DTR C 2.4.7 Da Exemples D Application Reglement Neige Et Vent [PDF]

Zitiervorschau

MINISTERE DE L'HABITAT, DE L'URBANISME ET DE LA VILLE

document technique règlementaire

EXEMPLES D'APPLICATION

Prix de vente: 200 DA

ISBN : 978-9961-845-48-6

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'HABITAT, DE L'URBANISME ET DE LA VILLE Document Technique Réglementaire

(D. T.R. C 2.4. 7)

Règlement Neige & Vent (version 2013)

EXEMPLES D'APPLICATION

Centre National d'Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment

20 13

SOMMAIRE

CAS D'UN HANGAR INDUSTRIEL AVEC TOITURE SYMETRIQUE A QUATRE VERSANTS........

5 7 11 18

CAS D'UN PANNEAU DE SIGNALISATION................................................................................................

25

CAS D'UN CllATEAU D'EAU .........................................................................................................................

28

CAS D'UNE STRUCTURE DE PYLONE.......................................................................................................

37

INTRODUCTION................................................................................................................................................. ETAPES D'EVA LUATION DES ACTIONS DU VENT SUR LES OUVRAGES......................................... CAS D'UN BATIMENT TOUR ............................................................................................. .............................

ISBN : 978-9961-845-48-6 Dépôt légal : 1937-2014

INTRODUCTION

Le présent document a pour objet de fournir un support d'accompagnement pour les utilisateurs du DTR C2.4 7 « Règlement neige et vent » pour la partie vent. Il traite la détermination des actions du vent sur d1fférents types d'ouvrages choisis de manière à couvrir un maximum de cas rencontrés en pratique. Les exemples traités concernent les cas suivants : Cas d'un bâtiment tour ; Cas d'un hangar industriel ; Cas d'un panneau de signalisation; Cas d' un château d'eau et ; Cas d'une structure de pylône. Dans la rédaction de ce document l' accent a été mis sur la définition d'une méthodologie progressive en partant des données initiales du projet pour aboutir aux objectifs fixés. Afin de faciliter l'utilisation de ce document les renvois au document de référence (DTR) ont été rappelés chaque fois que cela est nécessaire. Les exemples traités n 'ont pas pour objectifs de constituer une étude exhaustive de l'action du vent du projet consjdéré. En effet, on considère que l'objectif est atteint dès que les différents paramètres et les actions correspondantes à une action du vent dans une direction donnée auront été défini s. Diverses localisations géographiques et conditions topographiques du site ont été envisagées. Il est important de signaler que l'action du vent doit être considérée dans les justifications des actions globales ainsi que dans les justifications des actions locales tels que dans les cas des éléments de bardages, des fixations et autres ouvrages considérés comme secondaires.

5

ETAPES D'EVALUATION DES ACTIONS DU VENT SUR LES OUVRAGES

INTRODUCTION

Une procédure de détermination de l'action statique du vent sur un ouvrage ou partie d'ouvrage est expliquée dans les paragraphes suivants. Cette procédure est définie sur la base des principes généraux contenus dans le DTR Règlement Neige et Vent, Partie vent. Dans la définition de cette procédure, des commentaires peuvent être rencontrés dans le but d'apporter plus de détails et d' attirer l'attention des utilisateurs sur certains aspects liés au calcul de l'action du vent ou l 'un de ses paramètres. ÉTAPE l : PRESSION DYNAMIQUE DE RÉFÉREN CE

(cf § 2.3.l)

- Définition de la zone climatique du vent : le territoire algérien est divisé en 04 zones de vent (cf Annexe 1). Cette classification est le r ésultat d'une analyse statistique des vitesses du vent enregistrées par les services de l'ONM. - La vitesse de référence est définie comme étant la vitesse moyenne du vent sur 10 minutes, mesurée dans un site plat à une hauteur de 10 m, avec une probabilité de dépassement égale à 0,02; - La pression dynamique de chaque zone est définie sur la base d' une vitesse de référence (cf tableau Al) ; - Lorsque dans les documents de marché, une vitesse de vent autre que celle du DTR est prescrite il y a lieu de déterminer la vitesse équivalente dans les mêm es conditions de définition ; - Une distinction entre les ouvrages permanents et les ouvrages temporaires est nécessaire pour la fixation de la pression de référence (cf§ 2.3.1). ÉTAPE

Il: ENVIRONNEMENT IMMÉDIAT DU SITE

- Détennination de la catégorie du te1rnin pour chaque direction de vent (cf§ 2.4.3); - Détermination du coefficient de rugosité du terrain qui traduit l' influence de la rugosi té et de la hauteur sur la vitesse moyenne du vent (cf§ 2.4.4);

Dans le cas où un bâtiment est situé dans la transition entre les catégories de rugosité différentes, il est recommandé de prendre la catégorie du terrain le moins rugueux dans les conditions suivantes : L'ouvrage est situé à proximité d 'un changement de rugosité du terrain à une distance: • De moins de 2 km d 'un terrain de catégorie 0 ; • De moins de 1 km d 'un rerrain moins rugueux appartenant aux catégories I à III - Détermination du coefficient de topographie qui permet de prendre en compte les effets du relief sur l'accroissement de la vitesse moyenne du vent (cf § 2. 4. 5) ;

7

_Détermination du coefficient d' intensité de turbulence qui quantifié la variabilité de la

•

Il peut être utilisé lorsque l' on veut calculer la forc e glo bale due au vent ;

vitesse du vent (cf § 2.4. 6) ;

•

Le coefficient de force dépend de l' élancem ent effectif (Ae) et du coeffi cient de remplissage

6), la vérification du phénomène du détachement tourbillonnaire (réponse dans la direction perpendiculaire à la direction du vent) doit être effectuée ; - Le critère de sensibilité est une vitesse critique du vent à ne pas dépasser. (Cette vitesse est foncti on de la largeur de la section transversale, de la fréquence du mode fondamental, et d'un nombre aérodynamique appelé nombre de Strouhal) (cf annexe 3 § 4) .

../ autres.

•

De la position sur la paroi qui est divisée en zones (cf -~r:; 5.1) . _Coefficients de frottement pour la prise en compte de l' action du vent parallèlement à la direction du vent ;

- Coefficients de pression intérieure Cpi : •

Dépendent de la distribution des ouvertures sm les différentes parties du bâtiment ;

•

Pour ]es bâtiments sans faces dominantes Cpi est fonction de 1'indice de perméabilité µp ;

•

Pour un bâtiment avec faces dominantes C pi est fonction de la valeur de Cpe.

- Coefficient de pression nette pour les toitures isolées et les ouvrages en porte-à-faux; - Coefficient de force (ou de trainée) :

8

(cf annexe

9

CAS D'UN BATIMENT TOUR

ÜB.JECTIFS

Cet exemple a pour objectifs la détermination des actions du vent sur un bâtiment étagé. GÉOMÉTRIE

Longueur:

1=30 m:

Largeur :

b = 25 m;

Hauteur:

h = 50 m .

DONNÉES

Zone de vent : zone Il (V réf)

(cf Lableau 1.1)

27 m/s,

=

Vrff = 435 N/m 2

(cf chapitre 2 § 2. 3.1) (cf chapitre 2 § 2. 4. 3)

CATÉGORIE DE TERRAIN Catégorie de terrain

(IV) Zone dont au moins 15% de la surface est occupée par des bâtiments de hauteur moyenne supérieure à lSm.

KT

Zo

Zmin

&

0.234

1

10

0 .67

Tableau 1 : Paramètres de calcul PARAMÈTRES DE CALCUL

Hauteur de référence

Ze

(cf chapiLre 2 § 2. 3. 2)

La hauteur de référence est : •Pour les murs au vent: On défi.rut deux bandes (voir figure 1) : - bande 1 : Zc = b = 25 m; - bande 2:

Zc

= 2b = 50 m .

•Pour les murs sous le vent et parallèles au vent: ze = h = 50 m (hauteur totale du mur)

...

b

·- -

- ....

Figure 1 : Subdivision du bâtiment pour la définition de la hauteur de référence 11

Coefficient de rugosité

- z (en m) est la distance verticale mesurée à partir du niveau du sol au lieu considéré. Le coefficient de topographie varie en sens inverse de z. d'où une valeur moyenne de z peut être prise égale à la hauteur du centre de gravité de la paroi de chaque tronçon ;

(cf chapitre 2 § 2.4.4)

z xLn(:, )

poUI

z"'" ,; z ,; 200m

)~K,xLn(z;,· )

pour

z < zm'"

C, ( )=K,

C, (z

- Srnax, a et kred sont des coefficients donnés dans le tableau 3 en fonction de la forme de l'obstacle et du rapport H/L (cf tableau 2.6) . Forme de l'obstacle

z=

Tronçon de 0 à 25 m de 25 à 50 m

Zc

Cr

lm]

.

max

x(~

k

4

- Max (1,5Lu, 5H) =max (1 .5 x 750, 5xl00) = 1125 m ;

L'ouvrage est situé sur le versant d'un escarpement sous le vent (voir figure 2). On a:

t

1,5

2.5

- Lu= 750 m;

(cf § 2.4.5)

C (z) = l+s

x>O

-H=lOOm ;

Tableau 2 : Coefficient de rugosité

Coefficient de topographie

x zm in

)

Zn

1 (z) = _ V

__l_

_ _

z C (z)xln( min t z0

Pour z

s z min.

)

Figure 4 : Géométrie de l'ouvrage

Le tableau 13 donne les valeurs de l v (z) PERMÉABILITÉ DEL' OUVRAGE

L'ouvrage comprend 20 ouvertures de l .5xL5m répartie comme indiqué sur la figure 4. Il n 'y a pas de face dominante:

(cf 5.2.2.1)

L'indice de perméabilité est donnée par:

(cf 5.2.2.2)

µ /1 -

z. [m) 5 6.3

Vent sur: Mur Toiture

Tableau 13 : Valeurs de fv (z)

L des surfaces des ouvertures ou CP" est négat!l ou égal à 0 - -12 Ldes swfaces de toutes lesouvertures

18

lv(z) 0 .16 0.15

- 20

19

Coefficient de Rugosité Vent sur: Mur Toiture

lmJ 5

Cr(Zc) 1.05

6.3

1.10

Ze

Hauteur de référence Z c

ÀA' (m

j An· [m2 ] Av [m2 ] AE[m2l

12.7

5.00

!OO.OO

37.3

!OO.OO

Tableau J 7: Aires des zones

Tableau 14 : Valeurs de Cr(z)

Coefficient d'exposition

Aires des zones 2

Coefficients de pression extérieure (cf tableau 5.1)

(t:f § 2.4)

Les aires des différentes zones étant supérieures à 10 m2 , on obtient les coefficients de pression C pe, i o suivants : Vent sur: Mur

C.(zc) 2.37 2.50

ZefmJ 5 6.3

Toiture

Zone

Zone A'

ZoneB'

ZoneD

ZoneE

C pc

-1.00

-0.80

+0.80

-0.30

Tableau 18 : Valeurs de coefficients

Tableau 15 : Valeurs de Ce(z)

C pe.JO

Coefficient de pression intérieure

Récapitulatif Ze

Vent sur:

lml

Mur

5 6.3

Toiture

Cr(Ze)

l v(z)

C.(zo)

1.05 1.10

0.16

2.37 2.50

0.15

qv(Ze) IN/m 2 1 889 938

Tableau 16: Récapitufat~l PAROIS VERTICALES (VENT PERPENDICULAIRE AU LONG PAN)

(cf §5. 1.2)

Le coefficient de pression intérieure est fonction de µPet du rapport h/d. (cf fig. 5.15) Avec : h/d

=

6.3/ 10 = 0.63.

La valeur de Cpi est la valeur correspondant à une interpolation linéaire entre les valeurs correspondants à h/d = 0.25 et h/d = 1 Pour µP = 0.6 et h/d = 0.25

Cri = 0.025;

Pour µ P= 0.6 et h/d = 1

Cpi = -

0.0422 ;

Découpage du bâtiment en plusieurs parties D'où

Distance (e) =min (b, 2h) = min (20, 2x6.35) = 12,7 m ; La distance (e) dépasse la profondeur du bâtiment. On prend donc pour le découpage deux zones A et B respectivement de largeur e/5 et b-e/5. (cf fig. 6) Avec: e/5 = 12.7/5 La hauteur de la paroi latérale est de 5m, on obtient donc les aires suivantes pour les zones A, B, D et E. b

-.... .......

: JI: :J,,,,.:,, . ;.l.

·.-~

;-

D

b-f

EL

....

'lf,,;,,:,,,,,,,~,,. :E• ~J

....

,

>

L

Cpi =

0.006, on prend dans la suite de l' exemple Cpï = 0.01

Hauteur de référence La hauteur de référence pour les pressions intérieures est égale à la hauteur de référence ze pour les pressions extérieures exercées sur les faces qui contribuent par leurs ouvertures à la création des pressions intérieures. lorsqu'il existe plusieurs ouvertures la plus grande valeur de Zc est utilisée. (cf§ 5.2.2.3). Dans le cas présent la hauteur de référence est égale à la hauteur de la paroi. ze= Sm

Pressions aérodynamiques sur les parois (cf§ 2.5.2) W(zj) = qp(Ze)

X

[Cpc - C pi]

Zone

qp(Z)

Cpe

Cpi

Cpe-Cpi

A

889 889 889 889

-1.00 -0.80 +0.80 -0.30

0.01 0.01 0.01 0.01

-0.99 -0.79 0.81 -0.29

B D

E

Tableau 19 : Pressions aérodynamiques sur les parois

Figure 6 : Découpage du bâtiment

20

W(Zj) fN/m 1 J -880 -702 721 25 8

21

Pressions aérodynamiques sur la toiture [N/ m 2]

TOITURES

(cf§ 2.5.2)

W (z;) = q p(ze) x {Cpe - Cp;} Hauteur de référence: ze

h

=

= 6.3 m Dépression Surpression

Zone F

Zone G

ZoneH

Zone 1

1

Zone J

1

Zone K

1

Zone L

1

Zone M

- 1276 178

-760 178

-291 178

-478

1

- 1060

1

-1135

1

-1679

1

-657

Tableau 22 : Pressions sur la toiture Notes :

G

•Les valeurs de pressions dynamiques sur les parois et sur la toiture peuvent être utilisées pour la justification des différents éléments constitutifs de l ' ouvrage (pannes, assemblage, bardage, etc.).

i

H

K:

b

•Pour les justifications des actions globales il y a lieu de multiplier les valeurs obtenues par le coefficient dynamique Cct (lequel, pour ce cas particulier peut être pris égal à 1.)

oMl H

etl{)

Figure 6 : Zones de toiture du bâtiment

Hauteur de référence Zc

Aires des zones ÂF• (m2j

6.3

AG· fm 2 ] 17.9

3.9

Arrfm2 J

A1 fm 2l

70.8

Al[ m2 ]

73 .7

Ax[m2 J l l.5

5.7

A1. [m 2l

2.3

A.111lm2 ] 7.2

Tableau 20: Aires des zones de toiture. Pression dy namique de pointe qp (ze) = 938 (N/m2) Coetïicients de pression extérieure (cf § 5.1. 6) Les valeurs de

Cpe

(cf tableau 5. 5) sont données par le tableau 2 1.

Il est à noter que les valeurs de ces coefficients sont celles correspondantes à Cpe. 10 pour les aires supérieures à 10 m 2 ei les valeurs obtenues par interpolation linéaire entre C pe, 1o et Cpei pour les aires entre 1 m 2 et 10 m 2 (cf 5.1 .1.2) Coefficients de pression extérieure Zone F ZoneG ZoneH Zone! Zone J ZoneK Zone L ZoneM Dépression Suroression

-1 .35 10.2

-0.8 +0.2

-0.3 +0.2

-0.5

-1.12

-1.2

- l.78

-0.69

Tableau 21 : Coefficients de pression extérieure Coefficient de pression intérieure Le coefficient de pression intérieure est Cpï == 0.01

22

23

CAS D'UN PANNEAU DE SIGNALISATION

---

1 m f~---- ,

Figure 6 _· Panneau de signalisation GÉOMÉTRIE

- Longueur:

L=lü m

- Hauteur :

h=5 m

- Surélévation par rappm1 à la base :

Zg

= lm

D ONNÉES

Zone de vent : zone Ill (Vréf) = 3 1 mis, (cf tableau 1.1) Pression de référence qréf

=

475 N/m 2 (cf chapitre 2 § 2_3.1)

Puisque il s'agit d'un ouvrage d'une durée de vie inférieure à 5 ans, une réduction de 28 % est appliquée sur la pression de référence (cf §2_3.1) . D'où: qréf = 414 N/m 2

25

Tableau récapitulatif

Catégorie de terrain: (cf chapitre 2 § 2.4.3) zo

Kr

Catée;orie de terrain

zef ml Cr

E

Zmin

31

(Ill) Zone à végétation basse telle que l'herbe, avec ou non quelques obstacles isolés (arbres, bâtiments) séparés les uns des autres d'au moins 20 fois leur hauteur.

0.3

0.215

5

z/L

C.(zc) 1v(z) Ce(Ze) qp(Zc) rN/m2)

0.99 0,067

0,2 15

1.0

2.47

1023

0.61

Tableau 24 : Récapitulatif CAS DE CHARGES À CONSIDÉRÉS

Tableau 23 : Paramètres du terrain

(cf 5.5.2)

Les deux cas de charges suivants (pour Zg>O) sont considérés : PARAMÈTRES DE CALCUL

Hauteur de référence Ze: (cf chapitre 2 § 2.3.2)

- Cas A : la résultante des forces passant par son centre de gravité ;

Il s'agit d' un ouvrage autre que ceux cités en 2.3.2, par conséquent la hauteur de référence est prise égale à la hauteur max : (zc = 24+2+5) = 31 m.

- Cas B : la résultante des forces agit perpendiculairement au mur avec une excentricité horizontale du coté au vente = 0.2.L = 0.2xl0 = 2m.

Ze

agit

perpendiculairement au mur en

Note

= 31 m

Le cas de charge (Cas C, pour L/h > 2) n'est pas considéré (L/h = 1015 = 2)

(c.j." chapitre 2 § 2.4. 4)

Coefficient de rugosité

C,(z)~K,.xLn(:, )

pour

COEFFICIENT DE PRESSION

z,,,,s z,; 200m (2.3)

Cr(z)=KrxLn(

2

min)

pour

z < Zwill

Le coefficient de pression Cpnct est déterminé en fonctlon des paramètres L/h et (cf tableau 5.1)

Zo

On obtient les valeurs suivantes : Cr(z = 3 lm) = 0.99

L = !!!_=2

Coefficient de topographie (cf § 2.4.5)

h

Pour un site plat le coefficienl de topographie à prendre en compte est : Ct(z) = l Intensité de turbulenee

l

pour z >

z min

1

I (z) = - - - - v z C/z)x Ln( ....J!lJ..ll...)

pour z

Zo

Coefficient d'exposition Ce(z) = 2.47

=

2

zg + h

2+5

D ' où: Cpnet=l.60

COEFFICIENT DYNAMIQUE

Le coefficient Cct est calculé de la manière décrite dans le DTR (cf chapitre 3), en tenant compte de la géométrie du panneau supposé fixée sur la toiture.

Zo

lv(z=3lm)

zg

-- = - =0.286 ~ 3

(cf chapitre 2 § 2.4.6)

I (z) = - - - v z C/zJxLn( - )

5

~ zmin

En particulier la hauteur de référence est prise égale à : h z e =z,+ .~ 2

(cf'fig. 3.1 cas c)

0.215 La fréquence propre de vibration dans la direction du vent est calculée par une méthode appropriée. (Analytique en pendule inverse ou numérique)

(cf§ 2.4)

(cf tableau 2.3)

Dans le présent cas on suppose que Cct =1.

Pression dynamique de pointe La pression dynamique de pointe est déterminée par (cf §2.3) : q p (z.)

Avec qr~f

=

=

qref

X

CALCUL DE LA PRESSION AÉRODYNAMIQUE

(cf § 2.5. 2)

La pression aérodynamique est donnée par :

C. (z)

W(zj) = qp(Ze) X Cp,net

414 N/m 2

Les valeurs de qP(zJ sont données dans le tableau 24.

26

W(zj) = 1023 x 1.6

[N/m 2] W(zj)

27

=

1637 (N/m 2 ]

(cf eq 2. 7)

CAS D'UN CHA TE.AU D'EAU

PARAMÈTRES DE CALCUL

Hauteur de référence

(cf chapitre 2 § 2.3.2)

Ze

La hauteur totale de l' ouvrage est découpée en plusieurs tronçons dont la hauteur de référence (ze) de chaque tronçon correspond à sa hauteur max. OBJECTIFS

Le découpage des éléments a été fait en considérant les 04 tronçons suivants :

On se propose de déterminer dans cet exemple les actions du vent sur un château d'eau dont la géométrie est donnée par la figure 7.

•Tronçon 1 : de 0 à 5m (pour délimiter la zone où z
z min I[

0

1 1 (z) = - - - -v

C

z .

t

pour z

s

zmin

(z)xLn(~)

z

0

29

Tronçon deO à5 m de 5 à 10 m de 10 à l2m de 12 à 14 111 de 14 à 18m

Avec:

l v(z)

Ze(m) 5 10 12 14 18

0.355 0.2 85 0.271 0.260 0.244

• E : module de Young • 1 : lne11ie de la section

, Par consequent: k

Coefficient d'exposition : (cf § 2.4)

c

2 1

Ze (m) 5 10 12 14 18

Ce(Ze) 1.276 1.703 1.823 1.926 2.100

:rx(D 4 - D 4 ) e

12

'

64

= 37 .30 m 4

l = 12 m ;

3x11000x l 0 6 x37 .30

=

( z)xC12 (z) x[1 + 71,, (z) ]

Tronçon de 0 à 5 m de 5àl0m de 10 à 12m de 12 à 14 m de 14 à 18m

1=

• lest la hauteur du support

Tableau 27: Valeurs de l v(z) C~ (z) =

E = 11000 MPa

3

= 7 12 x 10 6 N / m

La fréquence fondamentale est donc : n

Tableau 28: Valeurs de Ce(z)

Lx

Échelle de turbulence

)le

712 X10 6

1 -- - -- 2Jr m - 2Jr

- - - - = 9.65 Hz 193442

(cf §3.3.1 formule 3.3)

PRESSION DYNAMIQUE DE POINTE

La pression dynamique de pointe est déterminée par (cf §2.3) :

L;(zeq)= 300x ___!___ 200 (

q P( zJ

Avec

= q ref

q ref

xC, (z)

= 575 N/m 2

P artie quasi-statique

1

2

Tronçon de 0 à 5 m de 5 à 10 m de 10 à 12111 de 12 à 14 m del 4 à1 8m

Cr

z/L

0 .605 0.754 0.793 0.826 0 .880

0 ,605 0,754 0.793

Ct(z e)

l v(z)

C e(zc) Qr(Ze) IN/m 2

1.00

0.355 0.2 85 0.27 1 0.260 0.244

l.276 1.703 1.823 1.926 2. 100

734 979 1048 1107 12 08

=

(cf chapitre 3)

1+0,9x( (b+h) lLi(zeq )

F réquence adimensioonelle

Zcq

Zcq

J..

1

i+o,9x( (s~;~.s))

·

0 63

=

.T

vm

= 0.6x19.5 = 11.7m

On détermine les propriétés d'un système mécanique masse-ressort équivalent : Masse de la cuve+ 1/3 de la masse du fût: (57.64+60.29/3)x2500 = 193442 kg

(cf§ 3.3.2.fàrmule 3.5)

R =

6,8xNx

N

(1+10,2xN.r) .%'

6,8x18.78

=

.

_

(1+10,2x18.78)% -

= ~

3 1

30

=

0.627

0.88 x 1.00 x 3 1 = 27.2 8

(cf§ 3.3.2fàrmule 3.6)

Densité spectrale de puissance

k

= 53.1

N = ni./ Li(z eg ) = = 9.65x53. I = . 18 78 (zeq ) 27.28

= 0. 6h (cf§ 3. 3 fig. 3.1) .

Fréquence fondamentale

Rigidité latérale du support :

0 61 ·

(cf A nnexe 2)

Hauteur équivalente Pom le calcul de Cd, la hauteur équivalente est prise égale à:

=

0 6]

V m(z) = Cr(z) x C1(z) x V réf

Tableau 29: Valeurs de q p(z) COEFFICIENT DYNAMIQUE C D

Q

Vitesse moyenne

)

(11 7)

= 300 x - ·200

(cf§ 3.3. 1 form ule 3.2)

Les valeurs de q ,,( z e) sont données dans le tableau 29 pour chaque tronçon du bâtiment. Ze lml 5 10 12 14 18

&

31

0

O?

. -

ACTIONS SUR LA COUVERTURE

(cf §3.3.2.formule 3. 7)

Admittances aérodynamiques 4 ,6xN ,. xh 1J1i Li(zeq )

= 4,6xl8.78 x19.5 = 31.?l

d'où:

53.1

... " .. I~-·- - ...,, ... ~ ~·

R,, = 0.031

Vent

1J b

= 4,6xl 8.78 x8 = l3.0l

B

-··· ~·

"',,.",! ·1

I.;

11!'-"

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C·- -t~

' _

•"

'f

...: •

~- -- "· .. .. ·~. ~ .. ·-~· '

53.l

~

, ;·..

1

d' où: Rb = 0.073

,

.1

A

4,6xNx xb Li(z",)

(cf§ 5.1. 12)

1h Jt.. _ .

Vent

..

A

~

'

-

, ~''-1 ,, ,,, \

...__

~··

{b}

(cf eq. 3.9)

Figure 8 : A ction du vent sur la couverture

8=8s+8a

avec:

Ona: Ôs =

0.03 (cf tableau 3.1)

d =12 m ;

ôa = O

h = 18 m ;

f

= l.5 m

•h/d = 18/ 12 = 1.5 ;

D' où: ô =0.03

•f/d= 1.5/12 = 0.125. On obtient les coeilicients de force suivants pom les points A, B et C : (cf§ 3.3.2.formule 3.4)

Partie résonante

n2

rr2

Courbe utilisée A (h/d )2: 1 B 01/d 2:) 0.5 c (h/d 2: 0.5)

Point A Point B Point C

R 2 =-- x R xRhxR 1 = x0.02xR,,xRh= 0.007 2xô N ' 2x0.03

Cne - L.65 -0.85 -0.5

Tableau 30 : Récapitulatif (cf § 3.3.3.formule 3.11) y=

9.65x

ACTIONS LATÉRALES

0.007 0.627+0.007

= 1.01 Hz

(cf § 4.4)

Coefficient de force pour élancement infinie Cm bx

j'i;

Cro -

Facteur de pointe g

Füt

(cf§ 3.3.3/ormule 3.10)

= ~2xLn(600x v)+ ~

6 0, 2xLn( 600x v)

~3

Partie tronconique

g = 3.767

= 8X.Jill=192 8 = ( + 12 ) X .Jill= 240 2

0.85

= 12 X .Jill= 288

0.85

Partie cylindrique

Tableau 31 : Récapitulatif

Intensité de turbulence l (z) V

(cf § 2.4.6 eq. 1

=

C (z)xLn( -

t

Coefficient dynamique

Z

zo

2.~)

pour z >

zmin

J (z) V

= 0.273

)

Correction pour élancement finie Cunection obstruction:

. =0.98 (calculé plus haut) .

On obtient les valeurs suivantes de Cpo .

34

0

Cro

Cr

-1.5

130

-0.8

-0 .78

-l.77

135

-0 .8

-0.78

- l .45

-1.70

140

-0.8

-0.78

-1.35

-1.57

150

-0.8

-0.78

160

-0.8

-0.78

170

-0.8

-0.78

-0.8

-0.78

Tableau 33 : Récapitulatif

fN/mlJ

Tableau 32: Actions d'ensemble

c p,c

r1

qp(Ze)

[N/m2]

Angle a

0

r1

35

CAS D'UNE STRUCTURE DE PYLONE

OBJECTIFS

Cet exemple a pour objectif la détermination des actions du vent sur une structure en treillis de type pylône, de section carrée et ayant les caractéristiques suivantes : - Largeur à la base :

3 .4 m ;

- Largeur au sommet : 1.5 m ; - Hauteur hors sol :

30 m ;

- Parabole: diamètre 1.8 m ave radome positionnée à 29 m à partir du sol ; - La structure est composée principalement de cornières ; - Une échelle à câble de 40 cm de largeur installée à l'intérieur du pylône de manière symétrique perpendiculaire à une face ; - Un chemin de câble de largeur 10 cm considéré opaque.

37

Catégorie de terrain : II, d'où:

GÉOMÉTRIE DE L'OUVRAGE

KT

zo lml

0, 190

0,05

Catégories de terrain

Z min

lml

E

2

0,52

Il Coupe pylône

COUP!! 1-1

20

"

Largeur ~chd le

EE

f>ANNEPJJ F 1

-.:---

Zone à végétation basse telle que l'herbe, avec ou non quelques obstacles isolés (arbres, bâtiments) séparés les uns des autres d'au moins 20 fois leur hauteur.

Largeur câb les

Tableau 34 : Récapitulatif'

11

PARAMÈTRES DE CALCUL

'1

·1

§

't :._!-,

r~ '1 r•1: •

i

PANNEMJ E

cnt:~~:11

.·,

COUPI! 3-S

EE 0

.."'

,., Q

I"

PANNfAU D

1

,

.,

\~ ',

DÉCOUPAGEENTRONÇONSDUPYLÔNE

1

1

2 1'

'

·;:

' j 1

Pour les besoins d ' optimisation de calcul des pressions sur l ' ouvrage, celui-ci est décomposé en plusieurs tronçons (éléments) où la pression sera calculée à la hauteur max de chaque tronçon.

;

\ 1

~

'

':r- i:•· i ! j 1

-;-

1 j..

-~ ~ ..t .. •,

.·1 ,,

·-

0

~

·~=- - - -

DÉFINITION DU TYPE DE CONSTRUCTION

q

(cf figure 3.1)

1:i r::Ot'PB i!-S

...

C!

P'A~NOO

"'"'

3

V-

"'.:;

r':

rn

C

Il\

\

/

4

Directions du vent

r

\

COUPE 4-4

"

V-

-V

P.~ NNEAU

~

A

0

~

\

Y!r~t -t"-=

'

3 ,4

h

,

PANNEtll.J B

v

-~-t--+---+ L

.

-? eq = Îlt~x h> z. .mll\ .

• •

-

/--

.J

a) Cons1ru ctions verticales, !elles que bâliments.. ek

1

i

.,.e,,,.:...·~'/

Fi?;Ure 9 : Type de construction

Hauteur équivalente Zcq Z eq

= 0.6 X 30 =18111

Figure 8 : Structure en treillis de type pylône VITESSE MOYENNE (ANNEXE

2)

LOCALISATION DE L'OUVRAGE

V m(z) = Cr(z) x C1(z) x V réf

[mis]

(A2. l)

L' ouvrage est situé au sommet d'une colline. COEFFICIENT D 'EXPOSITION

- Zone de vent:

zone I

- Vitesse de référence du vent :

zone I (V réF 25mls)

(cf tableau A.1.1)

- Pression de référence :

(qré1= 375 N/m2 )

(cf tableau 2.2)

(cf chapitre 2. 4)

2

CJz ) = C 1 (z)xC; (z ) x [I+71,, (z)]

Où : J (z) = V

1

C/ zJx Ln( -

Z

zo

38

(cf eq. 2.2)

39

pour z > zmin

)

COEFFTCTENT DE RUGOSITÉ

(cf§ 2.4.4) Forme de l'obstacle

C,(z)=K,xLn(:, J Kr, zo,

Zmin, E,

pour

zmi11:::; z :::; 200m

a

2,2x H/L = 2,2x 3001600 = 1.1

Collines

xO

1,5

1,5

3

Tableau 35 : Paramètres relatifs à la détermination de C,(z)

sont donnés par le tableau 34.

COEFFTCTENT DE TOPOGRAPHIE

l Vent

-

\\

1_~ '/ 1\

1r.Q11COto1 g

m:it' CON ,_

c

Pour Z oq

.;

-

Avec:

Tableau 36 : Récapitulatif - :(j'-K.OU

•I

Fw2

8,50

25998

3,1 3

0.96

6 .40

2401

18749

-

Fwl

3,00

29822

3, 13

0.96

4 .56

1709

15323

z·1 -

-

~

0

in

Cl