Note De Calcul

Sommaire

1-Modélisation structurelle de la charpente métallique…….….....3

1.1. Modélisation des mâts

1.2. Modélisation des tirants-butons

1.3. Modélisation du système de poutres caissons type PRS

1.4. Modélisation du système de traverse type PRS

1.5. Modélisation des pannes

2-Dimensionnement et note de calcul sous Robot …………….…...7

2.1. Définition des charges

2.2. Modélisation sous Robot

2.2. Dimensionnement

3-Synthèse et conclusion …………………………………………..19

1. Modélisation structurelle de la charpente métallique

La couverture métallique du stade Léo Lagrange de Besançon est constituée d’un bac acier et d’une étanchéité, et est supportée par une structure métallique en forme de nappe composée :

• d’un réseau de pannes espacées de 2,50 m

• d’un système de traverse en PRS à inertie variable reposant sur deux appuis, possédant un porte à faux de 2,50 m vers l’arrière, une travée centrale de 17,50 m et un porte à faux de 10 m vers l’avant.

Cette nappe repose sur des poutres caissons de type PRS, assemblés en cadre et suspendues par l’intermédiaire de câbles de types tirants-butons aux mats métalliques et ancrés par des tirants-butons à l’arrière dans la structure béton.

La position des mats métalliques est imposée par le plan de masse ainsi que par le plan archi.

Dimensions du toit : 110 x 30 m

Dimensions (en m) de la toiture et des poutres caissons PRS (en bleu)

1.3. Modélisation des mâts

La position des mâts est précisée sur le schéma ci-dessus.

Ils sont encastrés en pied au moyen d’une liaison encastrement.

Nous ne nous attacherons pas à leur dimensionnement, nous considérerons pour cela des poteaux surdimensionnés afin de s’affranchir de quelconque problème de stabilité.

1.4. Modélisation des tirants-butons

La structure supportée par l’ossature de poutres caissons est elle-même suspendue par les tirants-butons fixés d’une part aux sommets des mâts, d’autre part au voile de béton du déambulatoire et de la buvette.

Nous avons choisi de réduire les porte-à-faux aux extrémités de la toiture afin de ne pas devoir dimensionner les poutres caissons en PRS à ces porte-à-faux. Nous avons ainsi pris arbitrairement des porte-à-faux de 3,50 m de part et d’autre de la toiture. Les portées maximales des poutres caissons sont par conséquent de 12,60 m ; par ailleurs le fait de réduire les porte-à-faux (et de fixer les tirants-butons symétriquement par rapport à chaque mât) permet d’optimiser le nombre d’appuis des poutres caissons.

La trame de fixation des tirants-butons est donnée ci-dessous par les cotations :

1.5. Modélisation du système de poutres caissons type PRS

Le système de poutres caissons consiste en deux poutres longitudinales faisant la longueur intégrale de la toiture. Elles soutiennent le réseau de poutre type PRS intermédiaire (transversale) sur lequel repose le réseau de pannes. Les poutres caissons sont elles-mêmes soutenues par les tirants-butons au moyen des mâts.

Ce système de poutres caissons peut être modélisé de deux manières différentes :

• Des poutres assemblées en carrés concentriques aux mâts

La position des tirants-butons peut être en coin ou non.

• Des poutres assemblées en « H » passant par les mâts.

Le fait de passer avec les poutres par le mât permet de transmettre une partie des charges directement dedans.

C’est cette solution que nous retiendront pour la raison énumérée ci-dessous.

Nous obtenons alors la trame de poutres caissons ci-dessous :

1.6. Modélisation du système de traverse type PRS

Les traverses reposent sur les poutres caissons.

Nous pouvons envisager plusieurs configurations de la trame de traverses :

• Une trame de traverses dans le même plan ou non des poutres caissons ;

• Une trame régulière ou une trame s’adaptant aux poutres caissons tout en envisageant ou non de les interrompre par les mâts.

Finalement nous adopterons une trame irrégulière utilisant les poutres caissons transversales comme suit :

Pour le calcul des pannes nous nous placerons en sécurité en prenant comme panne de référence la panne de portée la plus grande, c’est-à-dire une panne de 5,80 m.

1.7. Modélisation des pannes

Comme dit précédemment les pannes sont dimensionnées en prenant une portée de 5,80 m.

2. Dimensionnement et note de calcul sous Robot

2.1. Définition des charges

2.1.1. Charges permanentes G

Tôle ondulée en acier galvanisée 8/10

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