TD1 CMixte - 2016-2017-2018 [PDF]

Zitiervorschau

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Exercice 1 : Solive de plancher isostatique en structure mixte acier-béton (2015-2016) Soit un plancher d’une salle de concert réalisé avec des poutres mixtes en acier-béton régulièrement espacées de 2,00m et de portée l = 8,0 m. Données :

Charges :  Cloisons : 0,90 kN/m2  Faux plafonds : 0,90 kN/m2  Revêtement de sol : 1,90 kN/m2  Charge d'exploitation de construction: 1,00 kN/m2 (clause 4.11 NF EN 1991-1-6)  Charge d'exploitation en service : ???? kN/m2 Propriétés des matériaux :  Poutrelle : IPE 330 ;  fy =235 MPa  fu =510 MPa  Ea =210 GPa  Béton :  Classe XC1, RH = 50%  C30/37  c : 25 kN/m3  Epaisseur dalle pleine : hc =100 mm   Armatures : B500B  fysk = 500 MPa  Es= 200 GPa  Connecteurs : Goujons NELSON  fy = 350 MPa  fu =450 MPa  hsc= 76 mm; d = 15,9 mm; D= 31,7 mm Coefficients partiels matériaux  a = 1,10  c = 1,50  s = 1,15  sc = v = 1,25 Question : Vérifier la section la plus sollicitée (ELU, ELS) et déterminer la connexion.

On considérera que la poutre n’est pas étayée en phase construction Evaluer les actions en phase construction (b1+b2) et en service (beff) Vérifier la poutre aux ELU : le Moment et l’effort tranchant en phase construction (poutre étayée ou pas) et aux ELS : flèches Vérifier la poutre aux ELU : le Moment et l’effort tranchant en phase service (poutre étayée ou pas) et aux ELS : flèches et contraintes (clause 6.2.1.5 EC4) - Vérifier la connexion des goujons (partielle ou complète).

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Exercice 2 : Poutre mixte acier-béton avec plancher collaborant (dalle mixte) (2015-2016-2017) Un bâtiment à usage de bureau est réalisé en structure mixte acier-béton. Les solives des planchers reposant (isostatique) sur les poutres principales sont espacés régulièrement de 3 m. le plancher est une dalle mixte constituée d’une tôle profilée type Bac HIBOND 55 (hp = 55mm ; b0 = 75,75mm, tp=0,75mm) et d’une épaisseur de béton hc = 120 mm. Les ondes de la tôle profilée sont disposées perpendiculairement aux solives. Des goujons sont disposés au centre du creux de chaque nervure de la tôle profilée.

Données : T0= 1 jour ; RH = 50% Charges :  Faux plafonds : 1,00 kN/m2  Revêtement de sol : 1,90 kN/m2  Cloisons : 0,90 kN/m2  Finitions : 0,15 kN/m2  Charge d'exploitation de construction: 1,50 kN/m2  Charge d'exploitation en service : ???? kN/m2 2.5 bureau B Propriétés des matériaux :  Poutrelle : IPE 600 ;  fy =355 MPa  fu =510 MPa  Ea =210 GPa  Béton :  Classe XC1, RH = 50%.  C30/37  c : 25 kN/m3  Epaisseur dalle béton : hc =120 mm  Armatures : B500B  fysk = 500 MPa  Es= 200 GPa  Connecteurs : Goujons HILTI prescrit comme souple ===> dimensionnement de la section en plasticité est possible  fy = 350 MPa  fu =450 MPa  hsc= 100 mm; d = 19 mm; D = 31,7mm Coefficients partiels matériaux  a = 1,00  c = 1,50  s = 1,15  sc = v = 1,25 Question : Vérifier la solive aux ELU et ELS et déterminer la connexion.

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Exercice 3 : Poteau mixte entièrement enrobée en flexion composée (2015-2016) Soit le poteau mixte entièrement enrobés ci-dessus, supposé articuler en ses extrémités dans les deux directions (y-y et z-z) et soumis aux actions suivantes : Efforts de compression :  

NG = 2000 kN NQ = 1500 kN

Charges linéaires dans la direction z-z et créant un moment de flexion autour de y-y :  

PG = 20kN/ml PQ = 20kN/ml

les cotes du schéma sont en mm Données :  

Hauteur du poteau : 4,5 m Dimensions transversales : 400mm x 400 mm

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Caractéristiques du profil HD 26x93.0* : HD 260X93,0 kg/ml Acier S355

a = 1,1 Axe y-y

Axe z-z

h b tw tf A Iy Wply Wely Avz iy Iz Wplz Welz iz

260 mm 260 mm 10 mm 17,5 mm 118,4 102 mm2 1 4920 104 mm4 1283 103 mm3 1148 103 mm3 37,59 102 mm2 112,2 mm 5135 104 mm4 602,2 103 mm3 395 103 mm3 65,8 mm

Matériaux : Acier : S355 ; a = 1,1 ; Es = 210 000 MPa Armatures : B500B ; s = 1,15 ; Es = 200 000 MPa Béton : C30/37, C = 1,5 ; Ecd = 24,32 GPa ; ke = 0,6

Questions : 1) Vérifier les enrobages de l’acier de construction dans les deux directions 2) Vérifier les dimensions de coffrages (rapport des cotés), 3) Vérifier le pourcentage maximal d’armatures béton armé, 4) Vérifier la contribution de l’acier de construction, 5) Vérifier le poteau au flambement par la méthode simplifiée, 6) Justifier la prise en compte ou non des effets du second ordre et déterminer le moment agissant au 2nd ordre. 7) Déterminer les paramètres (N et M) de la courbe d’interaction moment-effort normal aux points : A, B, C, et D. 8) En déduire si le poteau peut résister au moment agissant du 2nd ordre. 9) Proposer un ferraillage d’armatures transversales du poteau mixte.

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Exercice 4 : Etude d’une dalle mixte acier-béton d’un bâtiment à usage de bureau. (2016-217) Un bâtiment à usage de bureau est réalisé en structure mixte acier-béton. Le plancher de 150 m2 (15 m x 10 m) est constitué de deux (02) poutres maitresses de 15 m de portée en acier laminé de classe S355, de six (06) solives en acier laminé (S355) de 10 m de portée régulièrement espacés de 3 m. Ces dernières reprennent les charges de la dalle mixte acier-béton de 150 mm d’épaisseur totale y/c l’épaisseur de la plaque nervurée COFRAPLUS 77 de 0,75 mm d’épaisseur. Les ondes de la tôle profilée sont disposées perpendiculairement aux solives (poutres secondaires) et des goujons sont disposés au centre du creux de chaque nervure de la tôle profilée (voir figure 1 ci-dessous).

Figure 1 : schéma type d’une dalle mixte acier-béton. Données :  Classe d’exposition : XC1  T0= 14 jour ; RH = 50% Charges :  Faux plafonds : 1,00 kN/m2  Revêtement de sol : 2,00 kN/m2  Cloisons : 0,90 kN/m2  Finitions : 0,15 kN/m2  Charge d'exploitation en service : 2,5 kN/m2

Propriétés des matériaux : Poutrelle : IPE ? (S355) fy =355 MPa fu =510 MPa Ea =210 GPa a=1,1

Solive : IPE ? (S355) fy =355 MPa fu =510 MPa Ea =210 GPa a=1,1

Plaque nervurée

Goujons HILTI

Cofraplus 77

béton

fy = 350 MPa C25/30 fu =450 MPa c : 25 kN/m3 ap=1,1 hsc= 100 mm; epd: =150 mm d = 19 mm; c=1,5 D = 31,7mm sc = 1,25 1) Les caractéristiques géométriques de la plaque nervurée sont-elles couvertes par EC4 ? (Voir FT et AT)

Armatures : B500B fsk = 500 MPa Es = 200 GPa s=1,15

2) Proposer une section de type IPE pour les solives en prédimensionnement (tableau 7.4NF EC2) ; 3) Dimensionner la tôle d’acier nervurée en phase construction ; 4) Dimensionner la dalle mixte-acier béton en phase service en tenant compte des types de ruines possibles.

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Exercice 5 : (2016-2017) Soit des solives de plancher supportant une dalle continue en béton armé de 12 cm d’épaisseur. Les solives simplement appuyées, de portée L = 10 m, sont espacées régulièrement de 3 m (voir figures ci-dessous).

IPE 360

Propriétés des matériaux :  Béton : C30/37,  Armatures : B500B ; Es = 200 000 MPa  Acier de construction IPE 360: S355, Es = 210 000 MPa Actions : Actions permanentes :  Poids propre dalle pleine, poids propre poutrelle IPE360,  Faux plafonds : 50 daN/m2  Revêtement de plancher en chape + carrelage : 100 daN/m2 Actions variables :  Charges d’exploitation en phase construction : 150 kg à mi-portée,  Charges d’exploitation en phase d’exploitation : 150 daN/m2 Question : Vérifier la poutrelle IPE 360 en phase de construction (sachant qu’elle n’est pas étayée) et en phase d’exploitation. NB : Il conviendra de faire une distinction entre les actions à prendre en compte en phase de construction et les actions à prendre en compte en phase d’exploitation.

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Exercice 6 (voir TI) : (2017-2018) Soit cinq (05) solives de plancher supportant une dalle continue en béton armé d’épaisseur hc = 60 mm au-dessus des nervures. La hauteur total (épaisseur plaque + béton au-dessus des nervures) : ht = 100 mm. Les solives simplement appuyées, de portée L = 7,5 m, sont espacées régulièrement de 2,5 m.

Propriétés des matériaux : 

Béton : C25/30,



Armatures : B500B ; Es = 200 000 MPa



Solives HEA ?? en acier S355, Es = 210 000 MPa



Plaque nervurée : Acier SE 320 :

o fyp = 320 MPa ; o zp = 15,3 mm ; o m = 149,0 MPa ; k = 0,131 MPa ; o Ap = 1200 mm2/ml ; o Ieff = 0,259 106 mm4/ml

Actions : Actions permanentes : 

Poids propre dalle pleine, poids propre poutrelle IPE360,



Faux plafonds : 50 daN/m2



Revêtement de plancher en chape + carrelage : 100 daN/m2

Actions variables : 

Charges d’exploitation en phase construction : 150 kg à mi-portée,



Charges d’exploitation en phase d’exploitation : 150 daN/m2

Question : 1) Vérifier la solive la plus sollicitée en phase de construction (sachant qu’elle n’est pas étayée) et en phase d’exploitation. 2) Vérifier la dalle mixte acier-béton en phase de construction (sachant qu’elle n’est pas étayée) et en phase d’exploitation. NB : Il conviendra de faire une distinction entre les actions à prendre en compte en phase de construction et les actions à prendre en compte en phase d’exploitation.