Dimensionnement fixation ballon en toiture

[invitee5b2160d]

Bonjour,

J'ai un problème sur lequel je buche depuis maintenant une semaine.
J'ai parcouru en diagonale vos différents forums pour essayer de trouver des réponses mais rien n'y fait.
J'ai donc décider de m'inscrire pour poser directement ma question, en espérant que quelqu'un pourra m'éclairer.

Mon problème:
J'ai un ballon de stockage d'eau chaude positionnée en toiture:
H: 2,545m
Ø:1,35m
poids total: 2915kg

On ne peut plus aubanné, l'étanchéité toiture est déjà faite et le GO ne veut rien entendre.

On a donc décidé de fixé le ballon de chaque côté avec deux profilés métalliques encastrés dans le mur derrière le ballon (mur à 1,55m du centre du ballon), les deux profilés eux mêmes solidarisés par un 3ème profilé (soudé) accolé lui aussi sur un côté du ballon.
en gros ça donne quelquechose comme ça:
__profilé 1__|_______|
| O ballon | |
|__profilé 2_|_______ |
à gauche le profilé de jonction
au milieu le ballon
à droite du ballon un autre profilé de jonction qui devra aussi supporté la charge du vent
et tout à droite le mur béton banché (ép. 18cm)
(je sais pas si le schéma est clair)

donc voila on est situé à l'île de la réunion à 10m de hauteur
vitesse du vent: 210km/h
la charge du vent sur le ballon résulte une charge ponctuelle sur un profilé.

D'après la formule:
F = ½ x ρ x Cx x S x v²

on a la force du vent sur le profilé: F= 5360N.

Je cherche à dimensionner le profilé et le type d'assemblage au mur.

AU SECOURS!!!


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[invitee5b2160d]

voila un schéma de la structure

[Jaunin]

Bonjour, Levelone.
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Auriez-vous un croquis de la vu de dessus et de face de votre ballon.
Quel est son diamètre. (1340[mm] ?)
Cordialement.
Jaunin__

[invitee5b2160d]

Bonjour,

Le diamètre 1350mm.

Pas de vue de face de la structure.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee5b2160d]

Toujours pas de réponse...

S'il manque une information n'hésitez pas.

Cordialement

levelone

[Jaunin]

Bonjour, Levelone.
Désolé, je n'avais pas vue le diamètre de votre sphère dans le premier poste.
Mes questions étaient de savoir si vous aviez un seul cadre qui passe par le milieu de la sphère, ou bien si vous aviez deux cadres, un de part et d'autre de la sphère, afin d'éviter de la tenir en équilibre.
Cordialement.
Jaunin__

[invitee5b2160d]

Bonjour, Levelone.
Désolé, je n'avais pas vue le diamètre de votre sphère dans le premier poste.
Mes questions étaient de savoir si vous aviez un seul cadre qui passe par le milieu de la sphère, ou bien si vous aviez deux cadres, un de part et d'autre de la sphère, afin d'éviter de la tenir en équilibre.
Cordialement.
Jaunin__

Pas de souci.
On a belle et bien un seul cadre situé au milieu du cylindre.
Quelle est la méthode à appliquer pour le dimensionnement du profilé et de l'assemblage?

Cordialement
levelone

[invite51d17075]

Mon problème:
J'ai un ballon de stockage d'eau chaude positionnée en toiture:
H: 2,545m
Ø:1,35m
poids total: 2915kg

On a donc décidé de fixé le ballon de chaque côté avec deux profilés métalliques encastrés dans le mur derrière le ballon (mur à 1,55m du centre du ballon), les deux profilés eux mêmes solidarisés par un 3ème profilé (soudé) accolé lui aussi sur un côté du ballon.

Je cherche à dimensionner le profilé et le type d'assemblage au mur.

:

c'est plutôt sur ce point que je m'interrogerai en premier ( en plus du vent ).
accrocher un ballon de 3 tonnes ( au passage , s'il est plein, ce n'est pas plutôt 3,5 tonnes ? ) à 1,5 m d'un mur de 20 cm d'epaisseur, c'est pas du gateau.
le couple des forces ( que je n'ai pas calculé doit être sevère ).

une remarque en toute humilité car je ne suis pas sur d'avoir bien saisi votre shema ni ce que vous appeler exactement "profilé".
cordialement.

[invitee5b2160d]

c'est plutôt sur ce point que je m'interrogerai en premier ( en plus du vent ).
accrocher un ballon de 3 tonnes ( au passage , s'il est plein, ce n'est pas plutôt 3,5 tonnes ? ) à 1,5 m d'un mur de 20 cm d'epaisseur, c'est pas du gateau.
le couple des forces ( que je n'ai pas calculé doit être sevère ).

une remarque en toute humilité car je ne suis pas sur d'avoir bien saisi votre shema ni ce que vous appeler exactement "profilé".
cordialement.

Le ballon fais bien 3 tonnes totale avec l'eau.
j'ai calculé une force de vent résultant ponctuelle sur la structure de 536daN (j'en suis néanmoins pas certains, c'est pas réellement mon domaine)
le profilé métallique est lui fixé au mur que je vous l'ai di, et qui doit retenir le ballon au renversement.
Il doit etre assez costaud pour ne pas plier, l'assemblage lui devra tenir à l'arrachement.

[invite51d17075]

Le ballon fais bien 3 tonnes totale avec l'eau.
j'ai calculé une force de vent résultant ponctuelle sur la structure de 536daN (j'en suis néanmoins pas certains, c'est pas réellement mon domaine)
le profilé métallique est lui fixé au mur que je vous l'ai di, et qui doit retenir le ballon au renversement.
Il doit etre assez costaud pour ne pas plier, l'assemblage lui devra tenir à l'arrachement.

pour moi H*pi*D²/4=3,57 m^3 mais bon..

pour le reste, je n'ai pas compris le mode d'accrochage au mur.
sur 2 points ( haut et bas ?, lateralement ? ) , sur une "barre" , sur une surface ?

[sitalgo]

B'jour,

La vue du schéma amène quelques observations.

Le ballon est à 1,55 du mur, il faut réduire cette distance au maximum afin de diminuer le moment de basculement du mur. D'ailleurs, ce mur est-il rigidifié par un élément de structure proche qui contrarierait ce basculement. Le mur de 18 devrait tenir le poids (si c'est plein en dessous) par contre ce n'est pas évident pour le basculement.

Il vaut mieux faire une console (en fait 2 séparées de 1,20m) en L avec gousset qui tient le poids du ballon. Un simple fer plat venant finir de cercler le ballon pour le plaquer contre le mur, ce qui facilitera son remplacement éventuel.

Le ballon est en extérieur (=> cuve en inox), il vaudrait mieux si c'est possible le protéger davantage contre les intempéries et autres agressions, les appareils "tropicalisés" qui rouillent sont légion à la Réunion.

Pour les forces aérodynamique, compter avec 2100 Pa, le cylindre subit 3615 N, c'est approximatif, on ne fait pas d'études en soufflerie pour ça. Plaqué contre le mur c'est forcément moins.

Pour les fixation des consoles, si celles du haut qui travaillent en traction (on peut avoir 10000 N) traversent le mur (tiges filetées), ce sera mieux.

[invitee5b2160d]

pour moi H*pi*D²/4=3,57 m^3 mais bon..

pour le reste, je n'ai pas compris le mode d'accrochage au mur.
sur 2 points ( haut et bas ?, lateralement ? ) , sur une "barre" , sur une surface ?

et si on essayait dattaquer plutot le fond du problème plutot que la forme.
le ballon a une contenance en eau de 2500L, on a pas ici un cylindre de mathématique, c'est un ballon de stockage industrielle avec certaines dimensions. Les données du ballon sont les données constructeurs.

[invitee5b2160d]

B'jour,

La vue du schéma amène quelques observations.

Le ballon est à 1,55 du mur, il faut réduire cette distance au maximum afin de diminuer le moment de basculement du mur. D'ailleurs, ce mur est-il rigidifié par un élément de structure proche qui contrarierait ce basculement. Le mur de 18 devrait tenir le poids (si c'est plein en dessous) par contre ce n'est pas évident pour le basculement.

Il vaut mieux faire une console (en fait 2 séparées de 1,20m) en L avec gousset qui tient le poids du ballon. Un simple fer plat venant finir de cercler le ballon pour le plaquer contre le mur, ce qui facilitera son remplacement éventuel.

Le ballon est en extérieur (=> cuve en inox), il vaudrait mieux si c'est possible le protéger davantage contre les intempéries et autres agressions, les appareils "tropicalisés" qui rouillent sont légion à la Réunion.

Pour les forces aérodynamique, compter avec 2100 Pa, le cylindre subit 3615 N, c'est approximatif, on ne fait pas d'études en soufflerie pour ça. Plaqué contre le mur c'est forcément moins.

Pour les fixation des consoles, si celles du haut qui travaillent en traction (on peut avoir 10000 N) traversent le mur (tiges filetées), ce sera mieux.

Le ballon ne peux pas être déplacé, le chantier est en cours, les contraintes de dimensions me sont maintenant imposé.
Pour la protection du ballon c'est ok tout est prévu c'est pas la première fois qu'on en pose. Les autres fois on avais la possibilité d'aubané. Mais cette fois on ne peut pas faire autrement.

Je ne cherche pas de nouvelles solutions.

Il me faut connaitre la méthodologie de dimensionnement, dans ce type de situation, d'un profilé métallique et de son assemblage.
Il y a bien quelqu'un qui s'y connait en RDM.

On a déja monté le ballon et sa structure de fixation, on a prévu des tubes bien costaud, peut être surdimensionné, mais l'archi nous demande une note de calcul. Je ne suis pas expert dans ce domaine, c'est plutot la climatisation/ventilation/désenfumage, thermique du batiment et conception.

Donc voila pourquoi je suis perdu sur ce problème.

[Jaunin]

Bonjour, Levelone,
Donc, votre support avec le ballon est déjà posé, il s'agirait d'un contrôle.
Pourriez-vous me donner les dimensions des tubes mis en place?
Comment est fixé le cylindre sur le tube en haut et en bas ?
Auriez-vous une photo peut être ?
Maintenant concernant la prise au vent, il arrive sur la face arrondie du cylindre ou en bout sur la face plate ?
Cordialement.
Jaunin__

[sitalgo]

On a déja monté le ballon et sa structure de fixation, on a prévu des tubes bien costaud, peut être surdimensionné,

On peut contrôler cette structure. Il faut fournir un schéma détaillé.

[invite51d17075]

et si on essayait dattaquer plutot le fond du problème plutot que la forme.
le ballon a une contenance en eau de 2500L, on a pas ici un cylindre de mathématique, c'est un ballon de stockage industrielle avec certaines dimensions. Les données du ballon sont les données constructeurs.

je crois avoir precisé que mon estimation du poids exact était secondaire à cette echelle et que le soucis est bien le système d'accrochage au mur vu la distance du centre gravité du cylindre.
remarque reprise par d'autres intervenants.

quand à des calculs eventuels de RDM, il semble aussi que la shema presenté n'est pas suffisement clair pour emettre un avis.

enfin, tu semble dire que tout est déjà "comme ça" ! et qu'on y peut rien changer tout en suggerant des amélioration possibles.
quelles sont les marges de maneuvres ? ( une fois un shema clair disponible ).
il me semble clair par exemple qu'un accrochage qui ne serait pas à l'horizontal mais avec un angle / mur améliorerait fortement la resistance du système.

[Jaunin]

Bonjour, Levelone,
Sans nouvelles de votre part, je suppose que vous avez fait un essai en vrai grandeur et que c'était concluant ?
Cordialement.
Jaunin__