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    Projet de Synthése Charpente Métallique

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    Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la

    Recherche Scientifique Université Arabe des ‫وزارة التعليم العالي والبحث العلمي‬
    Sciences ‫الجامعـة العربيـة للعلـــوم‬
    Ecole Supérieure Privée d’Ingénieurs et des Etudes
    Technologiques de Tunis ‫المدرسة العليا الخاصة للمهندسيـن‬
    ‫والدراسات التكنولوجية بتونس‬

    Département : Génie Civil

    Conception et dimensionnement de la structure


    « Hangar métallique »

    Encadré par :
    MR. BELGAIED MOHAMED
    Elaboré par :
    ARFAOUI RADHWEN
    ABIDI SARRA
    ABDI KAMEL

    CLASSE : GC3

    Année Universitaire 2023-2024

    18, Rue Cyrus Legrand 1002 Tunis ‫نهـج القرش األكبر‬1002،‫ تونـس‬18
    Tél : 71 336 023 / 71 335 073 71 336 023 / 71 335 073 : ‫الهاتف‬
    I / INTRODUCTION :

    La charpente métallique est actuellement l’un des modes de construction les plus
    sollicités partout dans monde, surtout pour les constructions industrielles telles que les
    centres commerciaux et les hangars de stockage ou de production de toute sorte.

    En effet, la construction en acier offre la possibilité de franchir de grandes portées vu les


    bonnes qualités en résistance du matériau acier et permet d’exécuter des édifices dont les
    sections occupent moins d’espace comparés aux autres matériaux. D’autre part, la charpente
    métallique est caractérisée par son aspect esthétique très convaincant et par sa légèreté, elle
    permet donc de joindre l’utile à l’agréable.

    Cette tendance vers la construction métallique a été, outre les avantages cités, boostée
    par le travail énorme de recherche et de normalisation qui s’y est intéressé, ceci a permis de
    maîtriser le calcul de ce genre de structure.

    Pour ce projet, la solution de la charpente métallique est la mieux adaptée pour répondre
    aux exigences du maître d’ouvrage. Mais la spécificité du hangar réside, dans notre cas, dans
    les immenses portées libres imposées par la fonction vers laquelle est destinée la
    construction.

    Année universitaire 2023/2024 2|Page


    II / Conception et dimensionnement de la structure : Hangar métallique
    La structure du hangar se caractérise par les grandes portées libres (dans les deux sens de la
    longueur et de la largeur) qui ont été imposées par le maître d’ouvrage. En effet, le hangar
    doit pouvoir accueillir trois avions à la fois, et donc la présence de poteaux intermédiaires
    n’est pas autorisée. Ceci dit, le choix était de travailler sur des poutres en treillis pour pouvoir
    subvenir au grand besoin en portée qui s’impose.

    1/ Les atouts principaux de la construction à ossature métallique :


    Plusieurs points à noter si vous hésitez entre une construction conventionnelle et un hangar
    métallique sous forme modulaire :
     Installation de chantier réduite : diminution des coûts.
     Appuis ponctuels : liberté d'aménagement, allégement de la structure, fondations
    ponctuelles.
     Rapidité de montage : réduction des frais sur la durée de chantier.
     Aspect environnemental : gestion des déchets de chantier, modularité et
    redistribution des locaux, démolition – déconstruction.

    Année universitaire 2023/2024 3|Page


    2/ Terminologie :

    Année universitaire 2023/2024 4|Page


    3/ Contreventement :
    Les contreventements sont des dispositifs conçus pour reprendre les efforts du vent dans la
    structure et les descendre au sol. Ils sont disposés soit en toiture dans le plan des versants
    (poutres au vent), soit en façades (palées de stabilité), et doivent reprendre les efforts du vent
    appliqués tant sur les pignons que sur les long-pans. La stabilité est ainsi assurée dans les
    trois directions de l’espace.

    4 / Un hangar métallique : pour quel usage ?

    Quand peut-on avoir besoin d’un hangar ?

    Le hangar métallique peut servir dans divers domaines :

     Secteur agricole : il sert à mettre à l’abri les machines agricoles, à stocker des
    produits agricoles et à abriter des animaux d’élevage ;
     Secteur industriel : le hangar sert à stocker des machines et du matériel industriel. Il
    peut aussi abriter des produits stockés sur des palettes.

    Année universitaire 2023/2024 5|Page


     Secteur résidentiel : un particulier peut avoir besoin de construire un hangar
    métallique pour y ranger des outils et du matériel, des véhicules (caravane, bateau,
    voiture) et même du bois à stocker pour les besoins du chauffage en hiver.

    5 / Hypothèses de calcul :
     Caractéristiques de l’acier :
     Nuance : S235
     Limite d’élasticité : fy = 235 MPa
     Résistance ultime à la traction : fu = 360 MPa
     Module d’élasticité : E = 2,1×105 MPa
     Module d’élasticité transversal : G = 0,8×105MPa
     Densité : ρ = 7850 kg/m3
     Evaluation des charges :
    Charges permanentes :
     Poids propre des couvertures : G couv = 12 daN/m²
     Poids propre du bardage : G bard=8.3 daN/ m2
     Poids propre des pannes : G panne estimé à 6 daN/ m²

    Année universitaire 2023/2024 6|Page


    Charges d’exploitation :
     Les charges d’entretien : Q entretien= 40 daN/ m²
     Les charges de poussière : Q poussière= 10 daN/ m²

    Année universitaire 2023/2024 7|Page


    III-Etude Action du vent :

    Vent normal région II


    Bâtiment fermé (µ< 5% )
    Site exposé
    Structure non abritée.
    Par mesure de simplification :
    Les coefficients d’amplifications dynamiques : βn = βe = 1 .
    L’effet de masque Km = 1
    Hauteur maximale du bâtiment : 6 m
    Largeur : 10 m
    Profondeur : 12 m
    Flèche : 1m
    Hauteur : 6m
    Distance entre deux portiques :10m

    L’évaluation de l’effet du vent consiste à :


    1) Déterminer les pressions dynamiques de base normale et extrême corrigées en fonction
    de δ.
    2) Déterminer les actions extérieures et intérieures. (Faire un schéma)
    3) Déterminer la combinaison des actions extérieures et intérieures. (Faire un schéma)
    4) Calculer δ pour les éléments suivants : Panne, Lisse, Traverse, Arbalétrier, Poteau
    central.
    5) Déterminer l’action unitaire la plus défavorable due au vent pour les éléments ci-
    dessous : Panne,
    Lisse, Traverse, Arbalétrier, Poteau central.

    Année universitaire 2023/2024 8|Page


    1) Calcul les pressions dynamiques de base normale et extrême corrigées en
    fonction de δ :

    𝒒𝑵 =𝒒𝟏𝟎𝑵 *kH*kS*km* δ *βN


    𝒒𝑬 =𝒒𝟏𝟎𝑬 *kH*kS*km* δ *βE
    q10N = 70 dAN/m²

    q10E =122.5 dAN/m²

    kH = 0.90 (Annexe 8)

    kS = 1.30 (site exposé ,région Ⅱ )

    km = 1.00 δ = 0.83 (Annexe 1) choix distance entre deux


    portique :10m

    βN = βE = 1

    qN = 70 x 0.9 x 1.30 x 1.00 x 0.83 x 1.00 = 67.977 dAN/m2

    qE = 122.5 x 0.9 x 1.30 x 1.00 x 0.83 x 1.00 = 118.959 dAN/m2

    qN = 67.977dAN/m²
    qE = 118.959 dAN/m²

    2) Les actions extérieures et intérieures :

    a = 12 m
    b= 10 m
    h=6 m
    ℎ 6
    𝜆𝑎 = 𝑎 = 12 = 0.5
    ℎ 6
    𝜆𝑏 = 𝑏 = 10 = 0.6

    𝑎 12
    = 10 = 1.2
    𝑏

    Année universitaire 2023/2024 9|Page


    γ0 dépend des caractéristiques dimensionnelles du bâtiment déterminées en fonction de
    λa et λb (Annexe 4).

    0.5≤ λa =0.5 ≤2.5 γ0=1

    Action extérieure
    Parois verticales :
    Ce = - (1.3 γ0 – 0.8) sous le vent
    Ce = + 0.80 au vent
    Ce = + 0.80 au vent
    Ce = - 0.5 sous le vent

    Toiture
    ℎ
    f < 2 ; Ce = f ( α=10.2 , γ0 =1.00)(Annexe5)

    Ce = - 0.35 sous le vent


    Ce = - 0.68 au vent

    Action intérieure : (Bâtiment fermé μ ≤ 5%) et γ0 = 1.00

    Surpression Ci = 0.6 (1.8 – 1.3 γ0 ) = 0.3 Dépression


    Ci = - 0.6 (1.3 γ0 – 0.8) = - 0.3

    Année universitaire 2023/2024 10 | P a g e


    Actions intérieures et extérieures :

    3) La combinaison des actions extérieures et intérieures :

    Année universitaire 2023/2024 11 | P a g e


    4/ Calcule de δ pour l’élément suivants : Lisse de bardage :

    PrN = ( Ce – Ci ) x qN = 1.1 x 67.977 = 74.7747 daN/m²

    PrE = ( Ce – Ci ) x qE = 1.1 x 118.959 = 130.854 daN/m²

    5/ Détermination de l’action unitaire la plus défavorable due au vent pour


    l’élément Lisse de bardage :

    PN = PrN x S = 74.7747 x 2.27 = 169.738daN/m

    PE = PrE x S = 130.854 x 2.27 = 297.038 daN/m

    Année universitaire 2023/2024 12 | P a g e


    III- Conclusion :

    Ce travail consiste à étudier et dimensionner un hangar en charpente métallique. Après


    avoir défini les charges agissantes sur la structure, les poteaux, poutres sablières,
    contreventements, stabilités, pannes, potelets et lisses de bardage comme éléments de la
    structure ont été dimensionnés.
    Ce dimensionnement concerne chaque élément, assemblage, connexion ou partie
    sensible de la construction. La précision et la rigueur dans les calculs et vérification d’une
    part et la définition exacte des différents détails de la construction sont requises.

    Année universitaire 2023/2024 13 | P a g e

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