sans ou avec isolation)170
      • 5.4.4 Bardage double peau170
      • 5.4.5 Panneau sandwich171
      • 5.5 Façades de bâtiment172
      • 5.5.1 Types de façade172
      • 5.5.2 Façades lourdes173
      • 5.5.3 Façades légères177
      • 5.6 Tolérances et déformations182
      • 5.6.1 Tolérances dimensionnelles182
      • 5.6.2 Déformations183
      • Dimensionnement
      • 6. Principes de dimensionnement, charges et actions 185
      • 6.1 Introduction187
      • 6.2 Bases de construction et principes de dimensionnement187
      • 6.2.1 Etapes de la vie d'un ouvrage et documents d'organisation187
      • 6.2.2 Elaboration du projet189
      • 6.2.3 Vérification de l'aptitude au service191
      • 6.2.4 Vérification de la sécurité structurale193
      • 6.3 Charges permanentes196
      • 6.3.1 Poids propre de la structure porteuse196
      • 6.3.2 Poids des éléments non porteurs197
      • 6.4 Charges pendant la construction198
      • 6.5 Charges utiles dans les bâtiments199
      • 6.5.1 Catégories habitation, bureaux, réunion et vente, toiture199
      • 6.5.2 Catégories de surfaces accessibles aux véhicules200
      • 6.5.3 Catégorie entreposage et fabrication200
      • 6.5.4 Silos et réservoirs201
      • 6.6 Effets climatiques201
      • 6.6.1 Neige201
      • 6.6.2 Vent202
      • 6.6.3 Température206
      • 6.7 Actions dues aux ponts roulants207
      • 6.7.1 Introduction207
      • 6.7.2 Charges verticales208
      • 6.7.3 Effets dynamiques des ponts roulants208
      • 6.7.4 Forces horizontales209
      • 6.7.5 Effets de fatigue211
      • 6.8 Actions accidentelles212
      • 6.8.1 Choc213
      • 6.8.2 Incendie214
      • 6.8.3 Séisme215
      • 6.9 Exemples numériques219
      • 6.9.1 Système porteur d'une halle industrielle219
      • 6.9.2 Charges et actions sur la halle industrielle221
      • 6.9.3 Système porteur d'un bâtiment à étages224
      • 6.9.4 Charges et actions sur le bâtiment à étages226
      • 7. Toitures et façades métalliques 231
      • 7.1 Introduction233
      • 7.2 Tôles profilées234
      • 7.2.1 Matériaux234
      • 7.2.2 Actions et situations de risque235
      • 7.2.3 Résistance en section236
      • 7.2.4 Calcul des efforts intérieurs245
      • 7.2.5 Vérification de la sécurité structurale250
      • 7.2.6 Vérification de l'aptitude au service251
      • 7.3 Panneaux sandwiches254
      • 7.3.1 Composition et matériaux254
      • 7.3.2 Actions et situations de risque256
      • 7.3.3 Résistance en section257
      • 7.3.4 Détermination des efforts intérieurs et des déplacements261
      • 7.3.5 Vérification de la sécurité structurale265
      • 7.3.6 Vérification de l'aptitude au service266
      • 7.4 Assemblages267
      • 7.4.1 Notions de base267
      • 7.4.2 Actions à considérer269
      • 7.4.3 Résistance des assemblages269
      • 7.4.4 Dimensionnement272
      • 7.5 Exemples numériques272
      • 7.5.1 Dimensionnement d'une tôle profilée272
      • 7.5.2 Dimensionnement d'un panneau sandwich274
      • 7.5.3 Calcul des attaches de la tôle de la toiture (support d'étanchéité)277
      • 8. Pannes et ossature de façade 281
      • 8.1 Introduction283
      • 8.2 Pannes283
      • 8.2.1 Fonction des pannes283
      • 8.2.2 Actions et situations de risque283
      • 8.2.3 Système statique285
      • 8.2.4 Calcul des efforts intérieurs287
      • 8.2.5 Résistance en section288
      • 8.2.6 Vérification de la sécurité structurale289
      • 8.2.7 Vérification de l'aptitude au service294
      • 8.3 Ossature de façade295
      • 8.3.1 Fonctions de l'ossature de façade295
      • 8.3.2 Charges à considérer295
      • 8.3.3 Système statique296
      • 8.3.4 Vérification de la sécurité structurale296
      • 8.3.5 Vérification de l'aptitude au service298
      • 8.4 Exemples numériques298
      • 8.4.1 Dimensionnement d'une panne298
      • 8.4.2 Dimensionnement d'une filière302
      • 8.4.3 Dimensionnement d'un plateau de bardage307
      • 9. Dalles mixtes 311
      • 9.1 Introduction313
      • 9.1.1 Tôles profilées313
      • 9.1.2 Connexion entre la tôle et le béton314
      • 9.1.3 Actions à considérer315
      • 9.2 Dimensionnement de la tôle profilée316
      • 9.2.1 Calcul des efforts intérieurs316
      • 9.2.2 Résistance et rigidité des sections317
      • 9.2.3 Vérifications de la tôle profilée317
      • 9.3 Dimensionnement de la dalle mixte318
      • 9.3.1 Calcul des efforts intérieurs318
      • 9.3.2 Résistance en section319
      • 9.3.3 Vérification de la sécurité structurale326
      • 9.3.4 Vérification de l'aptitude au service327
      • 9.4 Exemple numérique : dimensionnement d'une dalle mixte331
      • 10. Sommiers et solives 341
      • 10.1 Introduction343
      • 10.2 Assemblages343
      • 10.2.1 Assemblages articulés343
      • 10.2.2 Assemblages rigides346
      • 10.3 Poutres en profilés laminés et poutres composées à âme pleine347
      • 10.3.1 Actions à considérer347
      • 10.3.2 Système statique et calcul des efforts intérieurs347
      • 10.3.3 Effet de la semi-rigidité des assemblages348
      • 10.3.4 Introduction des forces concentrées350
      • 10.3.5 Vérification de la sécurité structurale353
      • 10.3.6 Vérification de l'aptitude au service357
      • 10.4 Poutres avec ouvertures dans l'âme360
      • 10.4.1 Résistance ultime au cisaillement361
      • 10.4.3 Renforcements363
      • 10.4.4 Calcul de la flèche364
      • 10.5 Poutres mixtes acier-béton364
      • 10.5.1 Introduction364
      • 10.5.2 Résistance en section367
      • 10.5.3 Comportement des poutres mixtes367
      • 10.5.4 Calcul des efforts intérieurs372
      • 10.5.5 Connexion acier-béton377
      • 10.5.6 Résistance des connecteurs385
      • 10.5.7 Cisaillement longitudinal de la dalle388
      • 10.5.8 Vérification de la sécurité structurale391
      • 10.5.9 Vérification de l'aptitude au service395
      • 10.6 Vibrations des planchers402
      • 10.6.1 Perception humaine402
      • 10.6.2 Fréquence d'oscillation404
      • 10.6.3 Accélération maximale404
      • 10.6.4 Amortissement405
      • 10.6.5 Vérifications405
      • 10.7 Exemples numériques406
      • 10.7.1 Dimensionnement des solives406
      • 10.7.2 Dimensionnement des sommiers en poutre simple413
      • 10.7.3 Dimensionnement des sommiers continus sur trois travées419
      • 10.7.4 Vérification de la vibration d'un plancher429
      • 11. Cadres de halles 433
      • 11.1 Introduction435
      • 11.2 Comportement structural d'un cadre436
      • 11.2.1 Influence de la rigidité des éléments436
      • 11.2.2 Situations élémentaires d'un cadre437
      • 11.2.3 Imperfections439
      • 11.2.4 Effets des non-linéarités442
      • 11.2.5 Classification des cadres444
      • 11.3 Calcul statique des cadres447
      • 11.3.1 Actions et situations de risque447
      • 11.3.2 Méthodes de calcul449
      • 11.3.3 Méthode élastique450
      • 11.3.4 Méthode plastique451
      • 11.3.5 Choix d'une méthode de calcul460
      • 11.4 Stabilité élastique des cadres461
      • 11.4.1 Introduction461
      • 11.4.2 Rappel de la théorie du flambage461
      • 11.4.3 Cadre idéal soumis à des forces nodales463
      • 11.4.4 Cadre idéal soumis à des forces non nodales465
      • 11.4.5 Evaluation des longueurs de flambage466
      • 11.4.6 Effet d'un contreventement de toiture470
      • 11.4.7 Effet des imperfections géométriques476
      • 11.5 Procédure de dimensionnement476
      • 11.5.1 Prédimensionnement476
      • 11.5.2 Méthodes de détermination des efforts intérieurs477
      • 11.5.3 Calcul des efforts intérieurs au premier ordre478
      • 11.5.4 Calcul des efforts intérieurs au second ordre479
      • 11.5.5 Vérification de la sécurité structurale483
      • 11.5.6 Vérification de l'aptitude au service483
      • 11.6 Exemple de calcul statique d'un cadre484
      • 11.6.1 Classification du cadre484
      • 11.6.2 Calcul des efforts intérieurs488
      • 12. Eléments de cadre 493
      • 12.1 Introduction495
      • 12.2 Traverses en profil à double té495
      • 12.2.1 Types de traverse495
      • 12.2.2 Sécurité structurale496
      • 12.2.3 Aptitude au service501
      • 12.3 Fermes à treillis502
      • 12.3.1 Types de ferme à treillis502
      • 12.3.2 Efforts intérieurs504
      • 12.3.3 Sécurité structurale510
      • 12.3.4 Aptitude au service516
      • 12.3.5 Vérification des noeuds518
      • 12.4 Montants de cadre de halle524
      • 12.4.1 Montants de section constante525
      • 12.4.2 Montants composés529
      • 12.4.3 Montants à section variable534
      • 12.5 Angles de cadre540
      • 12.5.1 Principes540
      • 12.5.2 Angle de cadre articulé541
      • 12.5.3 Angle de cadre rigide542
      • 12.6 Pieds de montant549
      • 12.6.1 Principes549
      • 12.6.2 Transmission des efforts dans le béton551
      • 12.6.3 Pieds de montant articulés556
      • 12.6.4 Pieds de montant encastrés557
      • 12.7 Exemples numériques562
      • 12.7.1 Vérification d'une traverse562
      • 12.7.2 Vérification d'un montant566
      • 12.7.3 Vérification d'un angle de cadre569
      • 12.7.4 Vérification d'un pied de poteau articulé572
      • 12.7.5 Vérification d'un pied de poteau articulé avec liste de centrage574
      • 12.7.6 Vérification d'un pied de poteau encastré575
      • 13. Ossatures de bâtiments à étages 579
      • 13.1 Introduction581
      • 13.2 Comportement structural d'un cadre582
      • 13.2.1 Classification des cadres582
      • 13.2.2 Imperfections582
      • 13.3 Calcul statique des cadres583
      • 13.3.1 Système global583
      • 13.3.2 Juxtaposition d'éléments structuraux583
      • 13.4 Longueur de flambage584
      • 13.4.1 Mode de flambage à noeuds fixes584
      • 13.4.2 Mode de flambage à noeuds déplaçables587
      • 13.4.3 Rigidité des poutres et des pieds de poteau587
      • 13.5 Poteaux métalliques588
      • 13.5.1 Profils en double té588
      • 13.5.2 Profils creux588
      • 13.5.3 Sections pleines591
      • 13.6 Poteaux mixtes595
      • 13.6.1 Profils enrobés de béton595
      • 13.6.2 Profils creux remplis de béton596
      • 13.6.3 Influence de l'effort tranchant598
      • 13.7 Cadres à noeuds semi-rigides598
      • 13.7.1 Comportement des noeuds598
      • 13.7.2 Modélisation du noeud601
      • 13.7.3 Classification des noeuds603
      • 13.7.4 Calcul statique des cadres à noeuds semi-rigides604
      • 13.8 Exemples numériques606
      • 13.8.1 Dimensionnement d'un poteau métallique606
      • 13.8.2 Dimensionnement d'un poteau mixte608
      • 13.8.3 Méthode de dimensionnement des sommiers mixtes à noeuds semi-rigides611
      • 13.8.4 Exemple de dimensionnement d'un sommier mixte semi-continu613
      • 14. Contreventements 617
      • 14.1 Introduction619
      • 14.2 Systèmes de contreventement619
      • 14.2.1 Actions et systèmes statiques619
      • 14.2.2 Cheminement des efforts horizontaux621
      • 14.3 Contreventements triangulés627
      • 14.3.1 Treillis plans627
      • 14.3.2 Treillis non plans630
      • 14.3.3 Excentricités des barres de contreventement631
      • 14.3.4 Effets dus à la dilatation thermique633
      • 14.3.5 Inertie équivalente634
      • 14.4 Contreventements en tôle profilée635
      • 14.4.1 Effet diaphragme635
      • 14.4.2 Panneau637
      • 14.4.3 Diaphragme sans interaction avec les cadres643
      • 14.4.4 Diaphragme en interaction avec les cadres646
      • 14.4.5 Stabilisation des pannes650
      • 14.5 Exemples numériques653
      • 14.5.1 Calcul d'un contreventement triangulé653
      • 14.5.2 Calcul d'un contreventement en tôle profilée658
      • Annexes664
      • A 14.1 Coefficients a tenant compte de l'effet des pannes intermédiaires664
      • A 14.2 Coefficients b tenant compte du nombre d'attaches tôle-panne par largeur utile de plaque664
      • A 14.3 Constante K du profil tenant compte du mode de fixation de la tôle665
      • 15. Voies de roulement de ponts roulants 667
      • 15.1 Introduction669
      • 15.1.1 Engins de manutention669
      • 15.1.2 Ponts roulants670
      • 15.1.3 Classification des ponts roulants673
      • 15.2 Détails de construction et tolérances674
      • 15.2.1 Rails de roulement674
      • 15.2.2 Joints de poutres675
      • 15.2.3 Tolérances676
      • 15.3 Cheminement des forces676
      • 15.3.1 Charges verticales679
      • 15.3.2 Forces transversales681
      • 15.3.3 Forces longitudinales683
      • 15.4 Aptitude au service de la voie de roulement684
      • 15.4.1 Calcul des déplacements de la poutre de roulement684
      • 15.4.2 Valeurs indicatives de flèches et vérification685
      • 15.5 Sécurité structurale de la poutre de roulement686
      • 15.5.1 Contraintes dans la poutre de roulement686
      • 15.5.2 Participation du rail à la résistance689
      • 15.5.3 Calcul de la fixation du rail689
      • 15.5.4 Effets des forces concentrées691
      • 15.6 Sécurité à la fatigue694
      • 15.6.1 Principe de vérification694
      • 15.6.2 Calcul des efforts intérieurs et des contraintes695
      • 15.6.3 Résistance à la fatigue696
      • 15.7 Exemples numériques698
      • 15.7.1 Prédimensionnement699
      • 15.7.2 Vérification de la sécurité structurale700
      • 15.7.3 Vérification de la sécurité à la fatigue705
      • 15.7.4 Calcul de la fixation du rail707
      • 15.7.5 Introduction des forces708
      • Index711
      • Notations715
      • Crédits des illustrations720
      • Biographie des auteurs721

  • Origine de la notice:
    • BNF
  • Disponible - 624 TRA

    Niveau 3 - Techniques