MEMOIRE DE PROJET - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/1628/1/Mémoire_PFE_2014_MIGNEN... · Mémoire de PFE 2014 – MIGNEN François-Xavier 3 RESUME Le présent

MEMOIRE DE PROJET DE FIN D’ETUDES

DEVELOPPEMENT D’UN DOSSIER ET

MODULE DE TRAITEMENT

D’ASSEMBLAGES DE TREILLIS PLANS

SPECIALITE GENIE-CIVIL

06 JUIN 2014

Auteur : MIGNEN François-Xavier Elève ingénieur en 5ème année à l’INSA de Strasbourg Spécialité Génie-Civil, Option Construction Tuteur Entreprise : LUCIANI Jean-François Chef de Projet au Cabinet Jaillet Rouby Tuteur INSA de Strasbourg : GUYVARC’H Bertrand Professeur Agrégé de Génie Civil

Mémoire de PFE 2014 – MIGNEN François-Xavier

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REMERCIEMENTS

Je remercie tout particulièrement Mr Florent MILLOT, directeur du bureau, pour m’avoir

accueilli au sein du Cabinet JAILLET-ROUBY durant ces 5 mois de projet de fin d’études.

Je remercie également mon tuteur de stage en entreprise, Mr Jean-François LUCIANI, pour

m’avoir suivi tout au long de ce stage, pour ses conseils et recommandations ainsi que pour

la clarté de ses explications.

De manière similaire, je remercie mon tuteur de stage INSA, Mr Bertrand GUYVARC’H, pour

avoir suivi mon projet avec attention, pour être resté disponible et m’avoir donné de

nombreux conseils et remarques constructives.

Je tiens enfin à remercier l’ensemble de l’équipe JAILLET-ROUBY pour leur accueil

chaleureux, leur attention et pour être resté disponible et prêt à me consacrer du temps pour

répondre à mes questions malgré une charge de travail parfois importante.


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RESUME

Le présent document est une synthèse des travaux effectués au cours de ce Projet de Fin

d’Etudes au sein du cabinet JAILLET ROUBY basé à Orléans, sur la période du 27 Janvier

au 16 Juin 2014.

Le Cabinet JAILLET-ROUBY, bureau d’études spécialisé en construction métallique, a créé

de multiples outils de calculs et développe constamment de nouveaux modules de traitement

d’assemblages ou autre élément.

Actuellement, l’étude des assemblages se fait manuellement et au cas par cas. Il est donc

question de créer des outils simples d’utilisation pour automatiser les vérifications à effectuer

et ainsi faire gagner du temps aux ingénieurs du bureau.

C’est dans cette optique que s’inscrit ce projet de fin d’études, dont les objectifs

principaux sont les suivant:

Développement d’un dossier théorique sur les assemblages de treillis plans

constitués de goussets soudés sur membrure, d’éclisses et de barres (montants

et diagonales) formées de cornières, profils en I, H ou tubulaires.

Ce dossier théorique reprend l’ensemble des démarches de calculs à réaliser pour

calculer la résistance d’un assemblage s’effectuant élément par élément en partant

du gousset aux extrémités des barres attachées. Il est également agrémenté de

plusieurs exemples d’application et l’ensemble des articles concernés de la NF EN

1993, dédiée à la construction métallique, y sont soigneusement référencés.

Développement d’un module de vérification d’assemblages sur les bases du

dossier théorique. Ce dernier, créé sous la forme d’un fichier Excel, permet

également de rédiger une note d’assemblage et de vérifier l’ensemble des critères

de résistance de chaque élément d’attache, allant des soudures sur membrures

aux extrémités des barres.

Développement d’un module d’aide au dimensionnement directement intégré au

fichier Excel évoqué ci-dessus ainsi que des abaques pour simplifier la conception

des assemblages.

Enfin, ce PFE est aussi l’occasion de travailler ponctuellement sur les projets en cours du

Cabinet, ce qui permet à a fois de découvrir le rôle et les tâches quotidiennes d’un ingénieur

en bureau d’études, et d’avoir quelques références supplémentaires pour développer un

module de traitement d’assemblages.


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ABSTRACT

This document deals with the work carried out during the entire period of this internship

within JAILLET-ROUBY, an office based in Orléans, between the 27th of January and the 16th

of June.

JAILLET-ROUBY, a civil engineering office specialized in steel construction, creates many calculate tools and is developing some new tools for wire connection. Up to now, connection studies were manually tested, case by case. It is why the office has undertaken the creation of simple calculate tools, in order to save time. Therefore, this final year project enters in this context and aims at the following points:

Developing a technical file on truss connection made of gussets welded on chord, fishplate and lattices. The theoretical file includes the calculation processes to determine the strength of a connection, element by element. It includes several examples of implementation and Eurocodes references, coming from the NF EN 1993, which concerns steel construction;

Developing a calculation tool for wire connections based on the theoretical file. It has

been created as an Excel file and allows to write a calculation report and check the different resistance criteria for each part of the connection;

Developing an interface for dimensioning connections, included in the calculation tool.

At least, this final year project is an opportunity to work from time to time on projects under way, which allows to discover the different roles of an engineer in a civil engineering office. It has been a way to learn several useful references for the development of the calculate tool too.

MOTS CLÉS

Assemblage

Gousset

Treillis plans

Dimensionnement

Vérification aux Eurocodes

Module Excel


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SOMMAIRE Remerciements ..................................................................................................................................... 2

Résumé .................................................................................................................................................. 3

Abstract .................................................................................................................................................. 4

Mots clés ................................................................................................................................................ 4

1. Introduction .................................................................................................................................... 7

2. Présentation de l’entreprise ........................................................................................................ 8

2.1. Un bureau d’études spécialisé dans la charpente métallique ....................................... 8

2.1.1. Vocation de l’entreprise ............................................................................................... 8

2.1.2. Qualifications de l’entreprise ....................................................................................... 8

2.1.3. Organisation de l’entreprise ........................................................................................ 9

2.1.4. Quelques chiffres financiers sur l’entreprise........................................................... 10

2.2. Un bureau d’étude en charge de grands projets de construction ............................... 10

2.2.1. Missions de l’entreprise ............................................................................................. 10

2.2.2. Compétences de l’entreprise .................................................................................... 11

3. Problématique et objectifs du projets ...................................................................................... 12

3.1. Contexte – Domaine d’application ................................................................................... 12

3.2. Quelques précisions sur les treillis ................................................................................... 15

3.3. Le dossier théorique de calculs d’assemblage de treillis ............................................. 16

3.4. Le module de vérification d’assemblage ......................................................................... 18

3.5. Le module d’aide au dimensionnement .......................................................................... 18

4. Etudes antérieures ..................................................................................................................... 20

5. Logiciels utilisés .......................................................................................................................... 21

5.1. Inventaire des logiciels utilisés ......................................................................................... 21

5.2. Quelques détails sur le logiciel HERGOS ....................................................................... 22

6. Développements et résultats .................................................................................................... 24

6.1. Le dossier théorique ........................................................................................................... 24

6.1.1. Plage d’application des assemblages ..................................................................... 24

6.1.2. Vérification des sections Critiques ........................................................................... 25

6.1.3. Critères de résistance individuels des boulons ...................................................... 26

6.1.4. Critère de résistance au cisaillement de bloc ......................................................... 27

6.1.5. Vérification du gousset à l’arrachement .................................................................. 28

6.1.6. Vérification des goussets aux instabilités ............................................................... 28


6

6.1.7. Exemples d’application .............................................................................................. 29

6.2. Premier module d’aide au dimensionnement ................................................................. 30

6.3. Le module de traitement d’assemblages ........................................................................ 32

6.4. Correction et validation du module de calculs ................................................................ 35

6.5. Module de prédimensionnement – Conditions pratiques ............................................. 35

6.6. Rédaction d’un dossier support au module de prédimensionnement ........................ 39

6.7. Evolutions et développements envisageables ............................................................... 39

7. Compétences acquises ............................................................................................................. 40

7.1. Synthèse des compétences acquises ............................................................................. 40

7.1.1. Connaissances théorique .............................................................................................. 40

7.1.2. Connaissances pratiques ............................................................................................... 40

7.1.3. Expérience en entreprise ............................................................................................... 41

7.2. Un point sur les travaux de production effectués........................................................... 41

7.2.1. Rédaction d’une note de faisabilité ............................................................................... 41

7.2.2. Prédimensionnement de systèmes d’étaiement .......................................................... 43

7.2.3. Dimensionnement d’assemblages Poutre-Poutre ........................................................ 44

7.2.4. Etude de conception d’une charpente métallique ........................................................ 45

8. Conclusion ................................................................................................................................... 48

Bibliographie ........................................................................................................................................ 49

Table des Illustrations et Tableaux .................................................................................................. 50

Table des Annexes ............................................................................................................................. 51


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1. INTRODUCTION

Le Cabinet JAILLET-ROUBY est engagé dans la réalisation de nombreux projets

d’envergure en France mais aussi au niveau international. L’entreprise a par ailleurs été

fortement sollicitée pour réaliser de nombreuses études de faisabilité ou d’exécution sur les

stades accueillant l’Euro 2016.

L’envergure des ouvrages réalisés pousse l’entreprise à innover et développer constamment

de nouveaux outils de calculs. C’est ainsi qu’a été développé le logiciel HERGOS et de

multiples modules de traitement complémentaires notamment sur le logiciel Excel. Le

passage aux Eurocodes à également contraint le Cabinet JAILLET-ROUBY à réaliser de

nombreux travaux pour faire évoluer l’ensemble de ses modules de calculs.

C’est ainsi que le Cabinet, spécialisée dans la construction métallique, a entrepris de faire

travailler plusieurs ingénieurs et stagiaires en fin d’études sur la mise à jour de ses logiciels

de calculs et modules de traitement d’assemblages ou autre. Le but est également de créer

de nouveaux outils pour améliorer les rendements de travail et optimiser les études menées

sur leurs différents projets.

Dans cette démarche, le but de ce projet de fin d’études est de développer un outil de

calculs pour des assemblages de treillis plans enfourchés sur gousset. Les possibilités

d’assemblages se veulent assez larges, avec 3 types de goussets différents, plusieurs

possibilités de géométries de nœuds et un large éventail de choix de profilés pour les barres

attachées.

Seront détaillés dans ce mémoire la problématique et les objectifs du sujet, les études

antérieures et celles menées ainsi que les outils de travail, les développements réalisés et

les résultats obtenus. Une partie est également consacrée aux connaissances acquises et

aux projets sur lesquels j’ai eu l’occasion de participer.


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2. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE

2.1. UN BUREAU D’ETUDES SPECIALISE DANS LA CHARPENTE

METALLIQUE

2.1.1. VOCATION DE L’ENTREPRISE

Le Cabinet JAILLET-ROUBY a été fondé en 1961. Il est membre de la CINOV (fédération

des syndicats des métiers de la prestation intellectuelle du Conseil, de l’Ingénierie et du

Numérique), de l’Association Internationale des Ponts et Charpentes, et de l’Association

Française de Génie Civil. L’entreprise est indépendante de toute firme industrielle,

commerciale ou bancaire.

Le bureau d’études a pour vocation la conception, l’étude et l’assistance de sa clientèle dans

la réalisation d’ouvrages métalliques ou d’ouvrages mixtes mettant en œuvre des techniques

élaborées :

Grandes ossatures de stade ;

Grandes ossatures industrielles (Industrie lourde – Centrales thermiques et

nucléaires – Industrie aéronautique) ;

Ouvrages d’art et ouvrages spéciaux ;

Ossatures d’immeubles ;

Bâtiments industriels et d’habitation ;

Rénovation – Réhabilitation.

Il travaille à la réalisation d’ouvrages pour de nombreux clients tels qu’EDF, Airbus, Vinci,

etc.

2.1.2. QUALIFICATIONS DE L’ENTREPRISE

Le Cabinet est qualifié par l’OPQIBI (Organisme Professionnel de Qualification des

Ingénieurs Conseils et Bureaux d’Etudes Techniques du Bâtiment et des Infrastructures),

pour les rubriques suivantes :

1204 : Etude de structures métalliques courantes

1205 : Etude de structures métalliques complexes


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2.1.3. ORGANISATION DE L’ENTREPRISE

Environ 15 ingénieurs d’études, dont la moyenne d’âge est d’une trentaine d’années,

travaillent au sein de l’entreprise. Leur formation se poursuit grâce aux conseils des

Directeurs et Chefs de Projet et aux quelques formations effectuées par M. Florent MILLOT,

directeur d’agence. Sur ce point, on peut insister sur l’importance accordée à la formation

continue au sein du bureau. Les ingénieurs les plus expérimentés tels que Mr LUCIANI et Mr

MILLOT sont très attentifs aux questions des autres. De plus, chacun ayant une spécialité,

telles que des connaissances particulières sur la conception des assemblages ou le code

VBA, on peut observer de nombreux échanges au sein de l’équipe.

L’organigramme ci-dessous tente de schématiser au mieux la place et le rôle de chaque

personne.

FIGURE 1 : ORGANIGRAMME NON NOMINATIF DU CABINET JAILLET-ROUBY

Il est néanmoins important de spécifier qu’il s’agit bien d’une organisation théorique. En effet,

le service est relativement flexible et les équipes sont réorganisées en fonction des projets et

des compétences de chacun. Chaque chef de projet dirige une ou plusieurs études en même

temps. Les études d’exécution nécessitent globalement entre 4 et 5 ingénieurs, tandis

qu’une étude de conception nécessite aux alentours de 2 ingénieurs. Cette dernière ne

demande en effet pas le même niveau de détails. Les ingénieurs d’études travaillent la

plupart du temps avec le même directeur de projet mais peuvent être sollicités par un autre

responsable selon les urgences à traiter.

En termes de qualité, l’organisation mise en place par l’entreprise depuis plus de 10 ans

pour la conduite de grands projets industriels de type nucléaire est sans cesse améliorée.

Elle respecte les principes de la NF EN ISO 9001 (version 2008, certifie par l’organisme

BSI).

Enfin, les horaires de travail sont très flexibles et varient donc en fonction des préférences de

chacun et des urgences à traiter. Les plages horaires fixes restent toutefois 9h-12h et 14h-

17h. En dehors de ces horaires, l’organisation est laissée libre. Conséquence directe ou non

de cette flexibilité, l’implication des employés est importante avec des horaires parfois tardifs.


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2.1.4. QUELQUES CHIFFRES FINANCIERS SUR L’ENTREPRISE

Au 31/12/2012 (source SOCIETE.COM), le chiffre d’affaires était de 3.257.600 euros.

2.2. UN BUREAU D’ETUDE EN CHARGE DE GRANDS PROJETS DE

CONSTRUCTION

2.2.1. MISSIONS DE L’ENTREPRISE

En apportant une indépendance complète vis-à-vis des fournisseurs, par la maîtrise de la

technique et de la conception, et en garantissant la plus grande confidentialité pour tous les

projets sensibles, par la transparence de ses engagements, le Cabinet JAILLET-ROUBY

peut réaliser tout ou partie des missions suivantes :

Au stade préliminaire :

o Aide à la conception architecturale ;

o Etude de faisabilité ;

o Comparaison de solutions ;

o Etudes d’avant-projet ;

o Estimation des investissements ;

Au stade consultation des entreprises :

o Dossier de Consultation des Entreprises ;

o Cahier des Charges ;

o Devis descriptif ;

o Bordereau de prix ;

o Analyse des offres.

Au stade exécution :

o Etudes complètes ;

o Notes de calculs ;

o Assemblages types ;

o Avant métrés ;

o Plans directeurs.

Au titre d’une assistance technique :

o Expertises ;

o Audits ;

o Conseils techniques ;

o Gestion de contentieux techniques ;

o Contrôles ;

o Assistance à la maîtrise d’ouvrage.


11

FIGURE 2 : MUSEE DES CONFLUENCES DE LYON

2.2.2. COMPETENCES DE L’ENTREPRISE

Le Cabinet est apte à prendre en charge des projets comprenant les calculs suivants :

Calculs au séisme ;

Calculs à la fatigue ;

Calculs à l’incendie ;

Calculs au choc ou à l’explosion ;

Calculs aux vibrations ;

Ouvrages suspendus par câbles ;

Ossatures élancées de très grande portée ;

Ossatures chaudronnées nécessitant la maîtrise des technologies de soudage ;

Etc.

Les ingénieurs de l’entreprise maîtrisent les différents règlements de calculs, français ou

européens, pour la vérification des structures :

CM66 ;

Additif 80 ;

PS 92 ;

Règlement des ponts et Chaussées ;

Code SNCT ;

Règlement Incendie ;

DTU ;

Règles FEM ;

Recommandations CECM, SESTRA, CTICM ;

Eurocodes EC1, EC3, EC4, etc.

Dans le cas de projets à l’étranger, les règlements du pays en question sont également

utilisés :

Normes américaines (AISC, UBC, AWS,…) ;

Normes anglaises BS ;

Normes allemandes DIN ;

Autres normes : Suisse SIA, Belgique NBN, Philippines NSCP, Mexique, Inde IS,

etc.

Quelques exemples de projets réalisés :

Usine Clément Ader: (1988 – 1990) Missions : Etudes d’avant-projet, exécution et

contrôle suivant les cas.

Stade d’Istanbul : (2000 – 2002) Missions : Etudes d’avant-projet et d’exécution des

structures métalliques.

Musée des confluences de Lyon: (2005 –

2013) Missions : Conception et réalisation

de la charpente métallique.

Tour D2 : (2011 – 2013) Missions : Etudes

d’exécution.


12

3. PROBLEMATIQUE ET OBJECTIFS DU PROJETS

Toute étude de structure débute par une modélisation de l’ouvrage sur logiciel (Robot ou

plutôt HERGOS dans notre cas), sur laquelle on teste un ensemble de cas de charges

préalablement défini dans une note d’hypothèses (charges permanentes, d’exploitation, de

neige, vent, température et séisme). Le calcul des sollicitations dans les barres permet

ensuite de déterminer les efforts soumis aux nœuds d’attache.

L’objet de ce projet intervient à ce niveau d’étude, avec la réalisation d’un module de

vérification automatique d’assemblages à partir des efforts déduits des descentes de

charges. Ce module est complété par un outil d’aide au dimensionnement. L’ensemble est

créé sous Excel et repose sur les normes Européennes NF EN 1993 énoncées avec les

références bibliographiques.

Les démarches de calculs, les références normatives ou encore des exemples d’application

servant à illustrer les processus décrits sont rédigés et regroupés au sein d’un dossier

technique de validation.

Le dossier réalisé sert de support au module de vérification automatique sur Excel.

3.1. CONTEXTE – DOMAINE D’APPLICATION

On peut distinguer plusieurs types d’attaches suivant les éléments reliés :

Appui au sol d'un poteau ;

Liaison poteau-poteau ;

Liaison poteau-poutre ;

Liaison poutre-poutre ;

Liaison des barres de treillis ;

Liaison poutre-voile en béton armé ;

Nœud dans les structures spatiales.

Vient ensuite le choix d’assemblages par soudure ou boulonnés.

Ce module de traitement ne concerne néanmoins que les assemblages boulonnés de barres

de treillis sur goussets enfourchés.


13

FIGURE 3 : REPERAGE DES DIFFERENTS ELEMENTS D’UN ASSEMBLAGE SUR GOUSSET

Il est important de préciser que les vérifications effectuées ne concernent que les

diagonales, montants et goussets, directement soudés sur membrure. Les membrures ne

font quant à elle pas partie de l’étude et sont l’objet de calculs supplémentaires dont on ne

se préoccupe pas ici.

Les assemblages concernés par l’étude se retrouvent essentiellement sur les treillis plans

suivants (les plus courants):

Treillis type PRATT (Treillis en N)

Treillis type WARREN (Treillis en V)


14

Treillis type WARREN avec montants

Le tableau suivant énumère quant à lui l’ensemble des barres pris en compte :

TABLEAU 1 : INVENTAIRE DES PROFILES PRIS EN COMPTE PAR LE MODULE DE VERIIFICATION


15

3.2. QUELQUES PRECISIONS SUR LES TREILLIS

Les barres de treillis travaillent essentiellement en traction / compression ce qui correspond

parfaitement au domaine d’utilisation des assemblages concernés par ce dossier.

Les méthodes de calculs d’efforts simplifiées sont principalement basées sur l’hypothèse de

nœuds articulés (méthode des nœuds et de Ritter). La présence de nœuds rigides ne

change que très peu la distribution des efforts, avec seulement l’apparition de moments de

flexion secondaires. Les efforts normaux peuvent être considérés comme quasiment

identiques.

Une étude citée par le projet SKILLS menée en partie par le CTICM (Référence

bibliographique n°5) montre effectivement que les moments d’extrémité de barres de treillis

sont du même ordre de grandeur que les moments sous poids propre lorsque l’on utilise des

attaches rigides.

FIGURE 4 : EXEMPLE DE TREILLIS DE TYPE WARREN

L’hypothèse de diagonales bi-articulées est ainsi plus qu’acceptable. Elle confirme de fait

qu’il n’y a pas besoin d’accorder beaucoup d’importance aux courbes moment/rotation et aux

calculs de rigidité tels qu’on peut le concevoir pour des attaches poutre-poteau par platines.

Nota : Pour des assemblages par platines, utilisés par exemple pour une liaison poutre-

poteau ou poutre-poutre, on peut distinguer 2 étapes de calculs principales. La première

consiste à vérifier les capacités résistantes de l’ensemble des pièces de l’attache. La

seconde consiste à déterminer la rigidité de l’assemblage, cette dernière étant à l’origine du

comportement de la structure et peut modifier considérablement la distribution des

contraintes.


16

L’article 5.1.5 de la NF EN 1993 1-8 confirme également la possibilité de déterminer la

distribution des efforts normaux dans les barres de treillis en considérant les nœuds comme

articulés et en négligeant les moments dus à la rigidité des assemblages sous certaines

conditions. Il est en effet utile de préciser qu’une excentricité des barres trop importante par

exemple peut entrainer des moments résiduels.

En revanche, le jeu introduit par des attaches boulonnées (avec boulons cisaillés) telles que

celles décrites précédemment a une incidence sur la flèche à mi-portée d’une poutre treillis

qu’il convient de prendre en compte. Cette incidence ne sera toutefois pas traitée dans ce

dossier, concentré essentiellement sur les nœuds d’attache.

3.3. LE DOSSIER THEORIQUE DE CALCULS D’ASSEMBLAGE DE TREILLIS

Il s’agit, dans ce dossier, de regrouper l’ensemble des démarches de calculs à effectuer pour

vérifier les assemblages de treillis sur gousset.

Les calculs de résistance d’un assemblage se font sur la base des résistances individuelles

de chacun de ses composants et le guide technique réalisé s’appuie sur une analyse

élastique linéaire. Ce choix est justifié de la manière suivante :

Marge de sécurité supplémentaire (Il est toujours plus dangereux de travailler dans le

domaine plastique en construction métallique. On préfère donc l’éviter) ;

Connaissances du comportement plastique des assemblages sur gousset restreintes.

Ce travail nécessiterait une classification des sections et une connaissance plus

approfondie des modes de rupture ;

Simplification des méthodes d’analyse et de calculs.

Nota : Les assemblages poutre-poteau ou poutre-poutre par platines ont fait l’objet d’études

plus détaillées, avec une classification des différents modes de ruine et un repérage des

rotules plastiques potentielles.

Une série d’exemples d’application vient étayer le dossier théorique, en illustrant les

procédures de calculs.

Les principales étapes de vérification d’un assemblage sont quant à elles résumées ci-après.


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1-Caractéristiques des assemblages

•Caractéristiques des sections nettes et brutes aux extrémités des barres

•Caractéristiques des sections nettes et brutes des éclisses (si profilés tubulaires, I ou H)

•Caractéristiques géométriques du gousset

•Sollicitations dans les assemblages: assemblage approprié aux charges appliquées?

2- Vérification des soudures du

gousset

•Calculs des efforts dans les soudures et application du critère de Von Misès

3- Vérification globale des sections

transversales du gousset

•S'applique uniquement aux goussets de type A.

•Calcul des efforts dans les sections concernées en prenant en compte l'excentricité si besoin

•Critère de résistance au cisaillement horizontal et vertical

4- Vérification locale des sections

transversales du gousset

•S'applique à tout type de gousset

•Détermination des sections réduites au terme de chaque attache suivant la méthode de Whitmore

•Calcul des efforts sur sections réduites + application du critère de Von Mises

•Vérification au flambement pour les barres comprimées

5- Vérification des boulons

•Caractéristiques et dispositions géométriques

•Répartition des efforts

•Résistance au cisaillement

•Résistance à la pression diamétrale

•Résistance au glissement si boulons précontraints

•Vérification du cisaillement de bloc sur les exremités des barres + gousset

6- Vérification des sections critiques

des extrémités des barres

•Sections aux extrémités des barres

•Sections des éclisses (si profilés tubulaires, I ou H)

7- Vérification des soudures de barres

•S'applique uniquement aux profilés tubulaires possédant plusieurs cordons de soudure entre le tube et les plaques d'about.


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3.4. LE MODULE DE VERIFICATION D’ASSEMBLAGE

Ce module, réalisé sur le logiciel Excel, reprend l’ensemble des procédures de calculs

décrites dans le dossier théorique, effectuées selon le type de barre et d’assemblage en

question. Il est constitué d’une page d’entrée de données couplées avec une page de sortie

où sont exposées l’ensemble des vérifications effectuées et les résultats obtenus, les critères

de validation des éléments choisis en fonction des efforts entrés, …. Une fenêtre

rassemblant l’ensemble des résultats avec une mise en forme standard de note de calcul a

également été insérée pour gagner du temps.

3.5. LE MODULE D’AIDE AU DIMENSIONNEMENT

Il sert à fixer automatiquement et de manière optimale un certain nombre de caractéristiques

d’assemblage en fonction des paramètres d’entrée. Un premier module a tout d’abord été

réalisé pour dimensionner les exemples d’application du dossier technique. Suite à la

constatation de plusieurs lacunes, un second a été créé et directement intégré au module

de vérification énoncé ci-dessus, dans l’optique de gagner du temps lors des études de

conception.

Paramètres d’entrée initiaux:

Type de gousset (A, B ou C) ;

Type de nœud (KT, N, T, K) ;

Nuance d’acier ;

Sollicitations appliquées au centre de l’assemblage ;

Type et longueur des barres (montants et diagonales) ;

Angles des barres

Classes de boulon (et indication quant à une éventuelle précontrainte) ;

Nombre de lignes et colonnes de boulons ;

Un aperçu de l’interface d’entrée est représenté en figure 4.

Nota : les nuances d’acier et classes de boulons sont souvent fixées au préalable pour

l’ensemble d’un projet de manière pratique pour éviter toute confusion lors de la réalisation

de l’ouvrage.

Paramètres de sortie:

Catégorie de boulon ;

Epaisseur des platines (pour les tubes), des éclisses et du gousset ;

Epaisseur des cordons de soudure (entre le gousset et la membrure et dans certains

cas entre les platines et profilés tubulaires) ;

Largeur et longueur des platines, éclisses et gousset.


19

FIGURE 5 : INTERFACE DU MODULE DE PREDIMENSIONNEMENT

Il est possible d’exporter les données ainsi prédimensionnées en lançant une macro

(associée au bouton de contrôle « EXPORTER DANS DONNEES ENTREE » visible ci-

dessus) ou encore de lancer directement une vérification détaillée.


20

4. ETUDES ANTERIEURES

Plusieurs études similaires ont déjà été réalisées par le cabinet JAILLET-ROUBY,

notamment sur les assemblages par platines ou encore le développement d’une méthode de

vérification selon les Eurocodes des barres de treillis formées de cornières. Sans donner

d’informations précises concernant les assemblages de treillis sur gousset, elles permettent

néanmoins de visualiser les démarches à suivre et la forme à donner au module de

vérification.

Les études les plus intéressantes pour ce sujet concernent les assemblages utilisés pour les

nœuds de charpente de l’Arche de confinement de la centrale de Tchernobyl sur laquelle le

Cabinet JAILLET-ROUBY a travaillé.

FIGURE 6 : EXEMPLE DE NŒUD D’ATTACHE SUR GOUSSET UTILISE SUR L’ARCHE DE TCHERNOBYL

On y voit apparaitre l’ensemble des calculs à effectuer dans le cas d’attaches par éclissage

de profilés tubulaires CHS sur gousset. Les nœuds exposés sont en 3 dimensions ce qui

complique l’étude lors de la vérification des goussets. Les conditions géométriques

permettaient malgré tout d’éviter tout calcul de stabilité au flambement du gousset, partie

qu’il a fallu traiter dans le guide technique réalisé pendant ce PFE, puisqu’il est primordial

d’envisager l’ensemble des cas.

Un autre projet de fin d’études réalisé en 2003 sur le développement du logiciel HERGOS et

les assemblages de cornières sur gousset a également été bien utile à l’élaboration du guide

technique, même si les normes alors utilisées viennent de la réglementation CM66 et non

des Eurocodes.

Il a donc été possible de s’appuyer sur plusieurs études complémentaires pour rédiger un

dossier technique global.

LONGITUDINAL BEAM PLAN

BRACING PLAN VIEW

MAIN VIEW-ARCH PLAN (VERTICAL PLAN)

Plate V

Plat B1

Plate B2

Plate L1Plate L4

Plate L2Plate L3

Beam 01

Beam 04

Beam 03

Beam 05

Beam 02Beam 06

Beam 12

Beam 03

Beam 07

Beam 13

Beam 01

Beam 10

Beam 06Beam 11

Beam 9

Beam 07Beam 8

Beam 02


21

5. LOGICIELS UTILISES

5.1. INVENTAIRE DES LOGICIELS UTILISES

D’une manière générale, les principaux logiciels utilisés par le Cabinet JAILLET-ROUBY sont

les suivants :

Logiciels de calculs :

o HERGOS ;

o Robot Structural Analysis (Autodesk) ;

o Excel.

Logiciels de dessin :

o Draft Sight (Dassault Systèmes) ;

o AutoCAD (Autodesk) ;

o Revit (Autodesk) ;

o Tekla ;

o Rhino.

Dans le cadre de cette étude, il a été fait usage du logiciel HERGOS pour modéliser les

treillis représentés au paragraphe 3.1. Il a ainsi été plus rapide de déterminer les différents

cas d’assemblage donnés en exemple à la fin du dossier théorique, grâce à l’entrée de cas

de charges simples et la détermination des efforts dans les barres. L’ensemble des schémas

présents dans le dossier technique et les feuilles de calculs Excel sont quant à eux réalisés

sur Draft-Sight, un équivalent du logiciel AutoCAD.

Enfin, l’usage du langage VBA sous Excel a été très utile (sinon indispensable) pour la

réalisation d’un module de vérification et d’aide au dimensionnement. Il est particulièrement

difficile de se passer d’une macro lorsqu’il s’agit de trier et sélectionner certaines données en

fonction des paramètres initiaux.

Dans le cas du module de traitement d’assemblages, il est question de sélectionner les

paramètres d’une barre dans un catalogue des profilés, lancer une série de calculs en

fonction du problème défini ou encore gérer une interface graphique (couleurs de fond, mots

d’avertissement, nettoyage des cellules, remplissage de tableaux récapitulatifs,…) chose

presque impossible à réaliser sans script VBA.


22

5.2. QUELQUES DETAILS SUR LE LOGICIEL HERGOS

Le logiciel HERGOS a été conçu et développé depuis plus de 15 ans par le Cabinet

JAILLET-ROUBY. Son noyau de calcul est directement extrait du logiciel Hercule de

Socotec.

Il permet de modéliser tout type de structure, avec vérification automatique selon différentes

normes (CM66, AISC, Eurocode 3). Le logiciel calcule des structures à barres, avec

possibilité d’analyses élastiques linéaires et non linéaires, ou encore en 3D.

Il comporte de multiples fonctions de création et modification des nœuds, des barres, des

chargements, des liaisons, de visualisation du modèle, d’édition…

En sortie, le logiciel peut éditer plusieurs informations : les réactions, les déplacements, les

déformations… et ce pour chaque nœud et chaque cas de charge.

FIGURE 7 : VUE DE L’INTERFACE DU LOGICIEL HERGOS

Cet outil est adapté aux diverses difficultés rencontrées sur des structures très complexes.

Cela a permis d’intégrer de nouvelles fonctions directement liées au métier.

Hergos a été développé pour faciliter l’utilisation du logiciel Hercule, puissant et fiable, mais

avec une interface peu conviviale.


23

Le chemin qu’emprunte le logiciel est présenté sur l’organigramme de la figure 5. L’utilisateur

crée son modèle dans l’interface (A), il lance le calcul et le logiciel de base Hercule calcule le

modèle (B). Suite à cela, le module de vérification (C) permettra de vérifier si le module est

conforme aux normes. Si le modèle l’est, l’utilisateur rédige sa note de calcul. Si ce n’est pas

le cas, il remodifie le modèle (A), puis relance ses calculs (B+C).

FIGURE 8 : ORGANIGRAMME DE FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL HERGOS

Il est également utile de spécifier que l’orientation des repères utilisés dans le dossier

théorique réalisé n’est pas conforme à l’Eurocode mais à ce logiciel, créé antérieurement. Ce

choix vient donc d’un souci de clarté d’utilisation pour l’ensemble des ingénieurs du bureau,

habitués au logiciel HERGOS.

FIGURE 9 : ORIENTATION UTILISEE PAR LE LOGICIEL HERGOS

HERGOS

HERCULE

HERGOS Création du modèle

Calcul des sollicitations

Module de vérification

A

B

C

x z

y


24

6. DEVELOPPEMENTS ET RESULTATS

La première partie du stage a été consacrée principalement au développement du dossier

théorique avant la réalisation d’un fichier Excel reprenant l’ensemble des calculs en 2nde

période. Les dernières semaines ont quant à elles davantage été consacrées à la finition et

au développement ergonomique du module de traitement d’assemblages.

6.1. LE DOSSIER THEORIQUE

Les vérifications effectuées sur les assemblages sont clairement définies dans les

Eurocodes. Malgré tout, certaines parties ont fait l’objet d’un raisonnement plus particulier.

Le contenu du dossier théorique décrit dans les paragraphes précédents s’appuie sur les

critères données par la NF EN 1993. Le raisonnement d’analyse vient essentiellement du fait

que chaque composant doit être vérifié individuellement. Les vérifications à effectuer sont

décrites dans les paragraphes suivants, même si les détails de calculs ne sont consultables

qu’en ANNEXE 7 pour éviter de surcharger ce document.

6.1.1. PLAGE D’APPLICATION DES ASSEMBLAGES

Avant tout calcul de résistance d’un assemblage, il convient de s’assurer que ce dernier

satisfait aux conditions du projet. Pour les assemblages de barres de treillis, on considère en

effet que certaines sollicitations sont nulles, notamment certains efforts tranchants et

moments.

FIGURE 10 : REPRESENTATION D’UN ASSEMBLAGE DE CORNIERES LDD SUR GOUSSET

Afin de valider le choix conceptuel d’une attache de treillis sur gousset, on doit répondre aux

conditions suivantes :

𝑀𝑥 ≈ 0 (𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛)

𝑀𝑦 ≈ 0

𝑉𝑧 ≈ 0


25

On souhaite donc s’assurer que les efforts appliqués respectent ces conditions. Néanmoins,

il y a toujours la présence d’efforts résiduels dans les barres, le zéro absolu n’existe pas. Il

faut donc trouver une valeur de référence (en particulier pour la rentrer dans le module de

vérification sous Excel qui, lui, ne connait pas de « à peu près nul ») pour que ce dernier

valide ou non le choix d’un assemblage. Dans le cas d’efforts de torsion trop importants par

exemple, il est conseillé de modifier la conception de l’attache.

Pour les efforts tranchants résiduels on pourra choisir comme référence le poids propre des

barres (on le retrouve notamment pour les treillis plats horizontaux) affecté d’un coefficient

1.3, soit 10% de plus pour prendre en compte le poids des soudures ou autre élément

d’attache et 20% de marge supplémentaire.

Quant aux moments selon l’axe y et de torsion, on envisage dans un premier temps d’utiliser

le taux de travail, limité à 20 % des capacités totales de l’assemblage (ou éclisses selon les

cas d’étude).

Ces ordres de grandeurs ne sont cependant pas entièrement justifiés pour l’heure et peuvent

être amenés à changer. Leur principe est simplement calqué sur les limitations de certaines

sollicitions par l’Eurocode pour éviter toute interaction. A titre d’exemple, l’article 6.2.8 de la

NF EN 1993 1-1 limite les efforts tranchants à 50% de leur résistance plastique au

cisaillement pour éviter toute incidence sur les moments de flexion d’une barre. Cette limite

n’a cependant pas été déterminée au hasard et a fait l’objet d’études particulières.

Il s’agit donc ici davantage de trouver des valeurs de référence pour alerter l’utilisateur. Dans

l’ensemble des cas de treillis étudiés, les efforts résiduels trouvés ne dépassaient pas les

limites décrites précédemment.

6.1.2. VERIFICATION DES SECTIONS CRITIQUES

Il est tout d’abord nécessaire de calculer les contraintes présentes dans les sections

transversales des différents éléments :

Eclisses (selon les cas) ;

Extrémités des barres ;

Gousset.

Le critère de Von Mises doit par la suite être respecté. Ce raisonnement est également

appliqué aux cordons de soudure.

Il est également important de noter que toute vérification détaillée commence par une

vérification globale du gousset afin de s’assurer que l’excentricité éventuelle des barres n’a

pas besoin d’être pris en compte dans le calcul des assemblages. Dans le cas contraire,

l’Eurocode stipule que la distribution du moment d’excentricité dans les barres se fait au

prorata des moments d’inertie sur les longueurs de barre.


26

FIGURE 11 : CAS DE NŒUD D’ASSEMBLAGE AVEC EXCENTREMENT

Nota : Tout est fait pour éviter l’apparition d’un moment d’excentricité notamment lors de la

phase de prédimensionnement des attaches. Mais l’épure des barres n’est pas toujours

possible à cause de contraintes géométriques.

6.1.3. CRITERES DE RESISTANCE INDIVIDUELS DES BOULONS

D’une manière générale, les boulons doivent répondre aux critères de résistance suivants:

Résistance au cisaillement ;

FIGURE 12 : REPRESENTATION DU PHENOMENE DE CISAILLEMENT DU BOULON

Résistance à la pression diamétrale ;

FIGURE 13 : REPRESENTATION DU PHENOMENE DE PRESSION DIAMETRALE


27

Résistance à la traction et au poinçonnement ;

Résistance au glissement.

FIGURE 14 : CAS D’UN BOULON PRECONTRAINT

La 3ème condition énoncée ne fait cependant pas partie des conditions requises dans ce

dossier puisque les barres de treillis travaillent essentiellement en traction/compression. Les

conditions d’utilisation des assemblages en question reposent d’ailleurs sur des efforts

tranchants nuls selon l’axe z, c’est-à-dire des efforts de traction nuls dans les boulons.

La résistance au glissement d’un boulon est, quant à elle, vérifiée uniquement dans le cas de

boulons précontraints.

6.1.4. CRITERE DE RESISTANCE AU CISAILLEMENT DE BLOC

Bien que la résistance à la pression diamétrale intervienne généralement avant le

cisaillement de bloc au niveau d’un assemblage, on peut voir apparaitre un arrachement de

toute une partie de gousset ou profilé sous l’effet des contraintes de cisaillement ou traction.

Les lignes de rupture sont alors délimitées par les boulons de rive.

FIGURE 15 : SCHEMA DE PRINCIPE, ARRACHEMENT DE LA PARTIE HACHUREE SOUS L’EFFET DU CISAILLEMENT


28

6.1.5. VERIFICATION DU GOUSSET A L’ARRACHEMENT

Dans certains cas d’étude, il est possible de trouver un plan de cisaillement plus défavorable

que celui défini par l’Eurocode (délimité par les boulons de rive) pour les calculs de

cisaillement de bloc. C’est le cas des goussets de type C, où il est possible de définir un

deuxième plan de cisaillement avec les bords libres.

L’étude est ensuite similaire à celle de la résistance au cisaillement de bloc et s’appuie sur

les même articles règlementaires.

FIGURE 16 : REPRESENTATION D’UN PLAN DE RUPTURE D’UN GOUSSET DE TYPE C

Nota : Dans la grande majorité des cas, le plan de rupture défini par l’Eurocode est plus

défavorable et doit donc être vérifié quel que soit l’attache considéré.

6.1.6. VERIFICATION DES GOUSSETS AUX INSTABILITES

La méthode de vérification au Flambement au niveau de chaque barre comprimée consiste à

considérer le gousset comme un poteau encastré à son origine et de section efficace définie

par la méthode de Whitmore. Cette dernière est basée sur le principe d’une diffusion des

champs de contraintes avec un angle de 30° tel que représenté ci-après.


29

FIGURE 17 : REPRESENTATION D’UNE SECTION EFFICACE DEFINIE SELON LA METHODE DE WHITMORE

Une vérification selon la NF EN 1993 1-1 6.3, concernant la résistance au flambement des

barres uniformément comprimées, est alors envisageable.

L’ajout de raidisseurs n’a cependant pas été pris en compte pour l’instant, notamment à

cause d’une documentation peu abondante sur le sujet. Une réflexion a néanmoins été

menée sur la possibilité d’adapter l’article 4.5.3 de la NF EN 1993 1-5 aux goussets raidis.

Cet article traite en effet du flambement de plaques raidies longitudinalement, en assimilant

leur comportement à celui d’un poteau.

Nota : les sections efficaces trouvées selon la méthode de Whitmore sont également

utilisées pour effectuer les vérifications locales du gousset, en appliquant le critère de Von

Mises.

6.1.7. EXEMPLES D’APPLICATION

Cette partie est primordiale pour l’appréhension de ce sujet d’études en permettant d’avoir

une approche pratique sur les problèmes d’attache. Ils doivent être traités à la main pour

permettre une analyse critique et s’assurer par la suite que le module de vérification créé ne

présente pas d’erreur de saisie.

Les exemples traités sont choisis de manière à balayer l’ensemble des familles

d’assemblages concernées par le dossier technique.


30

Exemple 1 : Etude d’un nœud K sur treillis de type WARREN, Gousset de type A,

profilé I.

Exemple 2 : Etude d’un nœud N sur treillis de type PRATT, Gousset de type A,

profilés tubulaires simple éclissage.

Exemple 3 : Etude d’un nœud N sur treillis de type PRATT, Gousset de type A,

profilés tubulaires double éclissage.

Exemple 4 : Etude d’un nœud KT sur treillis de type PRATT, Gousset de type A,

cornières LDD

Exemple 5 : Etude d’un nœud KT sur treillis de type PRATT, Gousset de type A,

cornières LD0.

Exemple 6 : Etude d’un nœud N sur treillis de type PRATT, Gousset de type B,

cornières LD.

Exemple 7 : Etude d’un nœud N sur treillis de type PRATT, Gousset de type C,

cornière L.

L’ensemble des critères de ces cas d’études ne sont pas toujours vérifiés. Ils ont pourtant

été laissés tels quels, donnant ainsi une meilleure idée du fonctionnement des différents

types de nœud d’attache.

Dans le 1er cas d’études traité, on voit par exemple pourquoi les profilés en I ou H assemblés

par éclissage d’âme uniquement sont finalement peu appropriés aux montants et diagonales

d’un treillis plan. En effet, sans doublure d’âme ou surdimensionnement des profilés, les

efforts normaux ne peuvent généralement pas être transmis par l’âme seule, d’où les

problèmes de résistance de sections critiques et de cisaillement de bloc. Ces problèmes se

reportent également au niveau du gousset puisque dans la pratique l’épaisseur est pris

comme identique à celle de l’âme.

Nota : L’intégralité du dossier théorique, avec notamment les références liées aux

Eurocodes, les formules de vérification et l’ensemble des schémas de principe est disponible

en ANNEXE 7.

6.2. PREMIER MODULE D’AIDE AU DIMENSIONNEMENT

Un 1er module d’aide au dimensionnement a tout d’abord été développé, principalement axé

sur le choix du type de boulon. Il a eu comme rôle de dimensionner les 1er cas

d’assemblages servant d’exemples d’application pour le dossier de validation.

A partir de l’épaisseur du gousset et de l’effort normal maximal, avec en sus la possibilité de

fixer le nombre de lignes et colonnes de boulons, le module d’aide au dimensionnement

sélectionne les boulons répondant aux critères ci-après.


31

Résistance au cisaillement suffisante ;

Résistance à la pression diamétrale suffisante ;

Ecart minimal entre les efforts maximaux appliqués aux boulons, la résistance au

cisaillement et la résistance à la pression diamétrale, de manière à optimiser les

éléments de l’assemblage.

Bien qu’il donne une première idée sur la manière dont il est possible de sélectionner le type

et la classe de boulon sur un assemblage, de nombreux paramètres pourtant

incontournables y sont omis. La rédaction des exemples d’applications du dossier théorique,

dimensionnés à partir de ce module, a révélé plusieurs failles à ce mode de raisonnement,

basé sur un boulon unique. De nombreux paramètres tels que la résistance des sections

critiques ou l’arrachement de bloc ne sont ainsi pas pris en compte.

Ce module ne donne également aucune indication sur la géométrie des différents éléments

de l’attache et sur les dispositions pratiques.

FIGURE 18 : VUE DE L’INTERFACE DU 1ER MODULE DE PREDIMENSIONNEMENT

Un second module de prédimensionnement, directement intégré au module de vérification

d’assemblages a donc été développé pour tenter de répondre aux lacunes du précédent.


32

6.3. LE MODULE DE TRAITEMENT D’ASSEMBLAGES

Tel que mentionné au chapitre 3, l’un des principaux enjeux de ce projet de fin d’études a été

la réalisation d’un module de vérification d’assemblages sous Excel, reprenant l’ensemble

des démarches décrites dans le dossier théorique.

Ce dernier est composé de plusieurs feuilles Excel :

Une feuille de données d’entrée

Une feuille de résultats

6 feuilles de calculs intermédiaires correspondant chacune à un groupe

d’assemblages :

o ‘Calculs GA avec éclisses’ pour les Goussets type A … ; o ‘Calculs GA avec cornières’ ; o ‘Calculs GB avec éclisses’ ; o ‘Calculs GB avec cornières’ ; o ‘Calculs GC avec éclisses’ ; o ‘Calculs GC avec cornières’.

FIGURE 19 : FONCTIONNEMENT DU MODULE DE VERIFICATION D’ASSEMBLAGES

Nota : Les noms de couleur rouge sont ceux des feuilles Excel et en vert ceux des fonctions

VBA associées.

L’ensemble des feuilles de calculs sont gérées par une macro chargée de remplir les feuilles

de calculs adéquates avant de retranscrire les résultats dans le tableau ci-après :

Entrée des paramètres de l'assemblage

'DONNEE ENTREE'Calculs à l'aide de feuilles

intermédiaires

‘Calculs GA avec éclisses’

‘Calculs GA avec cornières’ ,Etc

Lancement de la macro 'Traitement_des_assemblages’ Sortie des critères de vérification dans un tableau

de résultats

'RESULTATS'

Rédaction d'une note de calcul

'NOTE D'ASSEMBLAGE'

Prédimensionnement de l'attache

'PREDIM'

‘Retranscription_dans_DONNEES_ENTREE’ ‘Retranscription_dans_NOTE_ASSEMBLAGE’


33

FIGURE 20 : VUE DU TABLEAU REGROUPANT L’ENSEMBLE DES CRITERES DE VERIFICATION, ACCOMPAGNE DES

PARAMETRES COMPLETS DE L’ASSEMBLAGE ETUDIE.

Pour ne pas perdre son raisonnement lors de la rédaction d’une macro et pouvoir s’y

retrouver facilement, il est nécessaire d’être rigoureux et de décrire la moindre opération

effectuée à l’aide d’annotations entre guillemets.

On gagne également en clarté en rédigeant une fonction principale (appelée par un bouton

de commande intégré aux feuilles Excel) dont le rôle est d’appeler une série de fonctions

« secondaires », telle que celle exposée ci-après.


34

FIGURE 21 : EXEMPLE DE SCRIPT SOUS VBA

Il ne faut pas non plus oublier que le fichier Excel réalisé doit avoir une structure claire pour

pouvoir être aisément modifié en vue d’une éventuelle évolution ou tout simplement pour

repérer plus rapidement une erreur de script.

Il est également possible de rédiger directement une note de calculs une fois l’ensemble des

vérifications effectuées.

Voir en ANNEXE 1 un exemple de note de calcul effectué.

La création d’un tableau récapitulatif regroupant un ensemble d’assemblages (pour une

poutre treillis par exemple) avec l’énoncé du critère déterminant a quant à elle été envisagée

mais n’a pu être réalisée par manque de temps.


35

6.4. CORRECTION ET VALIDATION DU MODULE DE CALCULS

Afin de s’assurer du bon fonctionnement et de la fiabilité d’un module de calculs, le moyen le

plus efficace est de tester le fichier Excel à l’aide de tables de dimensionnement, regroupant

un nombre conséquent de cas d’assemblages différents. Il est alors possible de se fixer une

marge d’erreur limite, généralement autour de 5%. C’est aussi un moyen de connaitre les

axes d’amélioration d’un fichier Excel, en repérant le type d’assemblage ne respectant pas

les critères de précision fixés.

Le CTICM rédige régulièrement ce type de table de dimensionnement, notamment avec sa

collection d’ouvrages ASCAP. Néanmoins à ce stade aucun document similaire concernant

les assemblages de treillis sur gousset n’a été trouvé.

La rédaction d’un dossier de validation doit donc regrouper l’ensemble des démarches et

explications de calculs, mais aussi un résumé des tests effectués et des marges d’erreur

acceptables. Je n’ai malheureusement pas eu le temps nécessaire pour mener mon étude

jusqu’à ce stade.

A l’avenir et à défaut de trouver des documents similaires aux ouvrages ASCAP, une

recherche pourrait être menée sur des projets réalisés par le bureau (ou autre organisme)

sur ce type d’assemblage pour effectuer divers tests de comparaison et validation.

6.5. MODULE DE PREDIMENSIONNEMENT – CONDITIONS PRATIQUES

Tel que mentionné en partie 3, une feuille de prédimensionnement est intégrée au fichier

Excel pour faciliter les démarches de l’utilisateur.

La méthode utilisée est calquée sur une des méthodes de conception couramment appliquée

par les ingénieurs du bureau pour avoir rapidement une idée des attaches à envisager. Elle

se résume en quelques étapes :

1- Définition du nombre de boulons et de leur classe (commune à l’ensemble des

attaches d’une charpente dans un grand nombre de cas).

2- Calcul de l’effort maximal de cisaillement appliqué à chaque boulon, à partir de leur

nombre et des efforts normaux.

3- Déduction du type de boulon en comparant l’effort calculé précédemment avec sa

résistance au cisaillement, voir au glissement dans le cas de boulons HR (voire les

annexes 3 et 4).

4- Calculs des sections critiques minimales des barres, éclisses et gousset afin de

pouvoir transmettre les efforts normaux et déduction des épaisseurs des différentes

pièces.


36

Le Prédimensionnement des attaches se fait également à partir d’une série d’hypothèses et

de paramètres fixés par défaut pour répondre aux conditions pratiques de réalisation. On

peut notamment citer les points suivants:

Conditions de pince fixées à 1,5xdo, do étant le diamètre du boulon ;

Nota : le tableau 3.3, article 3.5 de la NF EN 1993 1-8 (consultable en ANNEXE 4)

donne les plages de référence des conditions de pince, avec un minimum de 1.2xdo.

Il est néanmoins courant de prendre 1.5xdo, ce qui est en partie dû aux anciennes

normes CM mais sert aussi à faciliter la tâche des dessinateurs qui la prenne comme

valeur de référence.

Entraxes entre les boulons fixées à 2,5xdo ;

Ecarts entre les différents éléments d’attache, tels que les éclisses et la membrure,

fixés à 20mm pour tenir compte des cordons de soudure ;

Les angles des barres ne doivent pas sortir de l’intervalle 35° à 55° pour ne pas

entraver le montage des pièces;

Nota : Dans le cas contraire, un message d’erreur s’affiche lorsque l’utilisateur lance

le prédimensionnement.

Epaisseur minimale de tôle fixée à 5mm ;

Epaisseur minimale des cordons de soudure fixée à 3mm ;

Coefficient de frottement vaut par défaut 0,4 (les cas inferieurs sont peu fréquents) ;

Pour les profilés tubulaires :

o la longueur des cordons de soudure servant à fixer les platines vaut par

défaut 1,5xh, h étant la hauteur ou le diamètre du tube ;

o La largeur des platines est fixée à 1,2xh ;

o La largeur des éclisses est fixée à 1,0xh.

FIGURE 22 : REPRESENTATION D’UNE ATTACHE DE PROFILE TUBULAIRE SUR GOUSSET PAR L’INTERMEDIAIRE

D’ECLISSES


37

Ces hypothèses et paramètres sont soigneusement répertoriés sur le côté droit de l’interface

de prédimensionnement et peuvent être aisément modulables par l’utilisateur selon les

besoins liés aux projets en cours.

Une macro est également rédigée pour alerter l’utilisateur dès que certaines conditions ne

sont pas respectées, telles que les angles des barres ou encore un nombre de lignes de

boulons trop important par rapport à l’espace disponible à l’extrémité de la barre.

Remarques pratiques :

La largeur des éclisses est souvent prise inférieure à la largeur des platines pour

permettre de souder l’ensemble dans le cas où les axes des boulons ne seraient pas

parfaitement alignés.

L’épaisseur des cordons de soudure ne doit pas dépasser l’épaisseur des pièces

assemblées.

Un point de développement important du module de prédimensionnement a également été

l’élaboration d’équations permettant de trouver les dimensions du gousset en fonction des

données géométriques principales, à savoir les angles et dimensions des barres et éclisses.

Il a tout d’abord fallu fixer les principes de dimensionnement, à savoir :

Réduire autant que possible les écarts entre les éléments de l’attache, en prenant en

compte une valeur limite (fixée à 20 mm par défaut) ;

S’assurer que l’excentricité des barres est nulle.

Les dimensions du gousset calculées conduisent ainsi aux géométries suivantes :

FIGURE 23 : NŒUD KT, ECART MINIMAL ENTRE LES ECLISSES ET LA MEMBRURE


38

A cela peut s’ajouter des règles secondaires. A titre d’exemple, on limitera en priorité sur un

nœud KT l’écart entre le montant (barre n°2) et la membrure pour diminuer sa longueur de

flambement. C’est en effet la barre comprimée dans la majorité des cas.

Sur la figure ci-après, est représenté le même gousset type A avec une barre d’angle 55°. La

proximité des barres impose une « remontée » du montant par rapport à une disposition

classique délimitée en jaune afin de pouvoir respecter les écarts minimaux entre éléments

d’attache (écart bc).

FIGURE 24 : NŒUD KT, GEOMETRIE DU GOUSSET POUR DES BARRES D’ANGLES IMPORTANTS

Pour tenir compte de ces diverses possibilités géométriques, l’ensemble des cas est pris en

compte et les dimensions les plus importantes sont sélectionnées.

Exemple de calcul effectué pour un nœud KT dans le cas de barres de treillis constituées de

profilés tubulaires :

𝑒𝑦𝐺2 = 𝑀𝑎𝑥 (𝑙𝑒2 + 𝑏𝑐 ; 𝑒𝑦𝐺1 −𝑙𝑝1

2× cos(𝛼) + 𝑙𝑒1 × sin(𝛼) ; 𝑒𝑦𝐺3 −

𝑙𝑝3

2× cos(𝛽) + 𝑙𝑒3 × sin(𝛽))

𝑒𝑦𝐺2 étant la hauteur du centre de gravité de l’attache n°2

Bien entendu, l’utilisateur est libre de modifier les dimensions du gousset calculé par défaut

selon le cas d’études. Pour cela, il faut néanmoins intervenir directement sur la page

d’entrée de données.


39

6.6. REDACTION D’UN DOSSIER SUPPORT AU MODULE DE

PREDIMENSIONNEMENT

Le dossier théorique de validation d’assemblages regroupe l’ensemble des formules et

démarches de calculs à effectuer lors de la validation d’une attache. Il a été nécessaire de le

compléter par un document explicatif sur le fonctionnement du module de traitement

d’assemblages. Ce dossier comporte :

Le principe général de fonctionnement ;

Le rôle des différentes pages Excel et des fonctions VBA associées ;

Les formules et démarches de calculs non décrites dans le dossier technique, c’est-

à-dire l’ensemble de procédures de calculs liées au prédimensionnement des

attaches. L’expression de 𝑒𝑦𝐺2 donnée en exemple au paragraphe 6.5 et les figures

23 et 24 sont par ailleurs extraites de ce document.

6.7. EVOLUTIONS ET DEVELOPPEMENTS ENVISAGEABLES

Il est bien sûr toujours possible de faire évoluer un tel module de calculs. A titre d’exemple,

le développement ergonomique d’un tel fichier est long et je regrette de ne pas avoir eu le

temps nécessaire pour compléter ou corriger certains aspects. Parmi eux ;

Alléger les 6 feuilles de calculs servant à la vérification des assemblages. Je me suis

également rendu compte que les nœuds d’attache en T sur Gousset A

correspondaient en réalité au gousset de type C. Il y a donc la possibilité de simplifier

les démarches de calculs en diminuant notamment le nombre de cas d’assemblages

pouvant être traités;

Développer une démarche de calculs permettant la vérification au flambement de

goussets raidis.

Permettre le prédimensionnement de paramètres supplémentaires, tels que le

nombre de boulons par attaches ;

Concevoir des tableaux ou graphiques d’aide au dimensionnement.

Créer une feuille de dessin d’assemblage, dépendant des paramètres d’attache

entrés dans le fichier Excel.


40

7. COMPETENCES ACQUISES

Outre les connaissances théoriques acquises, ce Projet de Fin d’Etudes a été l’occasion de

découvrir de nouveaux logiciels tels que HERGOS et d’acquérir une précieuse expérience

en entreprise.

7.1. SYNTHESE DES COMPETENCES ACQUISES

On peut résumer les compétences acquises comme suit :

7.1.1. CONNAISSANCES THEORIQUES

Ce stage de fin d’études a tout d’abord été l’occasion d’enrichir mes connaissances

théoriques et techniques. La réalisation d’un dossier théorique sur un sujet aussi particulier

et spécifique qu’un assemblage de barres de treillis nécessite bien entendu de nombreuses

recherches et permet d’enrichir considérablement ses connaissances en Construction

Métallique et Résistance des Matériaux.

De plus, le travail effectué sur les Eurocodes m’a permis de mesurer son domaine d’action et

la nécessité d’interpréter et adapter les articles de norme à certains cas d’études.

La consultation du CTICM m’a quant à elle fait découvrir de nouvelles méthodes de calculs

et met en valeur les travaux de recherche que doit mener un ingénieur tout au long de sa

carrière pour faire évoluer ses méthodes de travail ou résoudre de nouveaux problèmes.

7.1.2. CONNAISSANCES PRATIQUES

Ces 5 mois m’ont également permis d’apprendre à maîtriser certains logiciels.

En outre, bien qu’on puisse supposer que la programmation ou l’utilisation du langage VBA

pour la réalisation de macros sur Excel ne soit pas du domaine du Génie-Civil, on se rend

rapidement compte de leur utilité (voir nécessité) lorsqu’il est question de créer un module de

vérification et d’aide au dimensionnement. La prise en compte d’un ensemble de formules en

fonction des paramètres d’entrée ou encore le tri de données dans de multiples tableaux et

catalogues devient sinon quasiment impossible. Il est même utile de créer des macros

spécifiques à un projet donné dès qu’il est question de traiter une série de tableaux sur

Excel.


41

Enfin, ce stage a aussi été l’occasion de travailler sur un logiciel de calcul différent,

HERGOS, et le logiciel de dessin Draft Sight, notamment pour réaliser les schémas et

coupes de principe.

7.1.3. EXPERIENCE EN ENTREPRISE

Pour terminer, plusieurs mois au sein du Cabinet JAILLET-ROUBY m’ont apporté une

certaine expérience en entreprise et m’ont fait prendre connaissance du fonctionnement d’un

bureau d’études et de l’ensemble de ses domaines d’intervention.

Etre en contact avec des ingénieurs expérimentés permet également de recueillir quelques

conseils pratiques et réflexes à avoir en bureau d’études.

Parmi eux on peut citer l’un des principes de base lors d’une étude de structure, à savoir qu’il

est nécessaire de maîtriser tous les calculs effectués sur logiciel et de réaliser

systématiquement dès qu’un doute subsiste un calcul simplifié à la main pour confronter les

résultats trouvés et s’assurer que la structure a été correctement modélisée.

7.2. UN POINT SUR LES TRAVAUX DE PRODUCTION EFFECTUES

Enfin, la participation ponctuelle à certains projets du cabinet permet de participer

d’avantage à la vie de l’entreprise et réellement découvrir les missions d’un bureau d’études.

J’ai ainsi pu participer à quelques projets :

7.2.1. REDACTION D’UNE NOTE DE FAISABILITE

Cette note de faisabilité concerne une variante métallique de l’ossature de la tour ALTO

située à La Défense.

Le dossier est constitué des éléments suivant :

Avant métrés des différentes solutions envisagées tel que celui représenté ci-

après (Tableau 2) ;

Hypothèses de charges et de déformations admissibles utilisées pour les premiers

calculs ;

Plans de l’étage courant et du dernier niveau (la tour est évasée) montrant les

différentes solutions envisagées pour la réalisation d’une ossature métallique ;

Coupes de principe (notamment pour montrer les hauteurs disponibles sous

plancher et les solutions envisagées pour le passage des gaines techniques) ;


42

Présentation des premiers calculs de déformations, contraintes et réactions sur les

planchers.

Nota : L’illustration de l’interface du logiciel HERGOS, figure 4, représente par ailleurs un

plancher courant de la tour.

TABLEAU 2 : EXEMPLE D’AVANT METRE REALISE SUR LE NIVEAU R+21 DE LA TOUR ALTO

Avant métré – Niveau R+21

Révision : 0

Section Acier Matériau Longueur

Poids

Unitaire Poids

(m) (kg/ml) (kg)

IPE 300 S355 Acier 148,94 42,24 6291,24

IPE 450 S355 Acier 37,59 77,57 2915,68

IPE 500 S355 Acier 17,62 90,67 1597,63

PRS 200x8/500x5/200x8 S355 Acier 6,18 44,75 276,55

PRS 200x8/500x5/200x8 S355 Acier 349,88 44,75 15655,2

7

PRS 250x30/1200x16/250x30 S355 Acier 16,71 268,47 4486,11

PRS 300x15/490x20/300x15 S355 Acier 5,50 147,58 811,69

PRS 300x15/490x8/300x15 S355 Acier 129,65 101,42 13148,9

7

PRS 300x20/480x12/300x20 S355 Acier 7,90 139,42 1101,32

PRS 300x25/470x12/300x25 S355 Acier 9,03 162,02 1462,90

PRS 300x25/480x20/300x25 S355 Acier 0,50 193,11 96,55

PRS 400x20/460x12/600x30 S355 Acier 16,24 247,43 4019,30

PRS 450x30/460x12/450x30 S355 Acier 85,65 255,28 21865,7

8

PRS 450x30/460x12/450x30 S355 Acier 13,79 255,28 3521,57

PRS 450x30/460x12/600x30 S355 Acier 23,53 290,61 6837,13

Fers de bordure

30 25 750

Contreventement de montage

5600

TOTAL

90 t

TOTAL avec prise en compte des

assemblages: 104 t


43

7.2.2. PREDIMENSIONNEMENT DE SYSTEMES D’ETAIEMENT

Ces systèmes d’étaiement ont vocation à être utilisés lors du montage de la charpente

métallique du Stade de Lyon. Il a alors fallu :

Réaliser des notes de calcul et dimensionner des butons ou bracons à partir des

efforts calculés sur le modèle HERGOS du stade ;

Rédiger une note de dimensionnement comprenant en particulier :

o Des tableaux reprenant un ensemble de profilés possibles pour les

différents éléments provisoires, avec l’indication du critère de

dimensionnement et du profilé le plus avantageux en termes de poids

linéique (surligné dans l’exemple de tableau donné ci-après) ;

TABLEAU 3 : EXEMPLE DE TABLREAU DE DIENSIONNEMENT REALISES POUR LES SYSTEMES D’ETAIEMENT DU

STADE DE LYON

NUANCE

D’ACIER

LONGUEUR

(M)

SECTION MASSE

LINEIQUE

(KG/M)

CRITERE DE

RESISTANCE

AU

FLAMBEMENT

CRITERE DE

RESISTANCE

A LA

TRACTION

S355 16 CHS 273x8 52.3 0.92 0.19

CHS 323.9x6 47 0.75 0.22

CHS 355.6x5 43.2 0.69 0.24

SHS 250x6 45.2 0.96 0.22

SHS 300x6 54.7 0.58 0.19

o Des schémas divers pour le repérage des éléments provisoires,

accompagnés des coordonnées des barres ;

o Des annexes regroupant plusieurs graphes de synthèse des efforts dans

les barres et une note de calcul type.


44

FIGURE 25 : VUE D’UNE PARTIE DU MODELE DU STADE SOUS HERGOS

7.2.3. DIMENSIONNEMENT D’ASSEMBLAGES POUTRE-POUTRE

Ces assemblages concernent le plancher d’une sucrerie basée au Maroc.

Le cabinet JAILLET-ROUBY n’est pas en charge des calculs d’assemblages de ce projet. Il

m’a malgré tout été demandé de prédimensionner certaines attaches (sans rédiger de notes

de calcul complètes) à l’aide d’un fichier Excel (qu’il a également fallu réaliser). L’annexe 4

reprend le tableau récapitulatif des assemblages dimensionnés, avec leurs critères de

résistance.

FIGURE 26 : REPRESENTATION D’UN DES 4 TYPES D’ASSEMBLAGE TRAITE

Ce travaille m’a notamment permis de réfléchir à la forme à donner au module de traitement

d’assemblages pour treillis, avec la reprise du tableau de résultats et de rappelle des

données.

zyx

OLLAND-STD-EXE-F-11-05.ish - Vue_Calage03 ( | ) - Cas 14043 : Montage - Etape 40 - Avec Couverture - Vent - X-_1 (Ouest) - m / kN


45

7.2.4. ETUDE DE CONCEPTION D’UNE CHARPENTE METALLIQUE

Cette étude de conception concerne la charpente métallique réalisée pour la couverture d’un

stade d’athlétisme à Miramas.

Le projet venant tout juste de débuter, il a été question de réaliser les premières esquisses

de la charpente métallique à partir des plans de l’architecte. Pour ce faire, il faut procéder en

plusieurs étapes :

Disposition des fermes, définition des entraxes, portées et hauteurs

disponibles ;

Définition des hypothèses de charge (Poids Propre, Charges de neige, de

vent et thermiques) ;

Prédimensionnement du treillis constituant les fermes principales à partir du

moment maximal à mi- travée (en considérant une poutre sur appuis

simples) ;

Modélisation des fermes sous HERGOS et optimisation des barres de treillis ;

Modélisation de l’ensemble de la structure sous HERGOS

Réalisation d’un cahier de plans et schémas en format A3 ainsi que de

plaquettes A0 reprenant :

o Des plans de charpentes cotées (avec DraftSight)

o Des perspectives 3D (A partir du modèle HERGOS grâce au logiciel

RHINO) telle que celle représentée ci-dessous :

FIGURE 27 : PERSPECTIVE 3D DE LA CHARPENTE REALISEE A PARTIR DU MODELE HERGOS

o Des coupes de principe

o Nota : Un extrait du cahier de schémas A3 est consultable en ANNEXE 6


46

Le projet faisant alors l’objet d’un concours, le but a été de présenter globalement la partie

métallique, son implantation et ses interactions avec les gradins béton. J’ai par ailleurs eu

l’occasion d’être directement en contact avec le bureau CTE, chargé de la conception de la

partie béton du stade, durant la réalisation des plans.

Le dépôt d’offre a été effectué lundi 2 Juin par l’entreprise générale mandataire (FAYAT

BATIMENT)

Remarques :

Le Prédimensionnement des fermes part du principe que les moments sont

repris par les membrures et les efforts tranchants par les montants et

diagonales. Une fois les efforts normaux connus dans les barres, le

dimensionnement se fait sur la base du rayon de giration et des aires de

section minimales pour répondre aux critères de flambement.

Ce Prédimensionnement sert surtout à réaliser une première estimation du

tonnage et du prix de la charpente mais aussi de référence lors de la

modélisation de la structure.

La modélisation sous HERGOS permet notamment de prendre en compte les

appuis élastiques. On s’aperçoit en effet qu’une poutre telle que celle

représentée ci-après se comporte fondamentalement différemment selon la

raideur des appuis (les raideurs nous ont été données par le bureau CTE

chargé des structures en béton).

FIGURE 28 : REPRESENTATION D’UNE FERME COURANTE DU FUTUR STADE DE MIRAMAS, EXTRAIT DU CAHIER A3

La réalisation d’un cahier de schémas et plans ne se fait pas de manière

quelconque. Les premiers folios doivent être le plus général possible et mettre

les différents éléments de charpente dans leur contexte, avec leurs

principales côtes. Viennent ensuite les coupes de détails ou de principe.


47

Quant aux perspectives et rendus 3D, ces derniers rendent principalement la

présentation « plus esthétique », ce qui est particulièrement intéressant

lorsqu’on veut obtenir l’attribution d’un projet à l’issue d’un concours. On a

parfois tendance à oublier en bureau d’études que la forme est souvent aussi

importante que les résultats trouvés, d’autant plus qu’on ne s’adresse pas

toujours à des techniciens (en particulier lorsqu’il s’agit de la maîtrise

d’ouvrage).

De manière globale, ce projet a été particulièrement intéressant dans la mesure où

j’ai pu observer et participer aux premiers choix constructifs (il a été question d’une

couverture en toile ou en shed par exemple), dimensionner certains éléments et

réaliser les cahiers de plans pour la présentation du projet dans le cadre d’un

concours. J’ai également pu observer le raisonnement financier que doit avoir un

responsable d’agence. En fonction du prix estimatif de la charpente donné au maitre

d’œuvre, les honoraires que peut potentiellement toucher l’agence sont en effet

calculés selon le type de prestations choisies.


48

8. CONCLUSION

Le développement d’un dossier théorique sur des assemblages de treillis plans et d’un fichier

Excel de dimensionnement m’ont permis d’enrichir mes connaissances en Construction

Métallique et sur les Eurocodes. Ce travail d’interprétation des Eurocodes et d’application

des lois de la RDM permet également d’acquérir une méthodologie propre à un ingénieur en

bureau d’études.

J’ai aussi eu l’occasion de m’ouvrir à d’autres domaines tels que la programmation sous VBA

(même si « programmation » est ici un grand mot) ce qui appuie l’idée qu’un ingénieur n’est

jamais strictement cantonné à sa spécialité d’origine mais doit au contraire rester ouvert à

tout autre domaine d’activité.

De plus, bien que ce travail de développement soit m’a tâche principale, j’ai aussi été

heureux d’avoir été mis à contribution sur certains projets en cours et ainsi me rendre

véritablement compte de l’organisation du Cabinet. Les assemblages de treillis sont une

spécificité de la construction métallique, et réaliser ponctuellement certains travaux de

production a été l’occasion de s’ouvrir à davantage de domaines.

J’ai ainsi pu conforter ma volonté de travailler dans la construction métallique et d’évoluer en

bureau d’études. Le travail d’équipe, la possibilité de participer aux toutes premières phases

d’un projet de construction mais aussi d’apprendre et évoluer tous les jours grâce au savoir-

faire des plus expérimentés sont des points qui me tiennent à cœur et que j’ai pu observer

au cabinet JAILLET-ROUBY.


49

BIBLIOGRAPHIE

Revues et ouvrages:

1. Normes européennes :

a. NF EN 1993-1-1 (Eurocode 3 : Calcul des structures en acier - Partie 1-1 :

règles générales et règles pour les bâtiments - Octobre 2005 - 2ème tirage

2006-10) Annexe Nationale NF EN 1993-1-1/NA - Mai 2007.

b. NF EN 1993-1-5 (Eurocode 3 : Calcul des structures en acier - Partie 1-5 :

plaques planes - Mars 2007 - 1er tirage 2007-03)

Annexe Nationale NF EN 1993-1-5/NA - Octobre 2007.

c. NF EN 1993-1-8 (Eurocode 3 : Calcul des structures en acier - Partie 1-8 :

calcul des assemblages –Décembre 2005 – 3ème tirage 2007-04).

Annexe Nationale NF EN 1993 1-8/NA - Juillet 2007.

2. La construction métallique aux Eurocodes : Interprétation - Exemples de calcul

Auteur : Jean-Pierre Muzeau

3. Traité de Génie Civil de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, Volume 10 :

Construction métallique, notions fondamentales et méthodes de dimensionnement.

Auteurs : Manfred A. Hirt, Rolf Bez et Alain Nussbaumer

4. Guide Eurocode : Assemblages Poteaux-Poutres et Poutres-Poutres en acier :

Calcul des assemblages par platines d'about, par doubles cornières d'âme ou par

éclisses de semelles et d'âme.

Directeur de collection : Ménad CHENAF (CSTB)

Auteur : Cabinet JAILLET-ROUBY

5. Projet SKILLS – Programme d’éducation et de formation tout au long de la vie –

TREILLIS - 1ère partie.

6. Steelwise (Modern Steel Connection, July 2011) – The Whitmore Section, by William

A. THORNTON.

7. Journal of Bridge engineering (March /April 2010) – Comparison of block-shear and

Whitmore section methods for load rating existing steel truss gusset plate

connections, by Christopher HIGGINS.

8. Steel Construction - Journal of the Australian Steel Institute, Volume 43 Number 2

(March 2010).

9. Note de calcul Access Steel – Exemple: Assemblage boulonné d’une cornière de

contreventement en traction sur un gousset.- Référence du document : SX034-FR-

EU

Document mise en ligne par le cticm

Etudes et documents réalisées par le Cabinet JAILLET-ROUBY :

10. Methodology calculation of current node arch B to M 11. PFE 2003: Développement du logiciel HERGOS et participation à certains projets au

sein d’un bureau d’études de charpente métallique, par Adrien CHARTIER


50

TABLE DES ILLUSTRATIONS ET TABLEAUX

Figure 1 : Organigramme non nominatif du cabinet Jaillet-Rouby ................................................ 9

Figure 2 : Muséé des confluences de Lyon ............................................................................................ 11

Figure 3 : Repérage des différents éléments d’un assemblage sur gousset ............................ 13

Figure 4 : Exemple de treillis de type WARREN ............................................................................ 15

Figure 5 : Interface du module de prédimensionnement .............................................................. 19

Figure 6 : Exemple de nœud d’attache sur gousset utilisé sur l’arche de Chernobyl .............. 20

Figure 7 : Vue de l’interface du logiciel HERGOS ......................................................................... 22

Figure 8 : Organigramme de fonctionnement du logiciel Hergos ................................................ 23

Figure 9 : Orientation utilisee par le logiciel HERGOS ................................................................. 23

Figure 10 : Représentation d’un assemblage de cornières LDD sur gousset ........................... 24

Figure 11 : Cas de nœud d’assemblage avec excentrement ...................................................... 26

Figure 12 : Représentation du phénomène de cisaillement du boulon ...................................... 26

Figure 13 : Représentation du phénomène de pression diamétrale ........................................... 26

Figure 14 : Cas d’un boulon précontraint ........................................................................................ 27

Figure 15 : Schéma de principe, arrachement de la partie hachurée sous l’effet du

cisaillement .......................................................................................................................................... 27

Figure 16 : Représentation d’un plan de rupture d’un gousset de type C ................................. 28

Figure 17 : Representation d’une section efficiace définie selon la méthode de Whitmore ... 29

Figure 18 : Vue de l’interface du 1er module de prédimensionnement ....................................... 31

Figure 19 : fonctionnement du module de vérification d’assemblages ...................................... 32

Figure 20 : Vue du tableau regroupant l’ensemble des critères de vérification, accompagné

des paramètres complets de l’assemblage étudié. ....................................................................... 33

Figure 21 : Exemple de script sous VBA ........................................................................................ 34

Figure 22 : Représentation d’une attache de profilé tubulaire sur gousset par l’intermédiaire

d’éclisses .............................................................................................................................................. 36

Figure 23 : nœud KT, ecart minimal entre les éclisses et la membrure ..................................... 37

Figure 24 : nœud KT, géométrie du gousset pour des barres d’angles importants ................. 38

Figure 25 : Vue d’une partie du modèle du stade sous Hergos .................................................. 44

Figure 26 : Représentation d’un des 4 types d’assemblage traité ........................................................ 44

Figure 27 : Perspective 3D de la charpente réalisée à partir du modèle HERGOS ................ 45

Figure 28 : Représentation d’une ferme courante du futur stade de MIRAMAS, extrait du

cahier A3 .............................................................................................................................................. 46

Tableau 1 : Inventaire des profilés pris en compte par le module de vériification .................... 14

Tableau 2 : Exemple d’avant métré réalisé sur le niveau R+21 de la tour ALTO .................... 42

Tableau 3 : Exemple de tablreau de diensionnement réalisés pour les systèmes d’etaiement

du stade de Lyon ................................................................................................................................ 43


51

TABLE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : Exemple de note de calculs d’assemblage.

ANNEXE 2 : Caractéristiques principales des boulons.

ANNEXE 3 : Résistance au cisaillement et au glissement d’un boulon.

ANNEXE 4 : Condition de pinces – Extrait de la NF EN 1993 1-8, article 3.5.

ANNEXE 5 : Définition et calculs des attaches standards de poutre pour le plancher

d’une sucrerie.

ANNEXE 6 : Extrait du cahier de schémas A3 du stade de Miramas

ANNEXE 7: Dossier de validation technique d’assemblages de treillis sur goussets

enfourchés.

Documents

MEMOIRE DE PROJET - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/1628/1/Mémoire_PFE_2014_MIGNEN... · Mémoire de PFE 2014 – MIGNEN François-Xavier 3 RESUME Le présent