Conception structurelle d'un entrepôt en acier de 18 m × 55 m × 6 m pour la Papouasie-Nouvelle-Guinée avec un pont roulant de 5 tonnes

Conception structurelle d'un entrepôt en acier de 18 m × 55 m × 6 m pour la Papouasie-Nouvelle-Guinée avec un pont roulant de 5 tonnes, des ventilateurs de toit et des lucarnes

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Emplacement: Papouasie-Nouvelle-Guinée (PNG)

Climat: Tropical; pas de neige, activité sismique négligeable

Vitesse du vent: 120 km/h (≈33,3 m/s) → Pression de base du vent ≈ 0,7 kN/m² (selon AS/NZS 1170.2 ou code local équivalent)

Dimensions du bâtiment:

Largeur : 18 m

Longueur : 55 m

Hauteur de l'avant-toit : 6 m

Pente du toit: 5 degrés (norme pour le drainage ; élévation ≈ 0,8 m à mi-portée)

Revêtements de murs et de toits: tôles d'acier ondulées pré-peintes (simple peau) de 0,45 mm

Équipement interne: Un pont roulant électrique (EOT) de 5 tonnes, portée ≈ 16,5 m, poutres de roulement supportées par des colonnes principales

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Cadres principaux: Portiques rigides espacés de 7,86 m d'intervalle (7 travées sur 55 m de longueur → 8 portiques au total, l'option sera de 9 travées en 6,11 m chaque travée).

Configuration du cadre:

Colonnes : sections H personnalisées CBC (sections en plaques soudées)

Chevrons : sections en-I-constituées coniques

Base : Base épinglée ou fixe (fixe de préférence pour les charges de grue) encastrée dans des semelles en béton armé

Système de piste de grue:

Poutres de roulement de grue : HEA/UB 300–350 (en fonction des critères de déflexion)

Connexions de support soudées aux brides de colonne à ~5,5 m de hauteur

Rail de grue : Standard QU70 ou similaire

Contreventement : contreventement horizontal et vertical entre les poutres de piste

 

 

Pannes: Sections C- (C200×60×20×2,5 mm) à 1,5 m d'espacement sur le toit

Ceintures: Sections C- (C150×60×20×2,0 mm) à 1,2 m d'espacement vertical sur les murs

Système de renfort:

Toit : X-contreventement dans les travées d'extrémité + contreventement longitudinal le long du faîte/avant-toit

Murs : contreventement-des extrémités des pignons et d'un mur latéral

Tous contreventements : tiges ou cornières en acier Ø12–16 mm

 

 

Ventilateurs: Aérateur de faîtage continu (polycarbonate ou métal) – longueur 55 m

Puits de lumière : Panneaux translucides en FRP ou en polycarbonate intégrés toutes les trois travées de pannes (espacement de ~ 4,5 m), couvrant ~ 10 % de la surface du toit → environ . 100 m²

 

 

Semelles en béton armé sous chaque colonne (dimensions estimées à 2,0 m × 2,0 m × 0,8 m de profondeur, selon la capacité portante du sol supérieure ou égale à 100 kPa)

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Charge morte (DL):

Bardage + pannes : 0,12 kN/m²

Poutre de grue + rail : 0,5 kN/m (charge linéaire sur les colonnes)

Charge vive (LL): Charge de maintenance=0.25 kN/m² (toit non-accessible)

Charge de vent (WL):

Pression de vitesse de base q=0.613 × V² (V en m/s) → q ≈ 0,68 kN/m²

Coefficients de pression externe (Cp) :

Mur au vent : +0.7

Mur sous le vent : –0,5

Toit (pente de 5 degrés) : –0,9 (aspiration)

Pression interne : ±0,2 (bâtiment supposé partiellement ouvert)

Pression de conception nette ≈ 1,0–1,2 kN/m² (aspiration critique sur le toit)

Charge de grue:

Vertical : 50 kN (5 t) + facteur d'impact (25%) → 62,5 kN par roue

Latérale : 10% de la charge levée → 5 kN par roue

Longitudinal : 5 % de force de freinage

 

 

Cadre de portail : Conçu pour les charges combinées de gravité + vent + grue en utilisant une analyse du second -ordre (effets P-Δ pris en compte)

Limites de déflexion:

Toiture : L/180 sous vent

Chemin de roulement de grue : L/600 sous charge verticale

Flambage local: Raidisseurs d'âme aux emplacements des supports de grue

Relations: Assemblages de moments soudés au niveau des joints chevrons-colonnes ; épissures boulonnées pour le transport

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Article	Description	Quantité	Poids unitaire (kg/m)	Poids total (kg)
Cadres principaux	Sections en I-coniques (moyenne. 110 kg/m)	8 cadres × (2×6 m col + 18.5 m chevron)=236 m	110	25,960
Poutres de piste de grue	UB 356×171×51 (51 kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
Pannes	C200 × 2,5 mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
Ceintures murales	C150 × 2,0 mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
Entretoisement	Tige Ø16 / Angles L50×5	~400 m	1,5 moyenne	600
Feuilles de toit/mur	PPGL 0,45 mm	Toiture : 55×18,2 ≈ 1 001 m² ; Murs : 2×(55+18)×6=876 m²	4,5kg/m²	8,457
Fixations, Rails, Accessoires	-	-	-	~2,000
Poids total de l'acier				≈46 495 kg

Remarque : exclut les barres d'armature de fondation et le béton.

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Vitesse du vent: Jusqu'à 250 km/h (ex. typhon Haiyan) → q ≈ 3,0 kN/m²

Changements clés:

Augmentez la taille des sections du cadre principal de 30 à 50 %

Réduisez l’espacement des portiques à 6 m (9 travées) pour une meilleure répartition des charges

Utiliser un revêtement plus épais (0,55 à 0,60 mm) avec une fixation améliorée (espacement des vis plus rapproché, clips anti-tempête)

Renforcez les connexions entre le toit-et-l'ossature (utilisez des taquets au lieu de sangles)

Ajoutez plus de contreventement (à la fois transversal et longitudinal)

Facteurs de sécurité plus élevés dans la conception contre le soulèvement par le vent (en particulier au niveau des avant-toits et des coins)

Envisagez un toit isolé à double-peau pour réduire le stress thermique et améliorer la durabilité.

 

 

Coefficient sismique: Sa(T) ≈ 0,6–0,9g (selon sol et période)

Changements clés:

Passer des portiques rigides auxcadres contreventésoucadre résistant aux moments-avec détails ductiles

Utilisez des sections en H-uniformes (non-coniques) pour garantir le contrôle de la formation des charnières plastiques.

Plaques de base conçues pour un moment complet + un cisaillement + un soulèvement dû au renversement sismique

Les supports de grue doivent être protégés sismiquement (amortisseurs ou butées latérales)

Le diaphragme de toit doit agir comme une ferme horizontale rigide → espacement des pannes plus étroit (1,2 m) et fixation plus solide des tôles

Exigences de classe de ductilité selon AISC 341 ou le code chilien local (par exemple, utilisation d'acier à faible -rendement-pointe non autorisée)

Fondations conçues pour une résistance élevée au soulèvement et au glissement

Évitez les éléments fragiles (par exemple, les tiges minces) ; utiliser des angles structurels ou des tubes pour le contreventement

Note: Dans les zones sismiques, la grue elle-même peut nécessiter des dispositions spéciales d'ancrage et d'amortissement, inutiles en PNG.

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L'entrepôt proposé pour la Papouasie-Nouvelle-Guinée est optimisé pour les charges de vent modérées et le fonctionnement des grues, en utilisant des -cadres coniques rentables et un revêtement-léger. Pour les Philippines sujettes aux typhons-, la robustesse aux vents extrêmes régit la conception, tandis que dans le Chili sismique, la ductilité, la redondance et la dissipation d'énergie deviennent primordiales-, ce qui conduit à des systèmes structurels et à une utilisation des matériaux fondamentalement différents. Les codes du bâtiment locaux (NSCP pour les Philippines, NCh pour le Chili) doivent être strictement suivis dans chaque cas.