Il s'agit de l'étude de la structure métallique d'une toiture d'un collège situé dans les Bouches du Rhone (département 13).

Cette structure se compose de la toiture principale (toiture à 2 versants symétriques) et d'une extension (3 poteaux IPE 220 supportant les traverses et la partie verrière).

Je reprends ici une note rédigée par un BE spécialisé en construction métallique, sans changer aucune des hypothèses, et en reconduisant la même modélisation (à l'origine effectuée avec un autre logiciel).

Pour visualiser les appuis et les chargements correctement, j'ai défini : taille blocages = 200, taille chargement = 1500 et diamètre chargement = 150.

 

 

Hypothèses

 

Acier standard de limite élastique 235 MPa

Appuis : rotules uniquement (ce sont les sphères noires que l'on peut visualiser sur le screenshot ci-dessus). Attention : ces rotules (blocages extérieurs) n'ont rien à voir avec les relâchements (dus à la nature des attaches entre les poutres, et donc internes à la structure)

Relâchements : de nombreuses poutres sont définies comme des poutres "Art-Art" ou "Art-Enc". Les raisons de ces relâchements sont le type d'attaches employées.

Profilés présents dans la structure : IPE140, IPE160, IPE220, IPE240, UPN220 et TCAR 100x5.

 

 

Chargements

 

Charges permanentes :

Toiture principale + longpan (principal+verrière) : 23 daN/m²

Traverses de la verrière : 70 daN/m²

 

Surcharges d'exploitation :

Toiture : 40 daN/m²

Longpan : 20 daN/m²

 

Neige normale et accidentelle : région 1B avec une altitude de 250m

 

Vent : zone de vent 4 / site exposé / effet dynamique de 1.1 / effet de dimensionnement 0.83 ( coefficient gamma0 de 0.85)

 

 

Résultats

 

Les réactions obtenues avec Freelem sont globalement identiques à celles obtenues dans la note de calcul d'origine.

On touche ici cependant les limites actuelles de Freelem (version 4.1.0 ou inférieure) : de nombreux chargements sont nécessaires. Or Freelem affecte un numéro de chargement différent par ligne de chargement élémentaire. Ainsi, chaque type de chargement dans ce genre de structure (par exemple : charges permanentes) est issu d'une combinaison sur un certain nombre de chargements élémentaires. Et comme Freelem ne permet pas de combiner des combinaisons, la prise en compte d'un chargement tel que 1.33 x G (charges permanentes) + 1.5 x Q (surcharges exploitation) devient vraiment pénible...

Pour cette raison, en l'état actuel de Freelem, je ne me suis pas amusé à reconduire l'intégralité des combinaisons. Le post-traitement se limite aux 8 principaux chargements, pris en compte par 8 combinaisons.

 

Cet exemple de calcul a surtout pour vocation d'illustrer un calcul standard de charpente : manipulation des relâchements ("Art-Art" ou "Art-Enc" en lieu et place de "Enc-Enc"), chargements pris en compte (charges permanentes, surcharges d'exploitation, neige normale, neige accidentelle, vent gauche--> droite surpression, vent gauche-->droite dépression, vent avant-->arrière surpression, vent avant-->arrière dépression), conversion charges surfaciques --> charges linéiques, etc...

 

 

Vous pouvez télécharger le fichier de calcul en cliquant ici.