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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère De L’enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère De L’enseignement Supérieur Et de La Recherche Scientifique Université de BISKRA Département Génie Mécanique 2021/2022 CONSTRUCTION METALLIQUE (M2CM) MATIERE CHARGEE DU MODULE: CHADLI MOUNIRA 2 CONTENU DE LA MATIÈRE : Contenu de la matière CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION METALLIQUE CHAPITRE 2 : NOTIONS DE BASE ET DE SECURITE CHAPITRE 3 :LES ASSEMBLAGES CHAPITRE 4 : Le Soudage 3 CHAPITREI GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION METALLIQUE II.1 Introduction : Le fer a commencé à faire son apparition comme élément de construction au XVIII° siècle, alors que les matériaux usuels à cette époque étaient le bois et la pierre. Il s’agissait alors d’assurer des fonctions d’ornementation et de renforcement des ossatures (essentiellement de maintenir les pierres dans leur position initiale par agrafage). Les années 70 furent marquées par un nouveau type architectural basé sur la mise en valeur de la haute technologie (e.g. centre Georges Pompidou). Cependant il fallut attendre les années 80 pour entrevoir les premiers signes d’une architecture inventive, caractère de la construction en acier d’aujourd’hui (carénage continu, forme d’ailes d’avion ou de bateau, utilisation de mâts et habillage de verre et d’acier). L'année 1850 a marqué la réalisation d'une première véritable ossature métallique en poutres colonnes, l'hôtel CRYSTAL PALACE à LONDRES, qui a servit pour la première exposition universelle, c'était aussi la première application de l'idée de préfabrication des éléments (barres). En 1855: HENRY BESSEMER inventa le convertisseur qui porte son nom et qui a permis l'évolution de la fonte en acier. 4 CHAPITREI GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION METALLIQUE II.1 Introduction : En 1889: A été marqué par la réalisation de la tour EIFFEL à PARIS, ossature rivetée de 320m de hauteur par GUSTAVE EIFFEL. En 1930: Un nouveau procédé d'assemblage, outre l'assemblage riveté et boulonné, commence à se généraliser: c'était l'assemblage soudé. En 1931: C'était la construction de l'empire STATE BUILDING à NEW YORK: ossature en acier de 380m de hauteur. En 1973: Construction du WORLD TRADE CENTRE à NEW YORK (twins towers). En 1974: A marqué la construction de la SEARS TOWER à CHICAGO: un bâtiment de 109 étages et de 442m de hauteur. En 1981: C'était la réalisation d'un pont suspendu de 1410m de portée centrale en (G.B) En 1998: A marqué la réalisation d'un pont suspendu de 1990m de portée centrale au (JAPON). En 2000: A marqué la réalisation de deux tours en béton armé de 450m de hauteur. En 2003: Inauguration de la tour la plus haute à usage de bureau de 100 étages et 508 m de hauteur à TAÏPEÏ. En 2008: A marqué la réalisation de la tour de DUBAI de 560m de hauteur. 5 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION METALLIQUE Domaines d’utilisation On peut réaliser différents types de construction métallique tels que: Constructions à usage d'habitation: Telles que les maisons individuelles ou collectives et les constructions de grande hauteur qui peuvent servir à des fins administratives • Maison individuelle Ce sont des maisons à ossature métallique très répondues au canada et Australie, mais pas autant en Europe par contre complètement ignorées en Algérie. Dans ces maisons ce n'est pas seulement la charpente (le toit) qui est en acier, mais toute la structure. Il s'agit du concept d'un squelette qui remplit la remplit la fonction porteuse pour qui l'habillage des parements se fait simplement et facilement avec divers matériaux. • Bâtiments industriels : bâtiments de grandes hauteurs et portées (avec ou sans ponts roulants) 6 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM 7 Compression CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM • Ossatures des bâtiments à plusieurs étages Ce sont généralement des immeubles de plus de vingt étages, ils constituent un domaine d'application de la construction métallique Où l'ossature est complètement métallique, les planchers sont supportés par des solives servant d'appuis aux coffrages perdus pour le coulage du béton. Dans certaines tours en France, le noyau central est en béton armé. 8 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM Ponts et passerelles : à poutre, en arc, suspendu, à haubans … 9 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM Les tours et les mâts : pylônes des lignes électriques, de télécommunication 10 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM Les constructions métalliques en tôle : réservoirs, silos, pipelines Les calottes sphériques 11 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM Les mécanismes mobiles : les grues … Les plates-formes 12 Avantages et Inconvénients des Constructions Métalliques avantages La légèreté : Les constructions en acier sont, en général, plus légères que celles en béton armé ou précontraint, en bois, en pierre … La légèreté peut être caractérisée par le rapport entre le poids volumique et la résistance (appelé rendement). La solidité : Grâce à l’homogénéité des matériaux utilisés en construction métallique. La résistance mécanique : Grande résistance à la traction →franchissement de grandes portées. Bonne tenue aux séismes (ductilité +mêmes résistances à la traction et à la compression ). CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM L’industrialisation : La préparation et la mise en forme des éléments de structures en acier se font en atelier. Ces éléments arrivent sur le chantier prêts à être montés et assemblés. Cela nécessite des techniques et des équipements modernes. L’imperméabilité : L’acier se caractérise par son imperméabilité (fluides: liquide + gaz). Attention lors de la réalisation des assemblages. Les possibilités architecturales : Beaucoup plus étendues qu’en béton. Les modifications: Aisément réalisables. 13 Inconvénients La corrosion : L’acier tend à s’oxyder et à se corroder lorsqu’il est soumis à des atmosphères humides, à des agressions chimiques, à la condensation, qu’il est en contact avec l’eau ou les sols. La protection contre la corrosion peut se faire par: l’ajout d’additifs à l’acier. Le revêtement périodique de la surface d’acier (galvanisation, métallisation au pistolet, électozinguage …) avec peinture ou vernis. la sélection de formes de structures sans brèches et fentes afin de se prémunir des risques de l’humidité et des poussières. CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM Mauvaise tenue au feu nécessitant des mesures de protection onéreuse: Le module d’élasticité de l’acier commence à diminuer à partir de la température T=200°C. L’acier perd sa capacité portante et passe à l’état plastique à partir de la température T=600°C. Susceptibilité aux phénomènes d’instabilité élastique: En raison de la minceur des profils. 14 LE MATERIAU ACIER ET PRODUITS SIDERURGIQUES L'industrie sidérurgique s'est développée à la fin du 19ème siècle en proposant des produits de construction (laminés ou moulés) adaptés à la construction d'ossatures métalliques -Charpente Métallique. Ces éléments de construction "rigides" permettent de dégager des grands espaces utiles au sol. La portée des éléments d'ossature peut atteindre plusieurs dizaines de mètres. En outre le poids de ces éléments d'ossature, comparé à ceux d'une même structure en béton armé (ou maçonnerie) est réduit et allège considérablement les charges transmises au sol. Associé à des éléments de peau "légers" (bardage, façades rideau ... ), ces structures sont adaptées à la réalisation de constructions telles que salles de sports, piscines, entrepôts, usines... Leur réalisation est rapide (assemblage direct d'éléments préfabriqués) et donc d'un prix très compétitif. CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM 15 CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM I.2 Les deux grandes familles de produits finis : •Les produits en acier peuvent être classés en •2 grandes catégories : -Les produits longs qui sont obtenus par laminage à chaud, -étirage ou tréfilage (poutrelles, palplanches, câbles, fils, -ronds à béton...). -les produits plats qui subissent en général un laminage - à froid supplémentaire, à l’exception des tôles de forte épaisseur - (tôles, bardages, profils minces, profils creux...). 16² Les produits longs Les laminés marchands: on distingue : les ronds pleins, les carrés pleins, les hexagones pleins, les plats, les cornières (L) à ailes égales, les cornières (L) à ailes inégales, Les fers en T, les petits U … CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM 17 Les poutrelles laminées: elles peuvent avoir différentes sections, en I, en U, ou en H. Les poutrelles en I sont de deux sortes : IPN : poutrelles en I normales. Les ailes sont d’épaisseur variable, ce qui entraîne des petites difficultés pour les attaches ; IPE : poutrelles en I européennes. Les ailes présentent des bords parallèles, les extrémités sont à angles vifs (seuls les angles rentrants sont arrondis). Les IPE sont un peu plus onéreux, mais plus commodes et sont d’usage courant. IPN IPE CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM 18 Les poutrelles en U souvent utilisées comme éléments secondaires. On distingue: UPN : les faces internes des ailes sont inclinées; UAP : l’épaisseur des ailes est constante; UPE : l’épaisseur des ailes est constante. Les poutrelles en HE se décomposent en trois séries suivant l’épaisseur relative de leur âme et de leurs ailes : HEA HEB HEA; HEB; HEM. HEM CHAPITRE I GENERALITES SUR LA CM 19 Il existe aussi des poutrelles HL (à très larges ailes), HD (poutrelles- colonnes) et HP (poutrelles-pieux). Les demi poutrelles : Le découpage des poutrelles I et H suivant l’axe longitudinal a de multiples utilisations : sections T, membrures de poutres... Les poutrelles dissymétriques : Ce sont des poutres reconstituées composées soit uploads/Ingenierie_Lourd/ orca-share-media1664915008193-6983159678527126248 1 .pdf