Annexes -...

Septembre 2011

Annexes

DAELMAN Etienne Elève ingénieur de 5ème année

Centre équestre du Chambord Country Club (France)

Nouveaux locaux de l’association de la prévention de la torture (Suisse)

Rapport de Projet de Fin d’Etudes – Charpente Concept – INSA Strasbourg –

Septembre 2011 – Etienne DAELMAN – 5ème

année Spécialité Génie Civil

1

Sommaire

Annexe 1 : Valeurs des charges d’exploitation ................................................................................. 2

Annexe 2 : Calcul de la charge de neige, les coefficients ................................................................. 4

Annexe 3 : Calcul de la charge de vent, les coefficients ................................................................... 8

Annexe 4 : Coefficients des combinaisons d’action Ψ et ρ ............................................................. 11

Annexe 5 : Le fluage, coefficient kdef (EC5) ρ (SIA 265) et les classes de service du bois ............. 12

Annexe 6 : Contrainte limite du bois, les coefficients kmod et γM selon l’EC5 ................................. 14

Annexe 7 : Contrainte limite du bois, les coefficients γM/ηM et ηW selon la SIA 265 ...................... 15

Annexe 8 : Plan du centre équestre ................................................................................................. 16

Annexe 9 : Plan du hameau ............................................................................................................. 18

Annexe 10 : Composition de toiture, projet Chambord Country Club ........................................... 20

Annexe 11 : Plan du bâtiment inférieur de l’APT ........................................................................... 23

Annexe 12 : Plan du bâtiment Supérieur de l’APT ......................................................................... 24

Annexe 13 : Coefficients de pression et charge de vent .................................................................. 25

Annexe 14 : Composition de dalle de l’APT (toiture et plancher) .................................................. 27

Annexe 15 : Feuille de calculs permettant de calculer les charges climatiques ............................. 29

Annexe 16 : Feuille de calculs permettant de vérifier les sections de bois ..................................... 31

Annexe 17 : Modélisation 3D du treillis de l’APT .......................................................................... 35




2

Annexe 1 : Valeurs des charges d’exploitation

Valeur des charges d’exploitation selon l’Eurocode 1




3

Valeur des charges d’exploitation selon la SIA 261




4

Annexe 2 : Calcul de la charge de neige, les coefficients

Valeur du coefficient thermique Ce selon l’Eurocode 1

Valeur du coefficient de forme de toiture μ selon l’Eurocode 1




5

Valeur des coefficients charge de neige caractéristique Sk,200, Sad et Δs1 selon l’Eurocode 1




6

Valeur du coefficient thermique Ce selon la SIA 261

Valeur du coefficient de forme de toiture μ selon la SIA 261

Rapport de Projet de Fin d’Etudes – Charpente Concept – INSA Strasbourg – Septembre 2011 –

Etienne DAELMAN – 5ème


7

Altitude de référence pour les charges de neige SIA 261

Rapport de Projet de Fin d’Etudes – Charpente Concept – INSA Strasbourg



8

Annexe 3 : Calcul de la charge de vent, les coefficients

Valeur de la vitesse de référence Vb,0 selon l’Eurocode 1 :

Rapport de Projet de Fin d’Etudes – Charpente Concept – INSA Strasbourg



9

Valeur de la longueur de rugosité z0 et de la hauteur minimum zmin selon l’Eurocode 1

Valeur de la hauteur de gradient zg et de l’exposant de rugosité, αr, selon la SIA 261

Rapport de Projet de Fin d’Etudes – Charpente Concept – INSA Strasbourg – Septembre 2011

Etienne DAELMAN – 5ème


10

Valeur de référence de la pression dynamique qpo selon la SIA 261




11

Annexe 4 : Coefficients des combinaisons d’action Ψ et ρ

Les coefficients Ψ selon l’Eurocode 0 :

Les coefficients Ψ selon la SIA 260 :

Dans le cas de la résistance ultime des structures les valeurs de γ sont les suivantes :

γ SIA EC

Action permanente

- Effet défavorable γG,sup 1,35 1,35

- Effet favorable γG,inf 0,8 1

Action variable γQ 1,5 1,5




12

Annexe 5 : Le fluage, coefficient kdef (EC5) ρ (SIA 265) et les classes de service du bois

Classe de service du bois selon l’Eurocode 5

Classe d’humidité du bois selon la SIA 265




13

Coefficient de fluage kdef selon l’Eurocode 5

Coefficient de fluage ρ selon la SIA 265

Situation des éléments de

construction

Bois conditionné Bois ressuyé ou humide lors de la

mise en œuvre

Protégé contre les intempéries 0.6 1

Autres éléments de construction 2 2




14

Annexe 6 : Contrainte limite du bois, les coefficients kmod et γM selon l’EC5

Les valeurs de kmod sont les suivantes, selon l’EC5 :

Durée de chargement Classe de service

Classe de durée Exemple 1 (Hbois<13%) 2 (13%<Hbois<20%) 3 (Hbois>20%)

Permanente (>10ans) Charge de structure 0.6 0.6 0.5

Long terme (6mois à 10ans) Stockage 0.7 0.7 0.55

Moyen terme (1semaine à 6mois) Charge d’exploitation

Neige Alt.>1000m

0.8 0.8 0.65

Court terme (<1semaine) Neige Alt.<1000m 0.9 0.9 0.9

Instantanée Vent neige exceptionnel 1.1 1.1 0.9

Les valeurs de γM sont les suivantes selon l’EC5 :




15

Annexe 7 : Contrainte limite du bois, les coefficients γM/ηM et ηW selon la SIA 265

Situation des éléments Classe d’humidité Réduction de la résistance ηw

Eléments protégés des

intempéries

1 1,0

Eléments partiellement

protégés des intempéries

2 0,8

Eléments directement exposés

aux intempéries, humides ou

immergés

3 0,6




16

Annexe 8 : Plan du centre équestre

Les lucarnes du steak house sont détaillées sur le schéma suivant :

Fermes triangulées

des écuries

Portique du

manège

Lucarnes du steak house




17




18

Annexe 9 : Plan du hameau

Niveau R+1

Sommier intermédiaire plancher

Sommier de rive plancher

Sommier coursive

Solivage coursive

Poutre treillis




19

Toiture

Rive toiture

Faitages, noues et arêtiers




20

Annexe 10 : Composition de toiture, projet Chambord Country Club

Toiture en pente du hameau/ toiture zinc du Steak house :

Couverture zinc + voligeage

0,22 kN/m2 Contre-lattage de ventilation

0,03 kN/m2

Sur-isolation laine de bois

0,12 kN/m2 Coques préfab. Bois [LIGNATUR LSE] isolées laine bois 0,50 kN/m2 Divers suspendus

0,10 kN/m2

1,00 kN/m2

Coursive du hameau :

Platelage

0,18 kN/m2

étanchéité

0,05 kN/m2 lambourdage en pente

0,04 kN/m2

Panneau 3 plis

0,15 kN/m2 Solivage

0,18 kN/m2

0,60 kN/m2




21

Dalle en étage du hameau :

Cloison

0,5 kN/m2 Finition

0,15 kN/m2

Chape

1,65 kN/m2 isolation

0,05 kN/m2

OSB

0,10 kN/m2 Coques préfab. Bois [Lignotrend]

1,00 kN/m2

Divers suspendus

0,10 kN/m2

3,60 kN/m2

Coupe de la toiture du manège :

Couverture zinc

0,10 kN/m2 Pannelettes

0,03 kN/m2

Divers suspendus

0,10 kN/m2

0,30 kN/m2

Couverture en zinc

Pannelette




22

Toiture des écuries :

Couverture zinc

0,10 kN/m2 Voeligeage

0,15 kN/m2

Pannelette

0,15 kN/m2 Divers suspendus

0,05 kN/m2

0,50 kN/m2

Toiture non isolée du Steak house (IDEM toiture manège):

Couverture zinc

0,10 kN/m2 Pannelette

0,15 kN/m2

Divers suspendus

0,10 kN/m2

0,40 kN/m2




23

Annexe 11 : Plan du bâtiment inférieur de l’APT

Linteau

Sommier supportant la terrasse N°1

Sommier de chevêtre N°1

Sommier de chevêtre N°2 Sommier de chevêtre N°3


Sommier supportant la terrasse N°2

Mur ossature

Mur KLH




24

Annexe 12 : Plan du bâtiment Supérieur de l’APT




Mur KLH

Mur KLH

Membrure inférieure

Membrure supérieure

Diagonale

Membrure inférieure

Poteau




25

Annexe 13 : Coefficients de pression et charge de vent

- bâtiment supérieur selon la SIA 261

- bâtiment inférieur selon la SIA 261

Pignon 1er plan Cpe=0,6/-0,6

Cpi=±0,1 W=0,498/-0,498 [kN /m²]

Pignon arrière plan Cpe=-0,5/-0,6

Cpi=±0,1 W=-0,415/-0,498 [kN /m²]

Long pan droit

Cpe=-0,4/0,7

Cpi=±0,1 W=-0,332/0,581 [kN /m²]

Long pan gauche Cpe=-0,4/-0,35

Cpi=±0,1

W=-0,332/-0,291 [kN /m²]

Plancher Cpe=-0,25/-0,3

Cpi=±0,1

W=-0,207/-0,249 [kN /m²]

Toiture Cpe=-0,6/-0,6

Cpi=±0,1 W=-0,498/-0,498 [kN /m²]

Vent 1

Vent 2

Pignon droit Cpe=-0,6/0,8

Cpi=±0,1

W=-0,498/0,664 [kN /m²]

Long pan arrière plan Cpe=-0,4/-0,5

Cpi=±0,1 W=-0,332/-0,415 [kN /m²]

Long pan 1er plan Cpe=0,8/-0,5

Cpi=±0,1

W=0,664/-0,415 [kN /m²]

Pignon gauche

Cpe=-0,6/-0,4

Cpi=±0,1 W=-0,498/-0,332 [kN /m²]

Toiture

Cpe=-0,6/-0,6 Cpi=±0,1

W=-0,498/-0,498 [kN /m²]

Vent 1

Vent 2




26

- bâtiment supérieur selon l’Eurocode 1

- bâtiment inférieur selon l’Eurocode 1

Pignon 1er plan

Cpe=0,7/-1,2 Cpi=+0,2/-0,3

W=0,336/-0,576 [kN /m²]

Pignon arrière plan

Cpe=-0,3/-1,2 Cpi=+0,2/-0,3

W=-0,144/-0,576 [kN /m²]

Long pan droit

Cpe=-1,2/0,7 Cpi=+0,2/-0,3

W=-0,576/0,336 [kN /m²]

Long pan gauche

Cpe=-1,2/-0,3

Cpi=+0,2/-0,3 W=-0,576/-0,144 [kN /m²]

Plancher

Cpe=-0,7/-0,7

Cpi=+0,2/-0,3 W=-0,336/-0,336 [kN /m²]

Toiture

Cpe=-0,7/-0,7 Cpi=+0,2/-0,3

W=-0,336/-0,336 [kN /m²]

Vent 1

Vent 2

Pignon droit Cpe=-1,2/0,7

Cpi=+0,2/-0,3

W=-0,576/0,336 [kN /m²]

Long pan arrière plan Cpe=-0,3/-1,2

Cpi=+0,2/-0,3 W=-0,144/-0,576[kN /m²]

Long pan 1er plan Cpe=0,7/-1,2

Cpi=+0,2/-0,3

W=0,336/-0,576 [kN /m²]

Pignon gauche

Cpe=-1,2/-0,3

Cpi=+0,2/-0,3 W=-0,576/-0,144 [kN /m²]

Toiture

Cpe=-0,7/-0,7 Cpi=+0,2/-0,3

W=-0,336/-0,336 [kN /m²]

Vent 1

Vent 2




27

Annexe 14 : Composition de dalle de l’APT (toiture et plancher)

Plancher bâtiment haut :

Lino

0,05 kN/m2 OSB 15mm

0,10 kN/m2

Caisson

0,68 kN/m2 Remplissage laine de bois

0,135 kN/m2

Pavatherm + KN


0,10 kN/m2

1,25 kN/m2

Toiture bâtiment haut :

Etanchéité

0,10 kN/m2 Isolation laine de roche

0,33 kN/m2

Gaine de ventilation

0,20 kN/m2 Caisson

0,60 kN/m2

Divers suspendus

0,10 kN/m2

1,35 kN/m2




28

Toiture terrasse bâtiment bas :

Dallettes béton

1,10 kN/m2 Etanchéité

0,10 kN/m2

Isolation laine de roche

0,64 kN/m2 Etanchéité provisoire

0 kN/m2


0,20 kN/m2 OSB 15mm

0,10 kN/m2

Caisson


0,10 kN/m2

2,62 kN/m2

Toiture entre étages bâtiment bas :

Isolation 140mm

0,17 kN/m2 Etanchéité provisoire

0 kN/m2


0,20 kN/m2 OSB 15mm

0,10 kN/m2

Caisson


0,10 kN/m2

1,15 kN/m2




29

NEIGE

zone

Sk,200m 0,65 [kN/m2]

SA d 1,35 [kN/m2]

Alt. projet: 450 [m]

Ds1 = 0,250 [kN/m2]

Ds2 = 0,000 [kN/m2]

Sk1 = 0,90 [kN/m2]

Sk2 = 0,65 [kN/m2]

Ce= 1,20 Coefficient d'exposition

CT= 1,00 Coefficient thermique

μ= 0,80 Coefficient de forme de toiture

S=Ce*Ct*μ*Sk,n = 0,86 [kN/m2]

VENT

Vitesse de référence

Zone vb [m/s]

1 22,0

2 24,0

3 26,0

4 28,0

5 36,0 Guadeloupe

zone rair= 1,225 kg/m3

vb [m/s] 22,0 [m/s]

Hauteur de référence ze= 6,80 [m]

Catégorie terrain (0, II, IIIa, IIIb, IV)

z0= 0,200

zmin= 5,000

Pression dynamique de pointe qp

vitesse moyenne du vent kr= 0,209

cr= 0,738

c0= 1,000

vm= 16,242

sv= 4,60596338

turbulence vent lv= 0,284

qb= 0,16 kN/m2

qp= 0,48 kN/m2

C2

zone 1

Cat. IIIa

Annexe 15 : Feuille de calculs permettant de calculer les charges climatiques

Selon l’EC1, cas du projet de l’APT




30

Selon la SIA 261, cas du projet de l’APT

NEIGE

Alt. projet: 450 m

daltitude 0 m

h0 450 m

Ce= 1,20 Coefficient d'exposition

CT= 1,00 Coefficient thermique

μ= 0,80 Coefficient de forme de toiture

sk 1,06 admis 1,06 kN/m2

qk,n 1,02 kN/m2

VENT

z (hauteur sur sol) 6,80 m

Catégorie terrain III

zg 450 m

ar 0,23

Ch 0,92

qp0 0,90 kN/m2

qp 0,82 kN/m2

222

0k m/kN90.0m/kN40.0

350

h1s

kTek sCCq .

2

gh 375.0

z

z6.1C

r

a




31

Données

GL 28hl

fm,k 28 Mpa fc,0,k 26,5 Mpa E0,mean 12600 Mpa

ft,0,k 19,5 Mpa fc,90,k 3 Mpa E0.05 10200 Mpa

ft.90,k 0,45 Mpa fv ,k 3,2 Mpa Gmean 780 Mpa

b 240

h 296

Iy (mm4) 5,19E+08

Iz (mm4) 3,41E+08

iy (mm-3) 85,4

iz (mm-3) 69,3

L 4600,0

Leff 4600,0

λy 53,8 fm,d 17,92

λz 66,4 ft,0,d 12,48

kmod 0,8 ft.90,d 0,288

γM 1,25 fc,0,d 16,96

Hauteur flexion kh 1,07 fc,90,d 1,92

Hauteur traction kh 1,07 fv ,d 2,048

risque selon y oui

risque selon z oui

λrel,y 0,87

λrel,z 1,08

βc 0,10

ky 0,91

kz 1,12

kc,y 0,86

kc,z 0,70

σm,crit (Mpa) 336,6

λrel,m 0,29

kcrit 1

Flexion bi axial km 0,7 section rectangulaire

k géo

Coefficients

Déversement

Dimensions(mm)

flambement

Annexe 16 : Feuille de calculs permettant de vérifier les sections de bois

Selon l’EC1, cas de la membrure supérieure du bâtiment supérieur de l’APT




32

My,d (KN.m) 26,10

σm,y,d (Mpa) 7,45

Mz,d(kN.M) 0,00

σm,z,d (Mpa) 0,00

Vz,d (kN) 25,20

τm,d (Mpa) 0,53

Nx,d (KN) 478,6

σc,0,d (Mpa) 6,74

Ny,d (KN) 0

σc,90,d (Mpa) 0,00

Nx,d (KN) 514,7

σt,0,d (Mpa) 7,25

Ny,d (KN) 0

σt,90,d (Mpa) 0,00

Traction

Compression

Tranchant

Flexion

Sollicitations aux ELU

kh*ft,0,d σt,0,d (Mpa) % de travail

Hauteur traction 13,39 7,25 54,09419674 OK

kh*fm,d σm,d (Mpa) % de travail

Hauteur flexion 19,23 7,45 38,7 OK

kcrit*fm,d σm,d (Mpa) % de travail sollicitation simple

Deversement 17,92 7,45 41,6 OK

min(kc,y;kc,z)*fc,0,d σc,0,d (Mpa) % de travail

Flambement 11,9 6,74 56,5 OK

fv ,d τm,d (Mpa) % de travail

Effort tranchant 2,048 0,53 26,0 OK

fc,90,d σc,90,d (Mpa) % de travail

Compression perpendiculaire 1,9 0,0 0,0 OK

ft,90,d σt,90,d (Mpa) % de travail

Traction perpendiculaire 0,3 0,0 0,0 OK

% de travail

flexion+traction axiale 99,61 OK

87,87 flexion oblique OK Combinaison de sollicitations

73,77 flexion selon y OKflexion+compression axiale

Vérifications des contraintes




33

Données

Caractéristiques GL28h E0,mean= 12000 N/mm2 Gmean= 500 N/mm2

de résistance: E0,5%= 10200 N/mm2 E90,mean= 300 N/mm2

fm,k= 28,0 N/mm2

fm,d= 18,5 N/mm2 fv,d= 1,8 N/mm2

ft,0,d= 14,0 N/mm2 ft,90,d= 0,15 N/mm2

fc,0,d= 17,0 N/mm2 fc,90,d= 2,70 N/mm2

b 240 mm

h 282 mmA 67680 mm2Iy 448515360 mm4Iz 324864000 mm4

Wy 3180960 mm3 fm,d 18,5 N/mm2

Wz 2707200 mm3 ft,0,d 14 N/mm2

iy 81,498 mm ft,90,d 0,15 N/mm2

iz 69,36 mm fc,0,d 17 N/mm2

lky 4600 mm fc,90,d 2,7 N/mm2

lkz 4600 mm fv,d 1,8 N/mm2

l. dévers. Y 4600 mm

l. dévers. Z 4600 mm

ly 56,4

lz 66,3

hw 1

ht 1

gM/hm 1,5 BLC 1.70 pour le massif

kh,y 1,078425663

kh,z 1

lrel y 0,90

lrel z 1,06

bc 0,1 0.20 pour BM

ky 0,93

kz 1,09

kc y 0,84

kc z 0,72

sm,crit 339,69 MPa

sm,crit 551,05 MPa

lrel,m,y 0,29

lrel,m,z 0,23

km,y 1

km,z 1

Dimensions(mm)

Coefficients

Hauteur flexion

Déversement

Selon la SIA 261, cas de la membrure supérieure du bâtiment supérieur de l’APT




34

My,d (KN.m) 26,90

σm,y,d (Mpa) 8,46

Mz,d(kN.M) 0,00

σm,z,d (Mpa) 0,00

Vz,d (kN) 26,70

τm,d (Mpa) 0,59

Nx,d (KN) 539,00

σc,0,d (Mpa) 7,96

Ny,d (KN) 0,00

σc,90,d (Mpa) 0,00

Nx,d (KN) 572,60

σt,0,d (Mpa) 7,96

Ny,d (KN) 0,00

σt,90,d (Mpa) 0,00

Flexion

Tranchant

Compression

Traction

Sollicitation aux ELU


traction 14,0 8,0 56,9 OK

km*kh*fm,d σm,d (Mpa) % de travail

flexion/y 20,0 8,5 42,4 OK

flexion/z 18,5 0,0 0,0 OK

kc*fc,0,d σc,0,d (Mpa) % de travail

Flambement/y 14,3 8,0 55,6 OK

Flambement/z 12,3 8,0 64,9 OK sollicitation simple

fv ,d τm,d (Mpa) % de travail

Effort tranchant 1,8 0,6 32,9 OK

fc,90,d σc,90,d (Mpa) % de travail

Compression perpendiculaire 2,7 0,0 0,0 OK


Traction perpendiculaire 0,2 0,0 0,0 OK

% de travail

Traction + flexion 99,27 OK

Compression + flexion 97,99 flexion oblique OK Combinaison de sollicitations

Compression + flexion 64,33 flexion selon y OK

Vérifications des contraintes




35

Annexe 17 : Modélisation 3D du treillis de l’APT

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