Rapport Descente De Charge Stade Nautique De Avignon_6x4.pdf
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ÉTUDE DE FAISABILITÉ Réactions sur les Fondations Structure de toiture en Membrane Textile Tendue
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4 22-03-2019
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4 22-03-2019
ÉTUDE DE FAISABILITÉ Efforts sur les Fondations Structure de toiture en Membrane Textile Tendue
Index 1. Généralités ................................................................................................................................ 4 2. Recherche de Forme (« Form-Finding »)............................................................................. 5 3. Actions ....................................................................................................................................... 7 3.1. Actions Permanentes ....................................................................................................... 7 3.2. Actions Variables .............................................................................................................. 7 3.2.1 Action du Vent ............................................................................................................... 8 3.2.2 Action de la Neige ....................................................................................................... 12 3.2.3 Action de la Température .......................................................................................... 15 3.2.4 Action Sismique ........................................................................................................... 15 4. Modèle de Calcul ................................................................................................................... 16 5. Réactions des Fondations .................................................................................................... 17 6. Réactions envelopes ............................................................................................................. 26 7. Conclusion............................................................................................................................... 30 8. Softwares de Calcul Utilisés ................................................................................................. 30 9. Équipe Technique .................................................................................................................. 30
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R. de Camões, nº 169 – 3º esq. 4710-362 Braga
Lugar do Monte, Loteamento Inustrial Oleiros Park, Lote nº1. 4730-328 Oleiros- Braga Tel. +351 253 922 076
1. Généralités L’objectif de ce rapport technique consiste à déterminer les réactions sur les fondations de la structure de toiture composée de profils tubulaires en acier S275, sur une surface couverte de ligne 6.00x4.00 m2 et 2 structures 6.00x4.00 m2 par une membrane en Polyester enduite de PVC, qui sera tensionnée sur tout son périmètre. La quantification des actions qui sera appliquée à la structure resulte de la considération de la région climatique de 84045 Avignon, local d’implantation de cette structure. Pour l’obtention des réactions sur les fondations de la structure, il a été développé un modèle d’éléments finis [FEM], composé de barres (profils métalliques et câbles) et une coquille (membrane). La distribution des actions appliquées à la membrane sur les profils métalliques qui composent la structure est exécutée par calcul non linéaire géométrique. La structure de ce rapport se divise en trois parties fondamentales: 1. Méthode d’obtention de la forme de la membrane au moment de l’application de la pré-contrainte. La rigueur de calcul de la quantification des actions agissant sur la structure dépend directement de la précision du modèle géométrique réalisé pour la membrane de toiture, étant ainsi un point fondamental qui influence les procédés réalisés. 2. Quantification des actions: la membrane tensionnée, étant un élément très fin, est très facilement déformable. Dépendant de la quantité de pré-tension appliquée, la toiture peut se transformer en d’innombrables formes géométriques qui varient le long de sa surface. La méthode CFD (Computacional Fluid Dynamics) simulera le comportement de la structure quand assujettie à un coup de vent correspondant à la vitesse de référence de la zone d’implantation et permettra ainsi l’obtention des RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
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pressions sur la membrane. Quant à la quantification de l’action de la neige exercée sur la structure, elle sera réalisée en ayant recours aux méthodes présentées par l’Eurocode 1, Partie 3. 3. Modèle de calcul et présentation des résultats: après exécutions des procédés précédents, il sera élaboré un modèle d’éléments finis [FEM], où seront appliquées les actions et ainsi seront obtenues les réactions sur les fondations.
2. Recherche de Forme (« Form-Finding ») La nature des efforts internes que ces structures peuvent développer, intrinsèquement liés à sa flexibilité effective, ne permet pas d’efforts de compression, se montrant instables dans ce cas, présentant des déformations appréciables dûes à sa faible rigidité et comportement non linéaire géométrique. L’application de la pré-contrainte sur la membrane améliore sa performance grâce à la hausse de sa rigidité. Le procédé de Recherche de Forme (« Form Finding») est un procédé itératif ayant pour objectif la détermination de la forme géométrique initiale qui equilibre l’état de déformation dû aux forces de pré-contrainte initiale de manière à satisfaire les conditions architecturales. La pré-contrainte des structures est une partie fondamentale de la forme de la membrane, ainsi, les effets à long terme, comme le flambement de la membrane, doivent être pris en compte de manière à ne pas modifier les niveaux de pré-tension installés initialement. Le niveau de pré-tension qui doit être appliquée à chaque structure de membrane dépend de la rigidité et de la courbure prétendues, conjointement avec la minimisation des déformations que l’on prétend atteindre quand, sur la structure, sont appliquées des actions externes. Ainsi on classifie les structures de membrane tensionnée en Polyester enduite de PVC, en fonction de son “Type”.
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Pré-Contrainte minimum à appliquer sur des structures de membrane de polyesterenduite de PVC: -
Type I -> 0.70kN/m
-
Type II -> 0.90 kN/m
-
Type III -> 1.30 kN/m
-
Type IV -> 1.60 kN/m
-
Type V -> 2.00 kN/m
Dans d’autres catégories qui ne sont pas recensées dans les precedentes, la pré-tension minimum appliquée à la membrane résulte du produit de 1.3% x Capacité moyenne du matériau dans les directions « warp e weft ».
Figure 1- État de Tension de la Membrane après le procédé Form-Finding
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Figure 2- Géométrie tridimensionnelle avec application de pré-contrainte
3. Actions 3.1.
Actions Permanentes
Les actions permanentes résultent du poids propre des matériaux dont les valeurs de références son présentées ci-dessous: - Poids propre de l’acier: 77 KN/m3 - Poids propre de la membrane: 0.01 KN/m2 - Pré-tension: 1.00 kN/m
3.2.
Actions Variables
Étant donné la propre nature des structures légères de membrane tensionnée, la quantification des charges appliquées est généralement bien supérieure que celle des
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structures conventionnelles puisque l’on est en présence d’altérations d’actions resultantes de la neige et du vent qui peuvent augmenter l’impact sur les éléments structuraux.
3.2.1 Action du Vent L’effet du vent sur la structure (c’est-à-dire la “réponse” de la structure) dépend de la dimension, de la forme et des propriétés dynamiques de la structure. Les structures de membrane tensionnée permettent de développer des formes géométrique hautement complexes et ainsi le développement d’un modèle mathématique utilisé pour la détermination des actions du vent qui agissent sur ces structures, étant alors necessaire de simuler le comportement de la structure en utilisant un tunnel de vent virtuel capable de collecter l’information quant à la pression statique transmise par le flux de vent à une vitesse constante pré-établie. Pour l’obtention de ces actions, le software utilisé est doté de potentialités CFD (Computacional Fluid Dynamics), qui se traduisent en une ramification de la mécanique des fluides qui, par analyses numériques et données d’entrée (telles que matériaux, forme, volumétrie, etc,….), resolvent des équations de Navier-Stockes capables de prévoir la réponse des fluides autour de la surface 3D modélisée. La vitesse appliquée à la structure correspond à la vitesse de référence du vent preconisée par l’ Eurocode 1 Partie 4, en fonction de la région où est installée la structure.
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Figure 3- Régions du Vent (Eurocode 1 Partie 4)
La presente structure se trouve à Avignon, sur la région climatique du vent type 2, résultant ainsi en une vitesse de référence base de 24 m/s. Les actions sont déterminées à partir des valeurs de référence de vitesse du vent et de la pression dynamique. La structure est calculée pour une probabilité annuelle de 0,10, ce qui correspond à une période de retour de 10 ans. �
� �
− � × ln − ln − − � × ln − ln .
=
Os valeurs recommandées sont 0.15 pour K et 0.5 pour n. − . × ln − ln − . − . × ln − ln .
0.5
La valeur de référence de la vitesse du vent est donnée par:
= .
� =� , �
�/
�
� �
=
=
× .
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=
.
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Figure 4- Modélisation Tridimensionnelle de la Structure de Toiture
Figure 5- Flux de Vent [Y+] (Visualisation Tridimensionnelle)
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Figure 6- Flux de Vent [Y+] (Axe de la Structure)
Figure 7- Distribution des Pressions Statiques – Vent [Y+] [kPa]
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3.2.2 Action de la Neige L’action de la neige pourra être distribuée sur la toiture par divers modèles de chargement. Les caractéristiques d’une toiture et d’autres facteurs qui induisent différentes distributions peuvent inclure: -
Forme de la Toiture;
-
Propriétés Thermiques;
-
Rugosité de la Surface de la Membrane;
-
Quantité de chaleur crée sous la toiture;
-
Proximité avec d’autres édifices;
-
Le terrain adjacent;
-
Conditions météorologiques, en particulier le régime du vent, variations de la température et fréquence de précipitation.
La quantification de l’action de la neige, en accord avec l’Eurocode 1, partie 3 est déterminée para l’expression suivante: Où :
= �� × �� × � × ��
µi – Coefficient de forme pour la charge de neige; Ce – Coefficient d’exposition; Ct – Coefficient thermique;
Sk – Valeur caractéristique de la neige au niveau du sol. En accord avec la modélisation géométrique de la membrane, la valeur caractéristique de l’action de la neige est donnée par l’intermédiaire des paramètres suivants: -
Coefficient de Forme :
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Figure 8- Coefficient de Forme pour la charge de la neige sur toiture de deux pentes
La structure étudiée presente une inclinaison de deux pentes symétriques d’une valeur moyenne de 25º, correspondant à un coeffiecient de forme µ1 de 0.80. -
Coefficient d’Exposition: Topographie
Ce
Exposée au vent
0.8
Normale
1.0
Abritée
1.2
On considère que la zone où est installée la structure est composée d’une Topographie Normale, admettant ainsi qu’il n’y a pas d’enlèvement significatif de neige par le vent, induisant ainsi un coefficient d’Exposition Ce=1.0; -
Coefficient Thermique:
Admettant que la transmission thermique est inférieure à 1 W/m2.K, et en accord avec l’Eurocode 3, la valeur du coefficient thermique est Ct=1.0. -
Valeur caractéristique de l’action de la Neige au Niveau du Sol
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Admettant une altitude moyenne dans la région de Avignon de 30m, la valeur caractéristique de l’action de la neige est de Sk=0.550 et Ds1=0.00. En somme, la valeur caractéristique de l’action de la neige qui agit, pour la géométrie de la toiture en question, est déterminée par: = . × .
× .
×
.
+ .
= .
��
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3.2.3 Action de la Température Les effets provenants de l’action de la température, dans ce type de structures, se reflètent essentiellement sur les éléments tensionneurs tels que les câbles de pré-contrainte et la membrane. S’agissant d’une structure auto-portante (constituée par des portiques métalliques), cette action sera négligée puisqu’une partie de ces actions est distribuée directement sur les profils métalliques.
3.2.4 Action Sismique S’agissant d’une structure de faible densité, les accélérations sismiques ne provoquent pas d’efforts considérables et, comme telle, cette action sera négligée pour le calcul.
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4. Modèle de Calcul Le calcul pour cette structure de toiture et l’obtention des efforts de la fondation s’effectue à travers une modélisation tridimensionnelle par éléments finis [FEM], comme le montre la figure ci-dessous :
Figure 9- Modèle de Calcul. Éléments Finis [FEM]
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5. Réactions des Fondations Les unités des valeurs des réactions présentées dans les figures ci-après sont conformes au Système International (SI), à savoir, les Moments (Mx, My et Mz) en kN.m, ainsi que les forces nodales (Fx, Fy et Fz) en kN
Fondation 1
Fondation 1
Fondation 2
Figure 10- Légende des Fondations
Fondation 3
Fondation 4
Fondation 3
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FONDATION TYPE 1 Combinaison
FX [kN]
FY [kN]
FZ [kN]
MX [kN.m]
MY [kN.m]
MZ [kN.m]
LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41
-0,87 -0,77 -0,83 -3,13 -1,70 -4,39 -3,24 -3,27 -0,24 -0,29 -0,09 -0,49 -0,44 -2,52 -2,54 -0,24 -0,24 -0,06 -0,90 -0,92 -0,95 -0,78 -0,83 -2,83 -1,54 -3,95 -2,95 -2,95 -0,32 -0,37 -0,20 -0,60 -0,55 -0,51 -2,33 -2,33 -0,38 -0,34 -0,19 -0,92 -0,92
-0,57 -0,12 -0,31 -0,47 -2,67 -2,43 -1,73 -1,77 0,00 -0,10 0,01 -0,04 -0,17 -0,69 -0,69 -0,20 -0,01 -0,02 -0,29 -0,30 -0,56 -0,13 -0,30 -0,42 -2,36 -2,16 -1,54 -1,54 -0,02 -0,12 -0,03 -0,42 -0,07 -0,19 -0,60 -0,60 -0,22 -0,05 -0,06 -0,27 -0,27
8,21 0,93 2,62 -2,38 -1,20 -3,75 -0,64 -0,77 3,52 2,64 3,90 2,06 4,34 1,20 1,07 8,15 2,97 5,20 3,40 3,27 7,05 0,73 2,20 -2,01 -1,00 -3,20 -0,62 -0,62 2,99 2,22 3,31 8,36 1,71 3,70 0,98 0,98 7,00 2,50 4,44 2,88 2,88
2,24 0,12 0,97 0,02 6,28 4,72 3,67 3,73 0,40 0,46 0,41 0,11 0,87 1,54 1,52 1,38 0,22 0,62 1,01 1,02 2,10 0,14 0,92 0,01 5,55 4,20 3,23 3,23 0,41 0,46 0,43 1,92 0,17 0,85 1,31 1,31 1,33 0,27 0,64 0,92 0,92
-2,92 -1,46 -2,14 -6,11 -3,63 -9,00 -7,42 -7,47 -1,01 -0,71 -0,57 -0,92 -1,43 -6,23 -6,27 -1,55 -0,51 -0,66 -2,55 -2,59 -2,99 -1,50 -2,11 -5,55 -3,31 -8,10 -6,77 -6,77 -1,14 -0,87 -0,76 -2,36 -1,05 -1,54 -5,74 -5,74 -1,76 -0,70 -0,87 -2,53 -2,53
-0,57 -0,09 -0,25 -0,02 0,09 0,04 -0,01 -0,01 -0,31 -0,24 -0,29 -0,16 -0,33 -0,20 -0,20 -0,54 -0,22 -0,35 -0,29 -0,29 -0,53 -0,08 -0,23 -0,00 0,08 0,05 0,00 0,00 -0,28 -0,22 -0,28 -0,57 -0,15 -0,30 -0,18 -0,18 -0,50 -0,21 -0,33 -0,27 -0,27
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-1,00 -0,76 -0,80 -2,36 -1,32 -3,24 -2,45 -2,45 -0,41 -0,46 -0,33 -0,74 -0,60 -0,58 -1,97 -1,97 -0,53 -0,44 -0,33 -0,90 -0,90
-0,52 -0,12 -0,27 -0,34 -1,87 -1,74 -1,17 -1,17 -0,05 -0,13 -0,06 -0,41 -0,10 -0,20 -0,47 -0,47 -0,24 -0,09 -0,10 -0,24 -0,24
5,50 0,64 1,77 -1,46 -0,70 -2,38 -0,39 -0,39 2,38 1,78 2,62 6,52 1,38 2,92 0,85 0,85 5,47 1,98 3,49 2,30 2,30
1,83 0,15 0,79 -0,02 4,38 3,34 2,43 2,43 0,40 0,43 0,42 1,71 0,22 0,78 0,99 0,99 1,20 0,31 0,62 0,77 0,77
-2,95 -1,51 -1,99 -4,65 -2,85 -6,67 -5,65 -5,65 -1,25 -1,05 -0,98 -2,50 -1,19 -1,60 -4,87 -4,87 -1,92 -0,93 -1,10 -2,40 -2,40
-0,45 -0,08 -0,20 0,02 0,05 0,06 0,01 0,01 -0,25 -0,20 -0,25 -0,49 -0,14 -0,27 -0,14 -0,14 -0,43 -0,19 -0,29 -0,23 -0,23
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Lugar do Monte, Loteamento Inustrial Oleiros Park, Lote nº1. 4730-328 Oleiros- Braga Tel. +351 253 922 076
Combinaison LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41
FX [kN] -0,41 -0,22 -0,32 -0,58 -0,59 -0,97 -0,96 -0,97 -0,18 -0,14 -0,12 -0,15 -0,23 -0,82 -0,83 -0,24 -0,10 -0,13 -0,40 -0,40 -0,42 -0,23 -0,32 -0,52 -0,52 -0,88 -0,88 -0,88 -0,20 -0,16 -0,15 -0,34 -0,17 -0,24 -0,76 -0,76 -0,27 -0,13 -0,16 -0,39 -0,39
FONDATION TYPE 2 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,72 16,04 3,30 0,50 2,09 -1,33 -0,21 5,14 1,00 -1,79 -5,62 2,48 -3,06 -1,44 6,57 -3,81 -7,26 6,94 -3,41 -0,99 7,37 -3,45 -1,17 7,46 0,12 6,75 0,55 0,23 5,24 -0,05 0,28 7,59 0,16 0,74 4,37 -1,57 0,09 8,55 0,69 -2,11 2,18 5,09 -2,13 1,98 5,13 -0,17 15,87 2,07 0,66 6,08 -1,10 0,32 10,21 0,33 -0,77 6,54 2,49 -0,78 6,35 2,52 -0,72 13,83 3,10 0,39 1,72 -1,09 -0,23 4,37 0,96 -1,61 -4,82 2,23 -2,68 -1,15 5,74 -3,39 -6,22 6,15 -3,01 -0,94 6,49 -3,01 -0,94 6,49 0,07 5,77 0,56 0,17 4,45 0,02 0,22 6,50 0,21 -0,50 16,39 2,86 0,60 3,70 -1,30 0,03 7,32 0,72 -1,88 1,79 4,51 -1,88 1,79 4,51 -0,21 13,68 1,99 0,54 5,17 -0,89 0,24 8,77 0,39 -0,70 5,59 2,26 -0,70 5,59 2,26
MY [kN.m] -1,01 -0,51 -0,73 -1,27 -1,35 -2,25 -2,21 -2,22 -0,43 -0,31 -0,30 -0,36 -0,55 -1,90 -1,90 -0,63 -0,25 -0,34 -0,93 -0,94 -1,01 -0,52 -0,72 -1,15 -1,21 -2,04 -2,03 -2,03 -0,46 -0,36 -0,35 -0,86 -0,40 -0,58 -1,76 -1,76 -0,67 -0,30 -0,39 -0,91 -0,91
MZ [kN.m] -0,06 -0,00 -0,03 0,01 -0,11 -0,06 -0,13 -0,14 -0,02 -0,01 -0,02 0,00 -0,03 -0,10 -0,10 -0,04 0,00 -0,02 -0,06 -0,06 -0,06 -0,01 -0,03 0,00 -0,09 -0,05 -0,12 -0,12 -0,02 -0,01 -0,02 -0,05 0,00 -0,03 -0,09 -0,09 -0,04 0,00 -0,02 -0,06 -0,06
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-0,42 -0,24 -0,30 -0,46 -0,43 -0,74 -0,75 -0,75 -0,22 -0,18 -0,18 -0,36 -0,19 -0,25 -0,66 -0,66 -0,29 -0,16 -0,19 -0,37 -0,37
-0,67 0,27 -0,22 -1,30 -2,09 -2,72 -2,34 -2,34 0,02 0,10 0,13 -0,50 0,42 -0,03 -1,50 -1,50 -0,25 0,38 0,14 -0,58 -0,58
10,78 1,44 3,49 -3,60 -0,73 -4,65 -0,60 -0,60 4,58 3,55 5,13 12,75 2,96 5,77 1,50 1,50 10,67 4,10 6,88 4,43 4,43
2,71 -0,78 0,84 1,77 4,46 4,89 5,03 5,03 0,51 0,08 0,25 2,53 -0,92 0,68 3,58 3,58 1,79 -0,60 0,43 1,84 1,84
-0,98 -0,53 -0,68 -1,03 -1,02 -1,72 -1,72 -1,72 -0,49 -0,41 -0,41 -0,88 -0,44 -0,59 -1,51 -1,51 -0,71 -0,37 -0,45 -0,86 -0,86
-0,06 -0,01 -0,03 0,02 -0,08 -0,03 -0,10 -0,10 -0,02 -0,01 -0,02 -0,05 -0,01 -0,03 -0,08 -0,08 -0,04 -0,01 -0,02 -0,05 -0,05
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FX [kN] -0,62 -0,53 -0,59 -2,89 -1,33 -3,90 -2,31 -2,33 -0,08 -0,13 0,05 -0,29 -0,24 -1,86 -1,88 -0,07 -0,09 0,07 -0,51 -0,53 -0,68 -0,54 -0,60 -2,61 -1,16 -3,49 -2,06 -2,06 -0,15 -0,20 -0,04 -0,38 -0,34 -0,31 -1,69 -1,69 -0,19 -0,17 -0,03 -0,53 -0,53
FONDATION TYPE 3 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,62 8,19 2,40 -0,03 1,00 -0,09 -0,30 2,64 0,97 -0,56 -2,42 0,27 -2,53 -1,10 5,93 -2,37 -3,70 4,59 -2,23 -2,18 4,83 -2,26 -2,31 4,90 -0,01 3,52 0,46 -0,06 2,68 0,39 0,02 3,91 0,41 0,07 2,14 -0,14 -0,16 4,36 0,86 -1,08 -0,38 2,43 -1,09 -0,50 2,42 -0,25 8,12 1,54 0,07 3,04 0,03 -0,01 5,22 0,62 -0,38 2,63 1,21 -0,39 2,50 1,23 -0,60 7,03 2,24 -0,05 0,79 -0,03 -0,29 2,22 0,91 -0,50 -2,05 0,22 -2,24 -0,91 5,25 -2,12 -3,16 4,09 -1,99 -1,95 4,32 -1,99 -1,95 4,32 -0,03 2,99 0,46 -0,08 2,25 0,40 -0,01 3,32 0,42 -0,48 8,34 2,09 0,02 1,78 -0,04 -0,18 3,72 0,84 -0,96 -0,39 2,12 -0,96 -0,39 2,12 -0,27 6,98 1,47 0,02 2,56 0,10 -0,05 4,45 0,63 -0,36 2,22 1,12 -0,36 2,22 1,12
MY [kN.m] -2,27 -0,88 -1,55 -5,51 -2,70 -7,75 -4,74 -4,77 -0,62 -0,33 -0,24 -0,44 -0,94 -4,30 -4,35 -1,10 -0,14 -0,31 -1,49 -1,52 -2,31 -0,92 -1,53 -5,00 -2,36 -6,95 -4,25 -4,25 -0,72 -0,46 -0,39 -1,77 -0,55 -1,03 -3,92 -3,92 -1,26 -0,30 -0,48 -1,49 -1,49
MZ [kN.m] -0,55 -0,07 -0,23 -0,03 0,12 0,05 0,08 0,07 -0,29 -0,22 -0,28 -0,15 -0,31 -0,12 -0,12 -0,52 -0,21 -0,33 -0,21 -0,21 -0,50 -0,07 -0,21 -0,02 0,11 0,06 0,07 0,07 -0,27 -0,21 -0,26 -0,55 -0,14 -0,29 -0,10 -0,10 -0,48 -0,20 -0,31 -0,20 -0,20
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-0,74 -0,52 -0,57 -2,17 -0,95 -2,85 -1,66 -1,66 -0,22 -0,27 -0,15 -0,51 -0,38 -0,37 -1,38 -1,38 -0,34 -0,25 -0,16 -0,53 -0,53
-0,55 -0,07 -0,26 -0,40 -1,78 -1,71 -1,54 -1,54 -0,06 -0,10 -0,05 -0,45 -0,03 -0,19 -0,74 -0,74 -0,27 -0,03 -0,09 -0,31 -0,31
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1,95 0,02 0,78 0,15 4,16 3,27 3,32 3,32 0,44 0,38 0,41 1,84 0,06 0,77 1,63 1,63 1,32 0,18 0,61 0,94 0,94
-2,28 -0,93 -1,43 -4,18 -1,95 -5,68 -3,46 -3,46 -0,80 -0,60 -0,56 -1,89 -0,67 -1,09 -3,22 -3,22 -1,42 -0,48 -0,67 -1,42 -1,42
-0,43 -0,07 -0,18 -0,00 0,09 0,06 0,08 0,08 -0,23 -0,19 -0,23 -0,47 -0,13 -0,25 -0,07 -0,07 -0,41 -0,18 -0,27 -0,17 -0,17
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FONDATION TYPE 4 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,70 16,05 3,27 0,50 2,09 -1,34 -0,21 5,13 1,01 -2,02 -5,76 3,06 -2,72 -1,23 5,70 -3,70 -7,20 6,61 -3,06 -3,12 6,26 -3,10 -3,30 6,34 0,12 6,74 0,57 0,23 5,22 -0,04 0,29 7,58 0,17 0,71 4,34 -1,51 0,09 8,53 0,71 -1,58 0,06 3,64 -1,62 -0,15 3,73 -0,15 15,86 2,05 0,64 6,04 -1,04 0,32 10,19 0,35 -0,50 5,41 1,77 -0,52 5,22 1,79 -0,69 13,83 3,07 0,40 1,72 -1,11 -0,23 4,37 0,98 -1,83 -4,94 2,77 -2,37 -0,96 4,94 -3,30 -6,16 5,87 -2,70 -2,77 5,49 -2,70 -2,77 5,49 0,07 5,76 0,58 0,17 4,44 0,02 0,22 6,48 0,22 -0,47 16,39 2,82 0,58 3,67 -1,25 0,03 7,31 0,73 -1,42 -0,04 3,26 -1,42 -0,04 3,26 -0,19 13,67 1,97 0,52 5,15 -0,84 0,24 8,75 0,41 -0,47 4,60 1,62 -0,47 4,60 1,62
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MZ [kN.m] -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,16 0,15 0,01 0,01 -0,00 0,00 -0,00 0,09 0,09 0,00 0,01 -0,00 -0,04 -0,04 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,13 0,13 0,01 0,01 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 0,07 0,07 0,00 0,01 -0,00 -0,04 -0,04
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-0,00 -0,00 0,00 0,00 0,00 -0,00 0,25 0,25 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,22 0,22 -0,00 -0,00 0,00 0,06 0,06
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-0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,09 0,09 0,00 0,01 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 0,04 0,04 0,00 0,01 -0,00 -0,03 -0,03
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MX [kN.m] 0,62 4,72 0,41 6,28 2,24 4,72 6,28>> 0,02<< 0,22 4,72 6,28 2,24 0,64 4,20 0,41 5,55 1,92 4,20 5,55>> 0,01<< 0,27 4,20 5,55 1,92 0,42 3,34 0,40 4,38 1,71 3,34 4,38>> -0,02<< 0,31 3,34 3,34 1,71
MY [kN.m] -0,66 -9,00 -0,57 -3,63 -2,92 -9,00 -3,63 -6,11 -0,51>> -9,00<< -3,63 -2,92 -0,87 -8,10 -1,14 -3,31 -2,36 -8,10 -3,31 -5,55 -0,70>> -8,10<< -3,31 -2,36 -0,98 -6,67 -1,25 -2,85 -2,50 -6,67 -2,85 -4,65 -0,93>> -6,67<< -6,67 -2,50
MZ [kN.m] -0,35 0,04 -0,29 0,09 -0,57 0,04 0,09 -0,02 -0,22 0,04 0,09>> -0,57<< -0,33 0,05 -0,28 0,08 -0,57 0,05 0,08 -0,00 -0,21 0,05 0,08>> -0,57<< -0,25 0,06 -0,25 0,05 -0,49 0,06 0,05 0,02 -0,19 0,06 0,06>> -0,49<<
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC18 LC6 LC11 LC5 LC1 LC6 LC5 LC4 LC17 LC6 LC5 LC1 LC39 LC26 LC29 LC25 LC32 LC26 LC25 LC24 LC38 LC26 LC25 LC32 LC52 LC47 LC50 LC46 LC53 LC47 LC46 LC45 LC59 LC47 LC47 LC53
FX [kN] -0,06>> -4,39<< -0,09 -1,70 -0,87 -4,39 -1,70 -3,13 -0,24 -4,39 -1,70 -0,87 -0,19>> -3,95<< -0,32 -1,54 -0,60 -3,95 -1,54 -2,83 -0,34 -3,95 -1,54 -0,60 -0,33>> -3,24<< -0,41 -1,32 -0,74 -3,24 -1,32 -2,36 -0,44 -3,24 -3,24 -0,74
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 1 FY FZ [kN] [kN] -0,02 5,20 -2,43 -3,75 0,01>> 3,90 -2,67<< -1,20 -0,57 8,21>> -2,43 -3,75<< -2,67 -1,20 -0,47 -2,38 -0,01 2,97 -2,43 -3,75 -2,67 -1,20 -0,57 8,21 -0,06 4,44 -2,16 -3,20 -0,02>> 2,99 -2,36<< -1,00 -0,42 8,36>> -2,16 -3,20<< -2,36 -1,00 -0,42 -2,01 -0,05 2,50 -2,16 -3,20 -2,36 -1,00 -0,42 8,36 -0,06 2,62 -1,74 -2,38 -0,05>> 2,38 -1,87<< -0,70 -0,41 6,52>> -1,74 -2,38<< -1,87 -0,70 -0,34 -1,46 -0,09 1,98 -1,74 -2,38 -1,74 -2,38 -0,41 6,52
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
6. Réactions envelopes
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MY [kN.m] -0,25 -2,25 -0,36 -2,25 -1,01 -2,25 -2,22 -0,36 -0,25>> -2,25<< -1,27 -2,22 -0,30 -2,03 -0,40 -2,04 -0,86 -2,04 -2,03 -0,40 -0,30>> -2,04<< -1,15 -2,03 -0,37 -1,72 -0,44 -1,72 -0,88 -1,72 -1,72 -0,44 -0,37>> -1,72<< -1,03 -1,72
MZ [kN.m] 0,00 -0,06 0,00 -0,06 -0,06 -0,06 -0,14 0,00 0,00 -0,06 0,01>> -0,14<< 0,00 -0,12 0,00 -0,05 -0,05 -0,05 -0,12 0,00 0,00 -0,05 0,00>> -0,12<< -0,01 -0,10 -0,01 -0,03 -0,05 -0,03 -0,10 -0,01 -0,01 -0,10 0,02>> -0,10<<
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
MX [kN.m] -1,10 6,94 -1,57 6,94 3,30 6,94 7,46>> -1,57<< -1,10 6,94 2,48 7,46 -0,89 6,49 -1,30 6,15 2,86 6,15 6,49>> -1,30<< -0,89 6,15 2,23 6,49 -0,60 5,03 -0,92 4,89 2,53 4,89 5,03>> -0,92<< -0,60 5,03 1,77 5,03
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC17 LC6 LC12 LC6 LC1 LC6 LC8 LC12 LC17 LC6 LC4 LC8 LC38 LC27 LC33 LC26 LC32 LC26 LC27 LC33 LC38 LC26 LC24 LC27 LC59 LC48 LC54 LC47 LC53 LC47 LC48 LC54 LC59 LC48 LC45 LC48
FX [kN] -0,10>> -0,97<< -0,15 -0,97 -0,41 -0,97 -0,97 -0,15 -0,10 -0,97 -0,58 -0,97 -0,13>> -0,88<< -0,17 -0,88 -0,34 -0,88 -0,88 -0,17 -0,13 -0,88 -0,52 -0,88 -0,16>> -0,75<< -0,19 -0,74 -0,36 -0,74 -0,75 -0,19 -0,16 -0,75 -0,46 -0,75
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 2 FY FZ [kN] [kN] 0,66 6,08 -3,81 -7,26 0,74>> 4,37 -3,81<< -7,26 -0,72 16,04>> -3,81 -7,26<< -3,45 -1,17 0,74 4,37 0,66 6,08 -3,81 -7,26 -1,79 -5,62 -3,45 -1,17 0,54 5,17 -3,01 -0,94 0,60>> 3,70 -3,39<< -6,22 -0,50 16,39>> -3,39 -6,22<< -3,01 -0,94 0,60 3,70 0,54 5,17 -3,39 -6,22 -1,61 -4,82 -3,01 -0,94 0,38 4,10 -2,34 -0,60 0,42>> 2,96 -2,72<< -4,65 -0,50 12,75>> -2,72 -4,65<< -2,34 -0,60 0,42 2,96 0,38 4,10 -2,34 -0,60 -1,30 -3,60 -2,34 -0,60
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MY [kN.m] -0,31 -7,75 -0,14 -2,70 -2,27 -7,75 -2,70 -0,44 -0,14>> -7,75<< -2,70 -2,27 -0,48 -6,95 -0,30 -2,36 -1,77 -6,95 -2,36 -0,55 -0,30>> -6,95<< -2,36 -1,77 -0,56 -5,68 -0,48 -1,95 -1,89 -5,68 -1,95 -0,93 -0,48>> -5,68<< -1,95 -1,89
MZ [kN.m] -0,33 0,05 -0,21 0,12 -0,55 0,05 0,12 -0,15 -0,21 0,05 0,12>> -0,55<< -0,31 0,06 -0,20 0,11 -0,55 0,06 0,11 -0,14 -0,20 0,06 0,11>> -0,55<< -0,23 0,06 -0,18 0,09 -0,47 0,06 0,09 -0,07 -0,18 0,06 0,09>> -0,47<<
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MX [kN.m] 0,62 4,59 0,03 5,93 2,40 4,59 5,93>> -0,14<< 0,03 4,59 5,93 2,40 0,63 4,09 0,10 5,25 2,09 4,09 5,25>> -0,04<< 0,10 4,09 5,25 2,09 0,41 3,27 0,18 4,16 1,84 3,27 4,16>> 0,02<< 0,18 3,27 4,16 1,84
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC18 LC6 LC17 LC5 LC1 LC6 LC5 LC12 LC17 LC6 LC5 LC1 LC39 LC26 LC38 LC25 LC32 LC26 LC25 LC33 LC38 LC26 LC25 LC32 LC52 LC47 LC59 LC46 LC53 LC47 LC46 LC43 LC59 LC47 LC46 LC53
FX [kN] 0,07>> -3,90<< -0,09 -1,33 -0,62 -3,90 -1,33 -0,29 -0,09 -3,90 -1,33 -0,62 -0,03>> -3,49<< -0,17 -1,16 -0,38 -3,49 -1,16 -0,34 -0,17 -3,49 -1,16 -0,38 -0,15>> -2,85<< -0,25 -0,95 -0,51 -2,85 -0,95 -0,52 -0,25 -2,85 -0,95 -0,51
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 3 FY FZ [kN] [kN] -0,01 5,22 -2,37 -3,70 0,07>> 3,04 -2,53<< -1,10 -0,62 8,19>> -2,37 -3,70<< -2,53 -1,10 0,07 2,14 0,07 3,04 -2,37 -3,70 -2,53 -1,10 -0,62 8,19 -0,05 4,45 -2,12 -3,16 0,02>> 2,56 -2,24<< -0,91 -0,48 8,34>> -2,12 -3,16<< -2,24 -0,91 0,02 1,78 0,02 2,56 -2,12 -3,16 -2,24 -0,91 -0,48 8,34 -0,05 2,63 -1,71 -2,35 -0,03>> 2,03 -1,78<< -0,62 -0,45 6,50>> -1,71 -2,35<< -1,78 -0,62 -0,07 0,68 -0,03 2,03 -1,71 -2,35 -1,78 -0,62 -0,45 6,50
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MY [kN.m] 0,56 -0,01 -0,00 -0,00 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 0,56>> -0,01<< 0,55 0,10 0,48 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,48>> -0,01<< 0,48 0,09 0,35 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,35>> -0,01<< 0,35 0,06
MZ [kN.m] 0,15 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,15 -0,00 0,16>> -0,04<< 0,13 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,13 -0,00 0,13>> -0,04<< 0,09 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,09 -0,00 0,09>> -0,03<<
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
MX [kN.m] 6,34 3,27 -1,51 6,61 3,27 6,61 6,61>> -1,51<< 6,34 3,27 6,26 1,79 5,49 3,07 -1,25 5,87 2,82 5,87 5,87>> -1,25<< 5,49 3,07 5,49 1,62 4,20 2,69 -0,90 4,68 2,51 4,68 4,68>> -0,90<< 4,20 2,69 4,20 1,35
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC8 LC1 LC12 LC6 LC1 LC6 LC6 LC12 LC8 LC1 LC7 LC20 LC27 LC21 LC33 LC26 LC32 LC26 LC26 LC33 LC27 LC21 LC27 LC40 LC48 LC42 LC54 LC47 LC53 LC47 LC47 LC54 LC48 LC42 LC48 LC61
FX [kN] 0,39>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,39 -0,00 0,39 0,09 0,33>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,33 -0,00 0,33 0,08 0,25>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,25 -0,00 0,25 0,06
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 4 FY FZ [kN] [kN] -3,10 -3,30 -0,70 16,05 0,71>> 4,34 -3,70<< -7,20 -0,70 16,05>> -3,70 -7,20<< -3,70 -7,20 0,71 4,34 -3,10 -3,30 -0,70 16,05 -3,06 -3,12 -0,52 5,22 -2,70 -2,77 -0,69 13,83 0,58>> 3,67 -3,30<< -6,16 -0,47 16,39>> -3,30 -6,16<< -3,30 -6,16 0,58 3,67 -2,70 -2,77 -0,69 13,83 -2,70 -2,77 -0,47 4,60 -2,08 -2,00 -0,65 10,79 0,41>> 2,95 -2,65<< -4,61 -0,48 12,76>> -2,65 -4,61<< -2,65 -4,61 0,41 2,95 -2,08 -2,00 -0,65 10,79 -2,08 -2,00 -0,40 3,68
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7. Conclusion A la lecture de ce rapport technique, il est possible de réaliser le dimensionnement des fondations à installer sur cette structure par la lecture des valeurs des réactions dans le chapitre 5.
8. Softwares de Calcul Utilisés 1 – Autodesk AutoCAD Civil 2017: Modélisation tridimensionnelle de la structure (éléments de calcul). 2 – IxCube 4-10: (Modélisation Géométrique de la membrane tensionnée; Construction du modèle de Calcul; Calcul non linéaire géométrique de la structure). 3 – Autodesk CFD 2016: Simulation virtuelle du comportement de la structure sous l’action de Vent. 4 – Microsoft Excel: Organisation et calcul des réactions. 5 – Autodesk Robot 2017: Pré-Dimensionnement des Fondations.
9. Équipe Technique Le rapport technique est élaboré par Micael Costa [Ingénieur Civil- T- 74100 Ordre des Ingénieurs], et dirigé techniquement par António Vaz Tomé [Ingénieur Civil- Nº 26367 Ordre des Ingénieurs]. Micael Costa
António Vaz Tomé
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Annexe I Tableau de Combinaisons D’Actions
COMBINAISONS D'ACTIONS Type
A1
A2
SLS
Combin aison
PP
LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41 LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
1.35 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.35 1.00 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.00 1.35 1.35 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Neige Neige Neige Des. Des. Des. Asc. Asc. Asc. CFD Y+ Type 1 X Type 2 X Type 3 X Type 1 Type 2 Type 3 Type 1 Type 2 Type 3 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 0.75 0.90 1.50 0.90 1.50 0.90 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 1.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 0.78 1.30 0.78 1.30 0.78 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 0.60 1.00 0.60 1.00 0.60 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4 22-03-2019
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4 22-03-2019
ÉTUDE DE FAISABILITÉ Efforts sur les Fondations Structure de toiture en Membrane Textile Tendue
Index 1. Généralités ................................................................................................................................ 4 2. Recherche de Forme (« Form-Finding »)............................................................................. 5 3. Actions ....................................................................................................................................... 7 3.1. Actions Permanentes ....................................................................................................... 7 3.2. Actions Variables .............................................................................................................. 7 3.2.1 Action du Vent ............................................................................................................... 8 3.2.2 Action de la Neige ....................................................................................................... 12 3.2.3 Action de la Température .......................................................................................... 15 3.2.4 Action Sismique ........................................................................................................... 15 4. Modèle de Calcul ................................................................................................................... 16 5. Réactions des Fondations .................................................................................................... 17 6. Réactions envelopes ............................................................................................................. 26 7. Conclusion............................................................................................................................... 30 8. Softwares de Calcul Utilisés ................................................................................................. 30 9. Équipe Technique .................................................................................................................. 30
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1. Généralités L’objectif de ce rapport technique consiste à déterminer les réactions sur les fondations de la structure de toiture composée de profils tubulaires en acier S275, sur une surface couverte de ligne 6.00x4.00 m2 et 2 structures 6.00x4.00 m2 par une membrane en Polyester enduite de PVC, qui sera tensionnée sur tout son périmètre. La quantification des actions qui sera appliquée à la structure resulte de la considération de la région climatique de 84045 Avignon, local d’implantation de cette structure. Pour l’obtention des réactions sur les fondations de la structure, il a été développé un modèle d’éléments finis [FEM], composé de barres (profils métalliques et câbles) et une coquille (membrane). La distribution des actions appliquées à la membrane sur les profils métalliques qui composent la structure est exécutée par calcul non linéaire géométrique. La structure de ce rapport se divise en trois parties fondamentales: 1. Méthode d’obtention de la forme de la membrane au moment de l’application de la pré-contrainte. La rigueur de calcul de la quantification des actions agissant sur la structure dépend directement de la précision du modèle géométrique réalisé pour la membrane de toiture, étant ainsi un point fondamental qui influence les procédés réalisés. 2. Quantification des actions: la membrane tensionnée, étant un élément très fin, est très facilement déformable. Dépendant de la quantité de pré-tension appliquée, la toiture peut se transformer en d’innombrables formes géométriques qui varient le long de sa surface. La méthode CFD (Computacional Fluid Dynamics) simulera le comportement de la structure quand assujettie à un coup de vent correspondant à la vitesse de référence de la zone d’implantation et permettra ainsi l’obtention des RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
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pressions sur la membrane. Quant à la quantification de l’action de la neige exercée sur la structure, elle sera réalisée en ayant recours aux méthodes présentées par l’Eurocode 1, Partie 3. 3. Modèle de calcul et présentation des résultats: après exécutions des procédés précédents, il sera élaboré un modèle d’éléments finis [FEM], où seront appliquées les actions et ainsi seront obtenues les réactions sur les fondations.
2. Recherche de Forme (« Form-Finding ») La nature des efforts internes que ces structures peuvent développer, intrinsèquement liés à sa flexibilité effective, ne permet pas d’efforts de compression, se montrant instables dans ce cas, présentant des déformations appréciables dûes à sa faible rigidité et comportement non linéaire géométrique. L’application de la pré-contrainte sur la membrane améliore sa performance grâce à la hausse de sa rigidité. Le procédé de Recherche de Forme (« Form Finding») est un procédé itératif ayant pour objectif la détermination de la forme géométrique initiale qui equilibre l’état de déformation dû aux forces de pré-contrainte initiale de manière à satisfaire les conditions architecturales. La pré-contrainte des structures est une partie fondamentale de la forme de la membrane, ainsi, les effets à long terme, comme le flambement de la membrane, doivent être pris en compte de manière à ne pas modifier les niveaux de pré-tension installés initialement. Le niveau de pré-tension qui doit être appliquée à chaque structure de membrane dépend de la rigidité et de la courbure prétendues, conjointement avec la minimisation des déformations que l’on prétend atteindre quand, sur la structure, sont appliquées des actions externes. Ainsi on classifie les structures de membrane tensionnée en Polyester enduite de PVC, en fonction de son “Type”.
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Pré-Contrainte minimum à appliquer sur des structures de membrane de polyesterenduite de PVC: -
Type I -> 0.70kN/m
-
Type II -> 0.90 kN/m
-
Type III -> 1.30 kN/m
-
Type IV -> 1.60 kN/m
-
Type V -> 2.00 kN/m
Dans d’autres catégories qui ne sont pas recensées dans les precedentes, la pré-tension minimum appliquée à la membrane résulte du produit de 1.3% x Capacité moyenne du matériau dans les directions « warp e weft ».
Figure 1- État de Tension de la Membrane après le procédé Form-Finding
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Figure 2- Géométrie tridimensionnelle avec application de pré-contrainte
3. Actions 3.1.
Actions Permanentes
Les actions permanentes résultent du poids propre des matériaux dont les valeurs de références son présentées ci-dessous: - Poids propre de l’acier: 77 KN/m3 - Poids propre de la membrane: 0.01 KN/m2 - Pré-tension: 1.00 kN/m
3.2.
Actions Variables
Étant donné la propre nature des structures légères de membrane tensionnée, la quantification des charges appliquées est généralement bien supérieure que celle des
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structures conventionnelles puisque l’on est en présence d’altérations d’actions resultantes de la neige et du vent qui peuvent augmenter l’impact sur les éléments structuraux.
3.2.1 Action du Vent L’effet du vent sur la structure (c’est-à-dire la “réponse” de la structure) dépend de la dimension, de la forme et des propriétés dynamiques de la structure. Les structures de membrane tensionnée permettent de développer des formes géométrique hautement complexes et ainsi le développement d’un modèle mathématique utilisé pour la détermination des actions du vent qui agissent sur ces structures, étant alors necessaire de simuler le comportement de la structure en utilisant un tunnel de vent virtuel capable de collecter l’information quant à la pression statique transmise par le flux de vent à une vitesse constante pré-établie. Pour l’obtention de ces actions, le software utilisé est doté de potentialités CFD (Computacional Fluid Dynamics), qui se traduisent en une ramification de la mécanique des fluides qui, par analyses numériques et données d’entrée (telles que matériaux, forme, volumétrie, etc,….), resolvent des équations de Navier-Stockes capables de prévoir la réponse des fluides autour de la surface 3D modélisée. La vitesse appliquée à la structure correspond à la vitesse de référence du vent preconisée par l’ Eurocode 1 Partie 4, en fonction de la région où est installée la structure.
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Figure 3- Régions du Vent (Eurocode 1 Partie 4)
La presente structure se trouve à Avignon, sur la région climatique du vent type 2, résultant ainsi en une vitesse de référence base de 24 m/s. Les actions sont déterminées à partir des valeurs de référence de vitesse du vent et de la pression dynamique. La structure est calculée pour une probabilité annuelle de 0,10, ce qui correspond à une période de retour de 10 ans. �
� �
− � × ln − ln − − � × ln − ln .
=
Os valeurs recommandées sont 0.15 pour K et 0.5 pour n. − . × ln − ln − . − . × ln − ln .
0.5
La valeur de référence de la vitesse du vent est donnée par:
= .
� =� , �
�/
�
� �
=
=
× .
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=
.
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Figure 4- Modélisation Tridimensionnelle de la Structure de Toiture
Figure 5- Flux de Vent [Y+] (Visualisation Tridimensionnelle)
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Figure 6- Flux de Vent [Y+] (Axe de la Structure)
Figure 7- Distribution des Pressions Statiques – Vent [Y+] [kPa]
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3.2.2 Action de la Neige L’action de la neige pourra être distribuée sur la toiture par divers modèles de chargement. Les caractéristiques d’une toiture et d’autres facteurs qui induisent différentes distributions peuvent inclure: -
Forme de la Toiture;
-
Propriétés Thermiques;
-
Rugosité de la Surface de la Membrane;
-
Quantité de chaleur crée sous la toiture;
-
Proximité avec d’autres édifices;
-
Le terrain adjacent;
-
Conditions météorologiques, en particulier le régime du vent, variations de la température et fréquence de précipitation.
La quantification de l’action de la neige, en accord avec l’Eurocode 1, partie 3 est déterminée para l’expression suivante: Où :
= �� × �� × � × ��
µi – Coefficient de forme pour la charge de neige; Ce – Coefficient d’exposition; Ct – Coefficient thermique;
Sk – Valeur caractéristique de la neige au niveau du sol. En accord avec la modélisation géométrique de la membrane, la valeur caractéristique de l’action de la neige est donnée par l’intermédiaire des paramètres suivants: -
Coefficient de Forme :
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Figure 8- Coefficient de Forme pour la charge de la neige sur toiture de deux pentes
La structure étudiée presente une inclinaison de deux pentes symétriques d’une valeur moyenne de 25º, correspondant à un coeffiecient de forme µ1 de 0.80. -
Coefficient d’Exposition: Topographie
Ce
Exposée au vent
0.8
Normale
1.0
Abritée
1.2
On considère que la zone où est installée la structure est composée d’une Topographie Normale, admettant ainsi qu’il n’y a pas d’enlèvement significatif de neige par le vent, induisant ainsi un coefficient d’Exposition Ce=1.0; -
Coefficient Thermique:
Admettant que la transmission thermique est inférieure à 1 W/m2.K, et en accord avec l’Eurocode 3, la valeur du coefficient thermique est Ct=1.0. -
Valeur caractéristique de l’action de la Neige au Niveau du Sol
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Admettant une altitude moyenne dans la région de Avignon de 30m, la valeur caractéristique de l’action de la neige est de Sk=0.550 et Ds1=0.00. En somme, la valeur caractéristique de l’action de la neige qui agit, pour la géométrie de la toiture en question, est déterminée par: = . × .
× .
×
.
+ .
= .
��
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3.2.3 Action de la Température Les effets provenants de l’action de la température, dans ce type de structures, se reflètent essentiellement sur les éléments tensionneurs tels que les câbles de pré-contrainte et la membrane. S’agissant d’une structure auto-portante (constituée par des portiques métalliques), cette action sera négligée puisqu’une partie de ces actions est distribuée directement sur les profils métalliques.
3.2.4 Action Sismique S’agissant d’une structure de faible densité, les accélérations sismiques ne provoquent pas d’efforts considérables et, comme telle, cette action sera négligée pour le calcul.
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4. Modèle de Calcul Le calcul pour cette structure de toiture et l’obtention des efforts de la fondation s’effectue à travers une modélisation tridimensionnelle par éléments finis [FEM], comme le montre la figure ci-dessous :
Figure 9- Modèle de Calcul. Éléments Finis [FEM]
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5. Réactions des Fondations Les unités des valeurs des réactions présentées dans les figures ci-après sont conformes au Système International (SI), à savoir, les Moments (Mx, My et Mz) en kN.m, ainsi que les forces nodales (Fx, Fy et Fz) en kN
Fondation 1
Fondation 1
Fondation 2
Figure 10- Légende des Fondations
Fondation 3
Fondation 4
Fondation 3
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FONDATION TYPE 1 Combinaison
FX [kN]
FY [kN]
FZ [kN]
MX [kN.m]
MY [kN.m]
MZ [kN.m]
LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41
-0,87 -0,77 -0,83 -3,13 -1,70 -4,39 -3,24 -3,27 -0,24 -0,29 -0,09 -0,49 -0,44 -2,52 -2,54 -0,24 -0,24 -0,06 -0,90 -0,92 -0,95 -0,78 -0,83 -2,83 -1,54 -3,95 -2,95 -2,95 -0,32 -0,37 -0,20 -0,60 -0,55 -0,51 -2,33 -2,33 -0,38 -0,34 -0,19 -0,92 -0,92
-0,57 -0,12 -0,31 -0,47 -2,67 -2,43 -1,73 -1,77 0,00 -0,10 0,01 -0,04 -0,17 -0,69 -0,69 -0,20 -0,01 -0,02 -0,29 -0,30 -0,56 -0,13 -0,30 -0,42 -2,36 -2,16 -1,54 -1,54 -0,02 -0,12 -0,03 -0,42 -0,07 -0,19 -0,60 -0,60 -0,22 -0,05 -0,06 -0,27 -0,27
8,21 0,93 2,62 -2,38 -1,20 -3,75 -0,64 -0,77 3,52 2,64 3,90 2,06 4,34 1,20 1,07 8,15 2,97 5,20 3,40 3,27 7,05 0,73 2,20 -2,01 -1,00 -3,20 -0,62 -0,62 2,99 2,22 3,31 8,36 1,71 3,70 0,98 0,98 7,00 2,50 4,44 2,88 2,88
2,24 0,12 0,97 0,02 6,28 4,72 3,67 3,73 0,40 0,46 0,41 0,11 0,87 1,54 1,52 1,38 0,22 0,62 1,01 1,02 2,10 0,14 0,92 0,01 5,55 4,20 3,23 3,23 0,41 0,46 0,43 1,92 0,17 0,85 1,31 1,31 1,33 0,27 0,64 0,92 0,92
-2,92 -1,46 -2,14 -6,11 -3,63 -9,00 -7,42 -7,47 -1,01 -0,71 -0,57 -0,92 -1,43 -6,23 -6,27 -1,55 -0,51 -0,66 -2,55 -2,59 -2,99 -1,50 -2,11 -5,55 -3,31 -8,10 -6,77 -6,77 -1,14 -0,87 -0,76 -2,36 -1,05 -1,54 -5,74 -5,74 -1,76 -0,70 -0,87 -2,53 -2,53
-0,57 -0,09 -0,25 -0,02 0,09 0,04 -0,01 -0,01 -0,31 -0,24 -0,29 -0,16 -0,33 -0,20 -0,20 -0,54 -0,22 -0,35 -0,29 -0,29 -0,53 -0,08 -0,23 -0,00 0,08 0,05 0,00 0,00 -0,28 -0,22 -0,28 -0,57 -0,15 -0,30 -0,18 -0,18 -0,50 -0,21 -0,33 -0,27 -0,27
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-1,00 -0,76 -0,80 -2,36 -1,32 -3,24 -2,45 -2,45 -0,41 -0,46 -0,33 -0,74 -0,60 -0,58 -1,97 -1,97 -0,53 -0,44 -0,33 -0,90 -0,90
-0,52 -0,12 -0,27 -0,34 -1,87 -1,74 -1,17 -1,17 -0,05 -0,13 -0,06 -0,41 -0,10 -0,20 -0,47 -0,47 -0,24 -0,09 -0,10 -0,24 -0,24
5,50 0,64 1,77 -1,46 -0,70 -2,38 -0,39 -0,39 2,38 1,78 2,62 6,52 1,38 2,92 0,85 0,85 5,47 1,98 3,49 2,30 2,30
1,83 0,15 0,79 -0,02 4,38 3,34 2,43 2,43 0,40 0,43 0,42 1,71 0,22 0,78 0,99 0,99 1,20 0,31 0,62 0,77 0,77
-2,95 -1,51 -1,99 -4,65 -2,85 -6,67 -5,65 -5,65 -1,25 -1,05 -0,98 -2,50 -1,19 -1,60 -4,87 -4,87 -1,92 -0,93 -1,10 -2,40 -2,40
-0,45 -0,08 -0,20 0,02 0,05 0,06 0,01 0,01 -0,25 -0,20 -0,25 -0,49 -0,14 -0,27 -0,14 -0,14 -0,43 -0,19 -0,29 -0,23 -0,23
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SLS
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Combinaison LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41
FX [kN] -0,41 -0,22 -0,32 -0,58 -0,59 -0,97 -0,96 -0,97 -0,18 -0,14 -0,12 -0,15 -0,23 -0,82 -0,83 -0,24 -0,10 -0,13 -0,40 -0,40 -0,42 -0,23 -0,32 -0,52 -0,52 -0,88 -0,88 -0,88 -0,20 -0,16 -0,15 -0,34 -0,17 -0,24 -0,76 -0,76 -0,27 -0,13 -0,16 -0,39 -0,39
FONDATION TYPE 2 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,72 16,04 3,30 0,50 2,09 -1,33 -0,21 5,14 1,00 -1,79 -5,62 2,48 -3,06 -1,44 6,57 -3,81 -7,26 6,94 -3,41 -0,99 7,37 -3,45 -1,17 7,46 0,12 6,75 0,55 0,23 5,24 -0,05 0,28 7,59 0,16 0,74 4,37 -1,57 0,09 8,55 0,69 -2,11 2,18 5,09 -2,13 1,98 5,13 -0,17 15,87 2,07 0,66 6,08 -1,10 0,32 10,21 0,33 -0,77 6,54 2,49 -0,78 6,35 2,52 -0,72 13,83 3,10 0,39 1,72 -1,09 -0,23 4,37 0,96 -1,61 -4,82 2,23 -2,68 -1,15 5,74 -3,39 -6,22 6,15 -3,01 -0,94 6,49 -3,01 -0,94 6,49 0,07 5,77 0,56 0,17 4,45 0,02 0,22 6,50 0,21 -0,50 16,39 2,86 0,60 3,70 -1,30 0,03 7,32 0,72 -1,88 1,79 4,51 -1,88 1,79 4,51 -0,21 13,68 1,99 0,54 5,17 -0,89 0,24 8,77 0,39 -0,70 5,59 2,26 -0,70 5,59 2,26
MY [kN.m] -1,01 -0,51 -0,73 -1,27 -1,35 -2,25 -2,21 -2,22 -0,43 -0,31 -0,30 -0,36 -0,55 -1,90 -1,90 -0,63 -0,25 -0,34 -0,93 -0,94 -1,01 -0,52 -0,72 -1,15 -1,21 -2,04 -2,03 -2,03 -0,46 -0,36 -0,35 -0,86 -0,40 -0,58 -1,76 -1,76 -0,67 -0,30 -0,39 -0,91 -0,91
MZ [kN.m] -0,06 -0,00 -0,03 0,01 -0,11 -0,06 -0,13 -0,14 -0,02 -0,01 -0,02 0,00 -0,03 -0,10 -0,10 -0,04 0,00 -0,02 -0,06 -0,06 -0,06 -0,01 -0,03 0,00 -0,09 -0,05 -0,12 -0,12 -0,02 -0,01 -0,02 -0,05 0,00 -0,03 -0,09 -0,09 -0,04 0,00 -0,02 -0,06 -0,06
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-0,42 -0,24 -0,30 -0,46 -0,43 -0,74 -0,75 -0,75 -0,22 -0,18 -0,18 -0,36 -0,19 -0,25 -0,66 -0,66 -0,29 -0,16 -0,19 -0,37 -0,37
-0,67 0,27 -0,22 -1,30 -2,09 -2,72 -2,34 -2,34 0,02 0,10 0,13 -0,50 0,42 -0,03 -1,50 -1,50 -0,25 0,38 0,14 -0,58 -0,58
10,78 1,44 3,49 -3,60 -0,73 -4,65 -0,60 -0,60 4,58 3,55 5,13 12,75 2,96 5,77 1,50 1,50 10,67 4,10 6,88 4,43 4,43
2,71 -0,78 0,84 1,77 4,46 4,89 5,03 5,03 0,51 0,08 0,25 2,53 -0,92 0,68 3,58 3,58 1,79 -0,60 0,43 1,84 1,84
-0,98 -0,53 -0,68 -1,03 -1,02 -1,72 -1,72 -1,72 -0,49 -0,41 -0,41 -0,88 -0,44 -0,59 -1,51 -1,51 -0,71 -0,37 -0,45 -0,86 -0,86
-0,06 -0,01 -0,03 0,02 -0,08 -0,03 -0,10 -0,10 -0,02 -0,01 -0,02 -0,05 -0,01 -0,03 -0,08 -0,08 -0,04 -0,01 -0,02 -0,05 -0,05
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FX [kN] -0,62 -0,53 -0,59 -2,89 -1,33 -3,90 -2,31 -2,33 -0,08 -0,13 0,05 -0,29 -0,24 -1,86 -1,88 -0,07 -0,09 0,07 -0,51 -0,53 -0,68 -0,54 -0,60 -2,61 -1,16 -3,49 -2,06 -2,06 -0,15 -0,20 -0,04 -0,38 -0,34 -0,31 -1,69 -1,69 -0,19 -0,17 -0,03 -0,53 -0,53
FONDATION TYPE 3 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,62 8,19 2,40 -0,03 1,00 -0,09 -0,30 2,64 0,97 -0,56 -2,42 0,27 -2,53 -1,10 5,93 -2,37 -3,70 4,59 -2,23 -2,18 4,83 -2,26 -2,31 4,90 -0,01 3,52 0,46 -0,06 2,68 0,39 0,02 3,91 0,41 0,07 2,14 -0,14 -0,16 4,36 0,86 -1,08 -0,38 2,43 -1,09 -0,50 2,42 -0,25 8,12 1,54 0,07 3,04 0,03 -0,01 5,22 0,62 -0,38 2,63 1,21 -0,39 2,50 1,23 -0,60 7,03 2,24 -0,05 0,79 -0,03 -0,29 2,22 0,91 -0,50 -2,05 0,22 -2,24 -0,91 5,25 -2,12 -3,16 4,09 -1,99 -1,95 4,32 -1,99 -1,95 4,32 -0,03 2,99 0,46 -0,08 2,25 0,40 -0,01 3,32 0,42 -0,48 8,34 2,09 0,02 1,78 -0,04 -0,18 3,72 0,84 -0,96 -0,39 2,12 -0,96 -0,39 2,12 -0,27 6,98 1,47 0,02 2,56 0,10 -0,05 4,45 0,63 -0,36 2,22 1,12 -0,36 2,22 1,12
MY [kN.m] -2,27 -0,88 -1,55 -5,51 -2,70 -7,75 -4,74 -4,77 -0,62 -0,33 -0,24 -0,44 -0,94 -4,30 -4,35 -1,10 -0,14 -0,31 -1,49 -1,52 -2,31 -0,92 -1,53 -5,00 -2,36 -6,95 -4,25 -4,25 -0,72 -0,46 -0,39 -1,77 -0,55 -1,03 -3,92 -3,92 -1,26 -0,30 -0,48 -1,49 -1,49
MZ [kN.m] -0,55 -0,07 -0,23 -0,03 0,12 0,05 0,08 0,07 -0,29 -0,22 -0,28 -0,15 -0,31 -0,12 -0,12 -0,52 -0,21 -0,33 -0,21 -0,21 -0,50 -0,07 -0,21 -0,02 0,11 0,06 0,07 0,07 -0,27 -0,21 -0,26 -0,55 -0,14 -0,29 -0,10 -0,10 -0,48 -0,20 -0,31 -0,20 -0,20
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-0,74 -0,52 -0,57 -2,17 -0,95 -2,85 -1,66 -1,66 -0,22 -0,27 -0,15 -0,51 -0,38 -0,37 -1,38 -1,38 -0,34 -0,25 -0,16 -0,53 -0,53
-0,55 -0,07 -0,26 -0,40 -1,78 -1,71 -1,54 -1,54 -0,06 -0,10 -0,05 -0,45 -0,03 -0,19 -0,74 -0,74 -0,27 -0,03 -0,09 -0,31 -0,31
5,50 0,68 1,79 -1,50 -0,62 -2,35 -1,42 -1,42 2,38 1,80 2,63 6,50 1,43 2,94 -0,20 -0,20 5,46 2,03 3,50 1,79 1,79
1,95 0,02 0,78 0,15 4,16 3,27 3,32 3,32 0,44 0,38 0,41 1,84 0,06 0,77 1,63 1,63 1,32 0,18 0,61 0,94 0,94
-2,28 -0,93 -1,43 -4,18 -1,95 -5,68 -3,46 -3,46 -0,80 -0,60 -0,56 -1,89 -0,67 -1,09 -3,22 -3,22 -1,42 -0,48 -0,67 -1,42 -1,42
-0,43 -0,07 -0,18 -0,00 0,09 0,06 0,08 0,08 -0,23 -0,19 -0,23 -0,47 -0,13 -0,25 -0,07 -0,07 -0,41 -0,18 -0,27 -0,17 -0,17
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FX [kN] -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,00 -0,00 0,39 0,39 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 0,35 0,35 -0,00 -0,00 -0,00 0,09 0,09 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,00 -0,00 0,33 0,33 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,30 0,30 -0,00 -0,00 -0,00 0,08 0,08
FONDATION TYPE 4 FY FZ MX [kN] [kN] [kN.m] -0,70 16,05 3,27 0,50 2,09 -1,34 -0,21 5,13 1,01 -2,02 -5,76 3,06 -2,72 -1,23 5,70 -3,70 -7,20 6,61 -3,06 -3,12 6,26 -3,10 -3,30 6,34 0,12 6,74 0,57 0,23 5,22 -0,04 0,29 7,58 0,17 0,71 4,34 -1,51 0,09 8,53 0,71 -1,58 0,06 3,64 -1,62 -0,15 3,73 -0,15 15,86 2,05 0,64 6,04 -1,04 0,32 10,19 0,35 -0,50 5,41 1,77 -0,52 5,22 1,79 -0,69 13,83 3,07 0,40 1,72 -1,11 -0,23 4,37 0,98 -1,83 -4,94 2,77 -2,37 -0,96 4,94 -3,30 -6,16 5,87 -2,70 -2,77 5,49 -2,70 -2,77 5,49 0,07 5,76 0,58 0,17 4,44 0,02 0,22 6,48 0,22 -0,47 16,39 2,82 0,58 3,67 -1,25 0,03 7,31 0,73 -1,42 -0,04 3,26 -1,42 -0,04 3,26 -0,19 13,67 1,97 0,52 5,15 -0,84 0,24 8,75 0,41 -0,47 4,60 1,62 -0,47 4,60 1,62
MY [kN.m] -0,01 -0,00 -0,00 0,00 0,00 -0,00 0,55 0,56 0,00 0,00 0,00 -0,00 -0,00 0,51 0,52 -0,00 0,00 -0,00 0,10 0,10 -0,01 -0,00 -0,00 0,00 0,00 -0,00 0,48 0,48 0,00 0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,44 0,44 -0,00 0,00 -0,00 0,09 0,09
MZ [kN.m] -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,16 0,15 0,01 0,01 -0,00 0,00 -0,00 0,09 0,09 0,00 0,01 -0,00 -0,04 -0,04 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,13 0,13 0,01 0,01 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 0,07 0,07 0,00 0,01 -0,00 -0,04 -0,04
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LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
-0,00 -0,00 0,00 0,00 0,00 -0,00 0,25 0,25 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,22 0,22 -0,00 -0,00 0,00 0,06 0,06
-0,65 0,27 -0,22 -1,50 -1,84 -2,65 -2,08 -2,08 0,02 0,10 0,14 -0,48 0,41 -0,03 -1,14 -1,14 -0,24 0,37 0,14 -0,40 -0,40
10,79 1,44 3,49 -3,71 -0,57 -4,61 -2,00 -2,00 4,57 3,54 5,12 12,76 2,95 5,76 0,08 0,08 10,66 4,08 6,87 3,68 3,68
2,69 -0,80 0,85 2,24 3,82 4,68 4,20 4,20 0,53 0,08 0,26 2,51 -0,90 0,70 2,60 2,60 1,79 -0,57 0,45 1,35 1,35
-0,01 -0,00 0,00 0,00 0,00 -0,00 0,35 0,35 0,00 0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,33 0,33 -0,00 0,00 0,00 0,06 0,06
-0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,09 0,09 0,00 0,01 -0,00 -0,00 0,00 -0,00 0,04 0,04 0,00 0,01 -0,00 -0,03 -0,03
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MX [kN.m] 0,62 4,72 0,41 6,28 2,24 4,72 6,28>> 0,02<< 0,22 4,72 6,28 2,24 0,64 4,20 0,41 5,55 1,92 4,20 5,55>> 0,01<< 0,27 4,20 5,55 1,92 0,42 3,34 0,40 4,38 1,71 3,34 4,38>> -0,02<< 0,31 3,34 3,34 1,71
MY [kN.m] -0,66 -9,00 -0,57 -3,63 -2,92 -9,00 -3,63 -6,11 -0,51>> -9,00<< -3,63 -2,92 -0,87 -8,10 -1,14 -3,31 -2,36 -8,10 -3,31 -5,55 -0,70>> -8,10<< -3,31 -2,36 -0,98 -6,67 -1,25 -2,85 -2,50 -6,67 -2,85 -4,65 -0,93>> -6,67<< -6,67 -2,50
MZ [kN.m] -0,35 0,04 -0,29 0,09 -0,57 0,04 0,09 -0,02 -0,22 0,04 0,09>> -0,57<< -0,33 0,05 -0,28 0,08 -0,57 0,05 0,08 -0,00 -0,21 0,05 0,08>> -0,57<< -0,25 0,06 -0,25 0,05 -0,49 0,06 0,05 0,02 -0,19 0,06 0,06>> -0,49<<
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC18 LC6 LC11 LC5 LC1 LC6 LC5 LC4 LC17 LC6 LC5 LC1 LC39 LC26 LC29 LC25 LC32 LC26 LC25 LC24 LC38 LC26 LC25 LC32 LC52 LC47 LC50 LC46 LC53 LC47 LC46 LC45 LC59 LC47 LC47 LC53
FX [kN] -0,06>> -4,39<< -0,09 -1,70 -0,87 -4,39 -1,70 -3,13 -0,24 -4,39 -1,70 -0,87 -0,19>> -3,95<< -0,32 -1,54 -0,60 -3,95 -1,54 -2,83 -0,34 -3,95 -1,54 -0,60 -0,33>> -3,24<< -0,41 -1,32 -0,74 -3,24 -1,32 -2,36 -0,44 -3,24 -3,24 -0,74
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 1 FY FZ [kN] [kN] -0,02 5,20 -2,43 -3,75 0,01>> 3,90 -2,67<< -1,20 -0,57 8,21>> -2,43 -3,75<< -2,67 -1,20 -0,47 -2,38 -0,01 2,97 -2,43 -3,75 -2,67 -1,20 -0,57 8,21 -0,06 4,44 -2,16 -3,20 -0,02>> 2,99 -2,36<< -1,00 -0,42 8,36>> -2,16 -3,20<< -2,36 -1,00 -0,42 -2,01 -0,05 2,50 -2,16 -3,20 -2,36 -1,00 -0,42 8,36 -0,06 2,62 -1,74 -2,38 -0,05>> 2,38 -1,87<< -0,70 -0,41 6,52>> -1,74 -2,38<< -1,87 -0,70 -0,34 -1,46 -0,09 1,98 -1,74 -2,38 -1,74 -2,38 -0,41 6,52
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
6. Réactions envelopes
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Lugar do Monte, Loteamento Inustrial Oleiros Park, Lote nº1. 4730-328 Oleiros- Braga Tel. +351 253 922 076
MY [kN.m] -0,25 -2,25 -0,36 -2,25 -1,01 -2,25 -2,22 -0,36 -0,25>> -2,25<< -1,27 -2,22 -0,30 -2,03 -0,40 -2,04 -0,86 -2,04 -2,03 -0,40 -0,30>> -2,04<< -1,15 -2,03 -0,37 -1,72 -0,44 -1,72 -0,88 -1,72 -1,72 -0,44 -0,37>> -1,72<< -1,03 -1,72
MZ [kN.m] 0,00 -0,06 0,00 -0,06 -0,06 -0,06 -0,14 0,00 0,00 -0,06 0,01>> -0,14<< 0,00 -0,12 0,00 -0,05 -0,05 -0,05 -0,12 0,00 0,00 -0,05 0,00>> -0,12<< -0,01 -0,10 -0,01 -0,03 -0,05 -0,03 -0,10 -0,01 -0,01 -0,10 0,02>> -0,10<<
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
MX [kN.m] -1,10 6,94 -1,57 6,94 3,30 6,94 7,46>> -1,57<< -1,10 6,94 2,48 7,46 -0,89 6,49 -1,30 6,15 2,86 6,15 6,49>> -1,30<< -0,89 6,15 2,23 6,49 -0,60 5,03 -0,92 4,89 2,53 4,89 5,03>> -0,92<< -0,60 5,03 1,77 5,03
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC17 LC6 LC12 LC6 LC1 LC6 LC8 LC12 LC17 LC6 LC4 LC8 LC38 LC27 LC33 LC26 LC32 LC26 LC27 LC33 LC38 LC26 LC24 LC27 LC59 LC48 LC54 LC47 LC53 LC47 LC48 LC54 LC59 LC48 LC45 LC48
FX [kN] -0,10>> -0,97<< -0,15 -0,97 -0,41 -0,97 -0,97 -0,15 -0,10 -0,97 -0,58 -0,97 -0,13>> -0,88<< -0,17 -0,88 -0,34 -0,88 -0,88 -0,17 -0,13 -0,88 -0,52 -0,88 -0,16>> -0,75<< -0,19 -0,74 -0,36 -0,74 -0,75 -0,19 -0,16 -0,75 -0,46 -0,75
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 2 FY FZ [kN] [kN] 0,66 6,08 -3,81 -7,26 0,74>> 4,37 -3,81<< -7,26 -0,72 16,04>> -3,81 -7,26<< -3,45 -1,17 0,74 4,37 0,66 6,08 -3,81 -7,26 -1,79 -5,62 -3,45 -1,17 0,54 5,17 -3,01 -0,94 0,60>> 3,70 -3,39<< -6,22 -0,50 16,39>> -3,39 -6,22<< -3,01 -0,94 0,60 3,70 0,54 5,17 -3,39 -6,22 -1,61 -4,82 -3,01 -0,94 0,38 4,10 -2,34 -0,60 0,42>> 2,96 -2,72<< -4,65 -0,50 12,75>> -2,72 -4,65<< -2,34 -0,60 0,42 2,96 0,38 4,10 -2,34 -0,60 -1,30 -3,60 -2,34 -0,60
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MY [kN.m] -0,31 -7,75 -0,14 -2,70 -2,27 -7,75 -2,70 -0,44 -0,14>> -7,75<< -2,70 -2,27 -0,48 -6,95 -0,30 -2,36 -1,77 -6,95 -2,36 -0,55 -0,30>> -6,95<< -2,36 -1,77 -0,56 -5,68 -0,48 -1,95 -1,89 -5,68 -1,95 -0,93 -0,48>> -5,68<< -1,95 -1,89
MZ [kN.m] -0,33 0,05 -0,21 0,12 -0,55 0,05 0,12 -0,15 -0,21 0,05 0,12>> -0,55<< -0,31 0,06 -0,20 0,11 -0,55 0,06 0,11 -0,14 -0,20 0,06 0,11>> -0,55<< -0,23 0,06 -0,18 0,09 -0,47 0,06 0,09 -0,07 -0,18 0,06 0,09>> -0,47<<
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MX [kN.m] 0,62 4,59 0,03 5,93 2,40 4,59 5,93>> -0,14<< 0,03 4,59 5,93 2,40 0,63 4,09 0,10 5,25 2,09 4,09 5,25>> -0,04<< 0,10 4,09 5,25 2,09 0,41 3,27 0,18 4,16 1,84 3,27 4,16>> 0,02<< 0,18 3,27 4,16 1,84
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC18 LC6 LC17 LC5 LC1 LC6 LC5 LC12 LC17 LC6 LC5 LC1 LC39 LC26 LC38 LC25 LC32 LC26 LC25 LC33 LC38 LC26 LC25 LC32 LC52 LC47 LC59 LC46 LC53 LC47 LC46 LC43 LC59 LC47 LC46 LC53
FX [kN] 0,07>> -3,90<< -0,09 -1,33 -0,62 -3,90 -1,33 -0,29 -0,09 -3,90 -1,33 -0,62 -0,03>> -3,49<< -0,17 -1,16 -0,38 -3,49 -1,16 -0,34 -0,17 -3,49 -1,16 -0,38 -0,15>> -2,85<< -0,25 -0,95 -0,51 -2,85 -0,95 -0,52 -0,25 -2,85 -0,95 -0,51
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 3 FY FZ [kN] [kN] -0,01 5,22 -2,37 -3,70 0,07>> 3,04 -2,53<< -1,10 -0,62 8,19>> -2,37 -3,70<< -2,53 -1,10 0,07 2,14 0,07 3,04 -2,37 -3,70 -2,53 -1,10 -0,62 8,19 -0,05 4,45 -2,12 -3,16 0,02>> 2,56 -2,24<< -0,91 -0,48 8,34>> -2,12 -3,16<< -2,24 -0,91 0,02 1,78 0,02 2,56 -2,12 -3,16 -2,24 -0,91 -0,48 8,34 -0,05 2,63 -1,71 -2,35 -0,03>> 2,03 -1,78<< -0,62 -0,45 6,50>> -1,71 -2,35<< -1,78 -0,62 -0,07 0,68 -0,03 2,03 -1,71 -2,35 -1,78 -0,62 -0,45 6,50
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MY [kN.m] 0,56 -0,01 -0,00 -0,00 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 0,56>> -0,01<< 0,55 0,10 0,48 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,48>> -0,01<< 0,48 0,09 0,35 -0,01 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,35>> -0,01<< 0,35 0,06
MZ [kN.m] 0,15 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,15 -0,00 0,16>> -0,04<< 0,13 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,13 -0,00 0,13>> -0,04<< 0,09 -0,00 0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,00 0,09 -0,00 0,09>> -0,03<<
RAPPORT TECHNIQUE: STADE NAUTIQUE DE AVIGNON 6x4
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A1
MX [kN.m] 6,34 3,27 -1,51 6,61 3,27 6,61 6,61>> -1,51<< 6,34 3,27 6,26 1,79 5,49 3,07 -1,25 5,87 2,82 5,87 5,87>> -1,25<< 5,49 3,07 5,49 1,62 4,20 2,69 -0,90 4,68 2,51 4,68 4,68>> -0,90<< 4,20 2,69 4,20 1,35
ULTIMATE LIMITE STATE (ULS) A2
LC8 LC1 LC12 LC6 LC1 LC6 LC6 LC12 LC8 LC1 LC7 LC20 LC27 LC21 LC33 LC26 LC32 LC26 LC26 LC33 LC27 LC21 LC27 LC40 LC48 LC42 LC54 LC47 LC53 LC47 LC47 LC54 LC48 LC42 LC48 LC61
FX [kN] 0,39>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,39 -0,00 0,39 0,09 0,33>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,33 -0,00 0,33 0,08 0,25>> -0,00<< -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 -0,00 0,25 -0,00 0,25 0,06
SERVICE LIMITE STATE (SLS)
Combinaison
FONDATION 4 FY FZ [kN] [kN] -3,10 -3,30 -0,70 16,05 0,71>> 4,34 -3,70<< -7,20 -0,70 16,05>> -3,70 -7,20<< -3,70 -7,20 0,71 4,34 -3,10 -3,30 -0,70 16,05 -3,06 -3,12 -0,52 5,22 -2,70 -2,77 -0,69 13,83 0,58>> 3,67 -3,30<< -6,16 -0,47 16,39>> -3,30 -6,16<< -3,30 -6,16 0,58 3,67 -2,70 -2,77 -0,69 13,83 -2,70 -2,77 -0,47 4,60 -2,08 -2,00 -0,65 10,79 0,41>> 2,95 -2,65<< -4,61 -0,48 12,76>> -2,65 -4,61<< -2,65 -4,61 0,41 2,95 -2,08 -2,00 -0,65 10,79 -2,08 -2,00 -0,40 3,68
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7. Conclusion A la lecture de ce rapport technique, il est possible de réaliser le dimensionnement des fondations à installer sur cette structure par la lecture des valeurs des réactions dans le chapitre 5.
8. Softwares de Calcul Utilisés 1 – Autodesk AutoCAD Civil 2017: Modélisation tridimensionnelle de la structure (éléments de calcul). 2 – IxCube 4-10: (Modélisation Géométrique de la membrane tensionnée; Construction du modèle de Calcul; Calcul non linéaire géométrique de la structure). 3 – Autodesk CFD 2016: Simulation virtuelle du comportement de la structure sous l’action de Vent. 4 – Microsoft Excel: Organisation et calcul des réactions. 5 – Autodesk Robot 2017: Pré-Dimensionnement des Fondations.
9. Équipe Technique Le rapport technique est élaboré par Micael Costa [Ingénieur Civil- T- 74100 Ordre des Ingénieurs], et dirigé techniquement par António Vaz Tomé [Ingénieur Civil- Nº 26367 Ordre des Ingénieurs]. Micael Costa
António Vaz Tomé
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Annexe I Tableau de Combinaisons D’Actions
COMBINAISONS D'ACTIONS Type
A1
A2
SLS
Combin aison
PP
LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10 LC11 LC12 LC13 LC14 LC15 LC16 LC17 LC18 LC19 LC20 LC21 LC22 LC23 LC24 LC25 LC26 LC27 LC28 LC29 LC30 LC31 LC32 LC33 LC34 LC35 LC36 LC37 LC38 LC39 LC40 LC41 LC42 LC43 LC44 LC45 LC46 LC47 LC48 LC49 LC50 LC51 LC52 LC53 LC54 LC55 LC56 LC57 LC58 LC59 LC60 LC61 LC62
1.35 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.35 1.00 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.00 1.35 1.35 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Y+ Vent Neige Neige Neige Des. Des. Des. Asc. Asc. Asc. CFD Y+ Type 1 X Type 2 X Type 3 X Type 1 Type 2 Type 3 Type 1 Type 2 Type 3 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 0.75 0.90 1.50 0.90 1.50 0.90 1.50 0.75 1.50 0.75 1.50 1.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 0.65 0.78 1.30 0.78 1.30 0.78 1.30 0.65 1.30 0.65 1.30 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 0.60 1.00 0.60 1.00 0.60 1.00 0.50 1.00 0.50 1.00
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