Calculs Structures Métalliques

Alexandre, Ingénieur conception, Référent Simulation numérique

Alexandre

Responsable Simulation Numérique

Description du métier ou citation de la personne présentée

Calculs Structures Métalliques

“ Une préparation minutieuse assure la solidité du travail ”

Dans la maîtrise des simulations mécaniques, il y a une catégorie un peu à part : les calculs de structures métalliques. Même s’ils s’appuient sur des connaissances communes, ils répondent à des normes spécifiques et notamment les Eurocodes. L’ingénierie structurelle Hoggar Solution s’appuie sur une méthodologie rigoureuse et reste orientée client au travers de trois composantes : Sécuriser, Valoriser, Crédibiliser.

Note de calcul structure métallique : Implantation 3D

Calculs de Structures Métalliques

Comment nous menons nos calculs structure métallique

Les structures métalliques présentent de nombreux avantages. Elles sont plus légères. Leur mise en oeuvre est plus rapide et facilitée par rapport à une structure béton par exemple. Elles sont donc de plus en plus prisées aussi bien par les constructeurs, les industriels que les particuliers. Cependant, elles doivent tout autant garantir la sécurité de l’ensemble. Des organismes agréés, tels que le CTICM, réalisent des contrôles de résistance, de fiabilité, de sécurité de la structure en elle-même mais aussi des assemblages des sous-ensembles. Une certification vient officialiser la conformité de l’édifice.

Il convient cependant de bien définir ce que l’on entend par “structures métalliques”. Chez Hoggar Solution, nous nous concentrons sur les structures aluminium et acier. De même, notre expertise porte principalement sur :

  • Structures mécano-soudées,
  • Mezzanines industrielles,
  • Agencements extérieurs,
  • Portails, portiques, balustrades, garde-corps…,
  • Pergolas et vérandas.

Calculs de Structures Métalliques

Les objectifs des Calculs structure métallique

Au-delà de la confirmation a posteriori de la qualité de la construction, réaliser des calculs mécaniques d’une structure s’inscrit également dans une démarche qualité. On peut aussi les transformer en atouts commerciaux. En effet, les calculs viennent confirmer la valorisation des performances des ensembles analysés. Ils crédibilisent en ce sens nos clients et la qualité de leurs prestations. C’est pourquoi, s’engager dans cette démarche doit reposer sur une approche détaillée et une méthodologie bien cadrée.

Les enjeux sont essentiels car nos travaux ont pour objectifs de :

  • Etudier la nature des matériaux,
  • Apprécier et anticiper les contraintes, charges et autres agressions climatiques,
  • Mesurer l’élasticité, l’instabilité, la plasticité de l’ouvrage notamment,
  • Identifier les sources de défaillances pour les prévenir et les éviter.

Pour garantir la qualité notamment de la structure mais aussi des analyses, Hoggar Solution s’appuie sur les Eurocodes inhérents à cette typologie de structure. Les cinq principaux qui font référence dans notre approche sont :

  • Eurocode 0, NF-EN-1990 délimite les impératifs en termes de sécurité, durabilité, fiabilité, etc ;
  • Eurocode 1, NF-EN-1991 se concentre sur les contraintes tels que les conditions météorologiques (vent, neige), sismiques et environnementales (température, choc, levage…) ;
  • Eurocode 3, NF-EN-1993 pose les principes de base des calculs de structures métalliques ;
  • Eurocode 9, NF-EN-1999 détaille les règles de conception et de dimensionnement plus particulièrement pour les structures en alliages d’aluminium,
  • NF-EN-1090-2 pose les règles de construction telle que le soudage, la protection contre la corrosion, l’assemblage et les éléments de liaison mécanique.
Eurocodes

Calculs de Structures Métalliques

Quelle méthodologie pour nos calculs structure métallique

Notre équipe s’appuie sur un savoir-faire, une maitrise des Eurocodes et des logiciels dédiés tels que SCIA. Notre approche se décline en étapes successives.

Préparation

1. Collecte de données “Structure”

  • Plan d’architecture,
  • Schéma d’implantation,
  • Données de fabrication,
  • Matières et alliages,
  • Profilés standards et particuliers,
  • Eléments de jonction (spits, soudure, boulonnage ….)
2. Analyse de l’environnement

  • Contexte direct : extérieur/intérieur, étage/sous-sol/roof-tops,
  • Spécificités et typologie du bâtiment,
  • Contraintes extérieures : intempéries, sismologie, vibrations, etc.
  • Intégration, ancrage, repérage des nœuds…
  • Difficultés : présence humaine, opérations de levage et/ou transfert de charges,…
3. Hypothèses de calculs

  • Identification du cadre réglementaire,
  • Définition des charges maximales et de leur variabilité,
  • Identification des résistances des matériaux.
 4. Modélisation

  • Application des différentes sections,
  • Modélisation des articulations, nœuds, barres de liaison, renforts, etc.
  • Pré-dimensionnement de tous les éléments si non définis,
  • Etablissement des conditions aux limites
5. Simulation

  • Contraintes mécaniques : traction, flexion, compression, cisaillement, fatigue…,
  • Déformation de la structure (limite de flèche sous charge gravitaire, effort tranchant…),
  • Actions dynamiques type sismiques,
  • Calculs des liaisons, assemblages et attaches.
6. Analyse

  • Définition des états limites : ultime et/ou de service,
  • Analyse de la tenue mécanique et des déformations,
  • Contrôle de la stabilité,
  • Examen de la fatigue des matériaux et de la structure,
  • Contrôle détaillé des éléments de fixation (boulonnage, spit, soudure)
  • Proposition d’amélioration et Itération de calcul si éléments défaillants dans le cas d’un mauvais dimensionnement.
Simulation numérique d'une structure métallique type pergola
Exemple d’une platine mécanosoudée sous-dimensionnée

Calculs Structures Métalliques

Notre Approche Qualité

Outils

  • RDM,
  • FEM,
  • Analyse statique linéaire et non-linéaire,
  • Dynamique des systèmes,
  • Simulation thermique
  • Fatigues des matériaux

Normes

Nous suivons également les process définis par la normalisation Eurocodes du CEN, notamment en ce qui concerne les calculs de structure (bases et actions).

Calculs de Structures Métalliques

Les calculs structure métallique avec HOGGAR Solution

Notre démarche est toujours orientée client et flexible. Notre service propose un accompagnement step-by-step ou global. Vous restez libre des options :

  • Expression de votre besoin,
  • Collecte des données d’entrée,
  • Modélisation, calculs et validation des dimensionnements,
  • Propositions de solutions d’optimisation technique et/ou fonctionnelle,
  • Dossier de fabrication des éléments spécifiques,
  • Dossier de plans clé en mains,
  • Accompagnement en vue d’une certification Apave, Veritas, etc.

Au besoin, nous pouvons également réaliser à la demande des calculs plus spécifiques afin par exemple d’analyser des éléments structurels précis et/ou des éléments de liaison particuliers.

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