Les structures en charpente métallique Flashcards
Définit l’acier.
L’acier est un alliage composé essentiellement de fer à 95% et de carbone. On peut modifier sa compo chimique pour changer ses propriétés en rajoutant du Cr, Al, Co, V, Cu, Mn, Titane,… .
Combien est la teneur de carbone pour les aciers de charpente?
Elle est comprise entre 0.15 et 0.30%.
Comment appel t on le procédé de fabrication des profilés en acier? Décrit ce procédé.
Les profilés de charpente en acier sont obtenus par le laminage à chaud, d’où l’appellation “profilés laminés”. Le laminage est un procédé au cours duquel un lingot d’acier chaud passe à travers une série de cylindre.
Décrit les caractéristiques de l’acier.
Une nuance d’acier se caractérise par ses propriétés mécaniques dont les plus importantes sont la résistance et la ductilité.
Comment varient les propriétés de l’acier?
En général la résistance et la ductilité varient en sens contraire: les aciers riches en carbone sont les plus résistants alors que la ductilité s’obtient avec les aciers pauvres en carbone.
Décrit la relation entre l’acier et sa section.
L’acier est le matériau qui présente la plus grande résistance pour la plus faible section.
La résistance de l’acier est définie par quelles contraintes?
Elle est définie par deux contraintes, soit: la contrainte de rupture et la limite élastique définie comme la contrainte au dessus de laquelle l’acier subit des déformations permanentes.
Décrit la ductilité de l’acier.
La ductilité est la propriété la plus fondamentale de l’acier. On définit la ductilité comme la capacité de subir de grandes déformations, avant la rupture.
Décrit la façon à travers laquelle on mesure la résistance et la ductilité de l’acier.
On les mesure à l’aide d’un essai de traction. Cet essai consiste à tirer une éprouvette de dimensions normalisées, entre les mâchoires d’une machine de traction et à mesurer la force appliquée et l’allongement de l’éprouvette (Δl) mesuré sur une longueur prédéterminée (l). Cet essai permet de déterminer la limite élastique de l’acier (Fy), la contrainte de rupture (Fu), et le pourcentage d’allongement à la rupture, qui est une mesure de la ductilité. On obtient une courbe contrainte - dilatation.
Décrit le comportement de l’acier.
On distingue dans le comportement d’une éprouvette d’acier soumise à un essai de traction, trois phases successives:
1. la phase plastique ou la dilatation de l’éprouvette (ε=Δl/l) est directement proportionnelle à la contrainte. La courbe représentative de cette phase est une droite et sa pente est définie comme module d’élasticité ou module de Young (E).
2. la phase plastique, ou la force est relâchée, l’éprouvette conserve une déformation permanente ou plastique.
3. la phase de rupture.
Combien est la valeur du module E pour les aciers de charpente?
Pour les aciers de charpente est égale à 200 000 MPa.
Décrit la phase élastique d’un acier de charpente.
La dilatation d’un acier correspond à la limite élastique définie par (εy), elle est égale à Fy/E. Si la force relâchée avant que la dilatation atteigne cette valeur, l’éprouvette reprend sa longueur initial (l).
Décrit la phase plastique d’un acier de charpente.
Si la dilatation dépasse la valeur (εy), on entre dans la phase plastique, c’est à dire que si la force est relâchée, l’éprouvette conserve une déformation permanente ou plastique. Par exemple, si on atteint le point A avant de relâcher la force, la contrainte revient à zéro en suivant la droite AO’ de pente E, c’est à dire parallèle à la droite de la phase élastique. La déformation permanente est égale à OO’. Si on augmente à nouveau la force jusqu’au point A et qu’on relâche, on retourne au point A et on revient à O’ en suivant la droite O’A. L’acier se comporte donc élastiquement selon O’A mais en conservant une déformation permanente.
Définit la ténacité de l’acier de charpente.
La ténacité peut se définir comme étant la mesure de la résistance d’un acier vis à vis de la propagation brutale d’une fissure appelée rupture fragile.
Quels sont les différents types de revêtement qui protègent l’acier contre la corrosion atmosphérique?
- les revêtements métalliques par galvanisation (zinc), *aluminiage (aluminium),
*trempé ou en continu (toles),
*métallisation au pistolet (zinc ou aluminium),
*électro zingage,
*galvanisation à chaud: exige une teneur en silicium précise,
*les peintures: plusieurs couches dont des primaires à pouvoir inhibiteur, l’acier doit être décapé au préalable par sablage ou grenaillage.
Comment peut on obtenir la stabilité au feu SF afin de respecter la sécurité incendie?
Par un de ces procédés:
*peinture intumescente: gonfle au contact de la chaleur et crée une couche isolante,
*flocage: application par projection d’un revêtement (base minérale) isolant la structure,
*protection rigide: mise en place d’écrans rigides en plaques de plâtre ou d’une projection en béton. Ces écrans peuvent être utilisés de façon continue par la réalisation d’un bardage double peau désolidarisé.
Quels sont les produits de charpentes?
Les produits de charpente se divisent en deux familles:
*les produits plats,
*les produits longs.
Que regroupe la famille des produits plats?
Elle regroupe:
*les toles et larges plats laminés à chaud,
*les plaques laminées à chaud,
*les toles minces laminées à froid,
*les toles nervurées obtenues par profilage à froid.
Décrit en détail chaque produit appartenant à la famille des produits plats.
*les toles et larges plats laminés à chaud: en feuilles ou bobines, e=3-20mm, largeur maximale=1.8m, elles servent à la fabrication des charpentes, des profilés par soudure PRD, de biens d’équipement (chaudronnerie)… et des profils creux ou tubes, qui sont fabriqués à partir de toles pliées dans le sens de la longueur et soudées longitudinalement,, leur longueur=6-15m, et leur diamètre est de 400mm max. Les tubes de forme carrée, rectangulaire, hexagonale, elliptique, sont en général formés au départ de tubes ronds,
*les plaques laminées à chaud: d’une e>20mm-400mm, et d’une largeur max de 5m, elles sont utilisées pour la fabrication de biens d’équipements (navires, plates-formes offshore, tubes des oléoducs), la grosse chaudronnerie, la charpente lourde PRS, et les ouvrages d’art (ponts, passerelles),
*les toles minces laminées à froid: d’un e<3mm, souvent galvanisées et revêtues, disponibles sous la forme de feuilles ou de bobines. leurs utilisations sont nombreuses, particulièrement pour la fabrication de biens de consommation (automobiles, emballages, électroménagers,) et pour le bat sous la forme de toles nervurées et de profilés minces,
*les toles nervurées obtenues par profilage à froid: (machines à galets) de toles minces et sont utilisées pour les bardages, toitures, planchers, panneaux sandwich, les profiles minces sont obtenues par profilage ou pliage à froid de toles d’e < 5mm et ont une section de forme C, U, Z, Σ, ils sont utilisés dans les ossatures légères: pannes, lisses, charpentes légères, stands, cloisons, faux plafonds,… .
Que regroupe la famille des produits longs?
La famille des produits longs regroupe:
*les poutrelles de la série des “I”, “U”, “H”,
*les laminés marchands (petites sections),
*les rails, palplanches, fils machines, rond à béton.
Décrit en détail chaque produit appartenant à la famille des produits longs.
*les poutrelles de la série des: “I”: IPN (h=80-600mm), IPE (h=80-750mm), “U”: UPN, UPA, UPE (h=80-400mm), “H”: HEA, HEB, HEM, HL, HD, HP, (h=100-1100mm), leur longueur varie entre 18-33m selon le profil. il existe aussi des demi - poutrelles provenant de découpage des I ou des H, et des profiles dissymétriques dont la semelle inférieure est plus large et sert d’appui au plancher ,
*les laminés marchands (petites sections): barre de sections pleines rondes, carées, hexagonales, plats, fers “T”, petits “U”, cornières à branches,
*les rails, palplanches, fils machines, rond à béton: il existe des tube extrudés sans soudure (plus forte e).
Ces produits longs sont utilisés dans tous les secteurs industriels, mais particulièrement dans la cst métallique et dans l’industrie mécanique.
Quels sont les éléments simples de la charpente en acier?
*les poteaux,
*les poteaux composés,
*les poutres,
*les assemblages,
*les contreventements,
*les planchers mixtes avec tole nervurée.
Décrit les poteaux.
3 parties:
*le fut: principale,
*la tête: appui à la cst supérieure, répartie la charge sur le fut,
*le pied du poteau: répartie la charge sur la fondation,
2 types de sections:
*poteau à section constante,
*poteau à section déconstante,
forme de la section:
*à fut plein: HEA, HEB, IPM, E,
*en fut en treillis ou tubulaires,
leur comportement:
*IPM, IPE: faibles charges et hauteurs, leur inertie n’est pas importante, possibilité en hauteur en cas de remplissage entre poteaux,
*HE: grande inertie, résistance au flambement, tout les deux étages, on prévoit un joint pour facilité de montage.
Décrit les poteau composés.
Ils sont utilisés en cas de besoin d’inertie et une charge moins importante, aussi étudiés pour être noyés dans les murs ou les cloisons.
