Etude de stabilité de la structure mécanique d´un gymnase

Résumé du document

Dans le cadre du projet tuteuré lié aux bureaux d'études, nous avons eu l'occasion de mettre en avant nos connaissances concernant la stabilité des bâtiments, et plus précisément la stabilité des constructions métalliques. Dans un premier temps, nous devions étudier la construction métallique de la maintenance du tramway de St Priest. Cependant, le bureau d'étude ayant travaillé sur ce projet avait fait faillite, nous étions dans l'impossibilité
d'obtenir des informations sur ce bâtiment. Dans un second temps, nous étudierons alors une structure métallique en construction qui donnera lieu à un gymnase prévu pour la pratique d'activités sportives. Dans le but d'établir un travail de bureau d'étude, nous serons amenés à comprendre le fonctionnement de la structure ainsi que son comportement face aux différentes charges qu'il pourrait subir au cours du temps. Grâce, notamment aux documents fournis par notre tuteur et ceux que nous avons nous-mëmes recherchés, nous ferons, dans ce rapport une analyse simple, puis détaillée de la structure métallique. Ensuite, nous exposerons les données bibliographiques qui nous ont permis d´effectuer nos recherches.

Cette construction métallique va devenir un gymnase qui sera amené à recevoir différentes charges qui agiront sur cette structure. Cette structure possède une forme relativement simple, et elle dispose d'une faible hauteur mais d'une grande surface au sol.
Tout d'abord, nous allons analyser simplement la structure en fonction des divers plans du bâtiment. Ces schémas ci-dessous représenteront les différentes faces de la structure et seront côtés à l'aide des documents fournis par le bureau d'étude qui s'est occupé de ce projet.

Extraits

[...] La représentation de la structure métallique peut aussi être mise en évidence par ces photos (cf. photo 1 et prises sur le chantier de la construction du gymnase. Photo 3 : Face B du bâtiment. Bardage - 5 - Rapport 1 / Projet tuteuré: La construction métallique Semestre C - Groupe 2 On constate que le bardage est mis en place ainsi que toute "l'enveloppe" du bâtiment, pour observer plus précisément la structure, une vue de l'intérieur serait plus judicieuse. [...]

[...] Cette mesure est variable selon les produits. Produits Haircol 59S Haircol 60 S Cofradal 60 Cofrastra 40 Cofrastra 70 Vol. nervurées creuses Pour 1 dalle EQB de 15 cm H totale plancher brut Fig23 : tableau des produits constituant le plancher Fig24 : Dalle pleine sur bac acier et solives - 27 - Rapport 2 / Projet tuteuré: La construction métallique Semestre C - Groupe 2 Fig25 : plancher de l'étage du gymnase Pour le plancher de l'étage du gymnase (voir Fig24 et la structure est constituée de poutres et de tôles nervurés, mais lors de la visite du chantier, l'isolation n'était pas encore mise en place. [...]

[...] Ces structures s'adaptent mieux aux tassements différentiels et aux mouvements dus à la dilatation thermique. Surtout, elles sont plus simples à calculer et aussi plus économiques à réaliser. Fig10 : déformation sous charge d'un système isostatique Pour notre bâtiment (voir Fig11), à usage d'activités sportives, reposant sur une ossature poteaux - poutres, on aura donc recours à des structures isostatiques dont les liaisons sont des articulations. - 10 - Rapport 2 / Projet tuteuré: La construction métallique Semestre C - Groupe 2 Fig11 : faces latérales du bâtiment Actions et charges La construction est soumise à un ensemble de charges et de déformations traduisant les forces et couples qui s'exercent sur ces différents éléments : ce sont les actions. [...]

[...] Ils forment ainsi deux ensembles distincts : l'ossature et les planchers. L'ossature, élément de base de toute construction métallique, est essentiellement composée de barres d'acier laminées et profilées. Son premier rôle est d'assurer la solidité de l'ouvrage en transmettant les charges permanentes, variables et accidentelles vers le sol des fondations ou les infrastructures. Ces charges peuvent être verticales comme le poids propre du bâtiment et les charges d'exploitation. Liées au vent et à la neige, elles ont alors des composantes horizontales et verticales. [...]

[...] N = σ.S - 5 - Rapport 2 / Projet tuteuré: La construction métallique Semestre C - Groupe 2 Une phase importante du calcul des structures consiste à maintenir cette contrainte inférieure à une valeur donnée, appelée contrainte admissible (σA). L'effort transmis conservant la même intensité sur toute la longueur de l'élément, la valeur de la contrainte est donc inversement proportionnelle à la section σt σa soit N/S σa. Pour la traction, seul un effort normal s'applique sur le solide. Le moment de flexion et l'effort tranchant sont nuls. [...]