Grue portique avec un IPN : calcul

[invite36398040]

Bonjour à tous !

après avoir longtemps parcouru le forum en vous lisant, j'ai franchi le pas de l'inscription car j'ai une question que je n'arrive pas à résoudre.


Je voudrai fabriquer une grue portique avec un IPN.
Je voudrai qu'elle fasse 5m de long.

J'ai à ma disposition un IPN de 120 et je me demande s'il est assez résistant, sachant que je veut pouvoir soulever entre 1000 et 1200Kg (c'est pour décharger une remorque).

la flêche de l'IPN importe peu tant qu'il ne casse pas

Avec une charge uniformément répartie, ça passe en 4,5m d'après ce que j'ai pu voir, mais qu'en est-il avec une charge ponctuelle, notamment au milieu de l'IPN ??

Merci d'avance pour vos réponses !!
-----

[Jaunin]

Bonjour, Camarchepoa,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous nous faire un croquis de votre grue-portique.
Je peux déjà vous dire en gros que IPN de 120 de 5 [m] de long est en dehors des normes et ne soulèvera pas une charge de 1000 et 1200 [kg].
Pour une flèche de L/200 une longueur de 4.5 [m] et pour une flèche de L/500 une longueur de 3 [m].
Il ne faut surtout pas négliger la sécurité.
Comment sera retenu aux extrémités votre IPN.
La charge au centre sera fixe ou pourra se déplacer sur un palan à roulette.
Cordialement.
Jaunin__

[invite36398040]

Bonjour,

merci pour votre réponse !

je vais essayer de faire un croquis demain.

En attendant : l'extrémité de l'IPN reposera sur le haut d'un étai de maçon très solide (il fait 2.8m replié donc je ne le sortirai pas).
Sur le haut et sur le bas de l'IPN je souderai à l'arc deux plaques qui seront boulonnées sur la tête de l'étai.

La base de l'étai sera boulonnée sur un madrier (de part en part) de 3m (donc 1.5m de chaque côté) avec une plaque en métal de l'autre coté (pour pas que les boulons s'enfoncent dans le bois).
Il y aura des renforts en biais entre les deux extrémités du madrier et le haut de l'étai (en bois ou en métal, je ne sais pas encore...).

Peut être qu'il faut prévoir des renforts en biais entre les étais et l'IPN car en effet la charge sera sur un palan à roulette pour la déplacer.
Il y aura donc des efforts sur les côtés...

Dans ce cas quelle est la portée qui compte ?
imaginons que l'IPN fait 5m au total et que les renforts en biais prennent 50cm de chaque côté. Il faut dimensionner pour 5m ou pour 4m ? Car dans ce cas ça m'irai bien

[invitefbc58bad]

Bonjour Jaunin,camarchepoa

Au vue de ce que vous dites, je pense qu'il faut considérer votre IPN appuyé à ses extrémités ou au mieux semi-encastré.

Ensuite l'effet prépondérant est la flexion. Si la déformée n'est pas un problème, la contrainte maxi à ne pas dépasser l'est ...

Il ne me semble pas avoir vu le type de matériau utilisé... je me doute que c'est de l'acier mais lequel ? Car les nuances ont toutes leur importance pour la résistance mécanique.

Je suis particulièrement d'accord avec la remarque de Jaunin concernant la sécurité, surtout si l'utilisation reste personnelle voire, familiale...

Juste encore une chose, une poutre chargée à mi-longueur par un effort ponctuel est 2 fois moins résistante que si elle était chargée par un effort répartit...

Je viens de faire le calcul pour une poutre IPN 120 chargée à mi longueur en acier S355 classique, appuyée sur une distante de 5m.
Je trouve une résistance à la flexion de 54 700mm^3. Dans ce cas, l'effort MAXIMUM sans Sécurité serait de : 21500 N soit environ 2Tonnes.

Mais attention, pour ce type d'application un coefficient de sécurité minimum de 4 ou 5 est INDISPENSABLE ! De plus, les points de fixation doivent être scrupuleusement regardés.... Ainsi on peut envisager de soulever sans risques 400 à 500 Kg. au bout d'une valeur de l'ordre de 1.2 ou 1.3 tonnes, on déformera la poutre de facon permanente.
Enfin un point non négligeable et pas des moindres... Attention à la flexion locale des ailes du IPN sous l'effet des roulettes d'un palan ainsi qu'à un éventuel déversement de l'aile supérieure ....

Si vous avez besoin de plus de détails, n'hésitez pas.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Camarchepoa,
Avez-vous réussi à faire votre croquis. Attention au type de format pour l'envoi.
Cordialement.
Jaunin__

[invitef1c8f642]

Bonjour, Camarchepoa,
Avez-vous réussi à faire votre croquis. Attention au type de format pour l'envoi.
Cordialement.
Jaunin__

bonjour,

pour le calcul de votre poutre monorail,si vous avez 5m en longueur totale,et 0,50m en porte a faux de part et d'autre soit 4m entre les appuis.
Le calcul doit être fait en travée,et en porte a faux,il faut appliquer un coefficient dynamique,selon le règlement F.E.M de 15%.Il faut calculer la poutre en flexion,et flexion locale .D'autre part il faut vérifier le déversement.La flèche admissible selon la règlementation est de 1/500°de la portée en travée,sans coefficient dynamique.A u droit du cantilever(porte a faux,il faut faire attention que la flèche ne soit pas importante,pour des rasons de déplacement du chariot.
D'autre part,il faut analyser la contrainte équivalente de Von Mises,pour tenir compte de la flexion" primaire",avec la flexion locale.Actuellement pour les fers monorails,on préfère les I.P.E que les I.P.N.
cordialement

géagéa

[invite36398040]

Bonjour,

j'ai fait un schéma global et un zoom sur la fixation :
Portique général
détail fixation


L'IPN est en haut et repose sur deux étais.
Les étais sont fixés sur deux madriers posés à plat par terre.
Entre les extrémités des madriers et le haut des étais, je mettrai des haubans.

Le détail de la fixation montre l'IPN pris en sandwithc entre la platine haute de l'étai et une plaque, fixé par 4 boulons (j'en ai fait que deux sur le schéma, et j'ai déjà bien galéré !)


Si besoin je peut ajouter un hauban ou un carré en fer de 4cm x 4cm si besoin qui prend 50 cm sur l'IPN et 50 cm sur l'étai.
Si c'est un hauban, ca permet de rigidifier la structure quand le palan va rouler sur l'IPN.
Si c'est un carré, ça permet peut être de reprendre un peu de charge non ?

j'espère que c'est assez précis

[Jaunin]

Bonjour, Camarchepoa,
Très bon vos croquis.
Mais là je pense que cela va soulever beaucoup de question, c'est moins rigide que prévu.
Je pense tout de suite au problème de balancement de votre charge.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,Camarchepoa,
Quels sont les diamètres de vos poteaux de soutient de 3 [m]. Risque de flambage,
Comment allez-vous les fixer dans vos madriers en bois. Pas facile.
Avez-vous déjà fait une recherche dans les différents forums sur les portiques.
Si je me souviens bien, Verdifre, que je salue, avait mis le lien d'un fabricant de portique, ce qui pourrait vous donner une idée sur la conception.
Votre système me fait du souci pour sa résistance et sa stabilité.
Je vais essayer de vous faire une approche.
Cordialement.
Jaunin__

[invitef1c8f642]

bonjour,

concernant le fer monorail:
charge nominale:1200 daN
Poids du chariot:10% de la charge nominale a défaut de renseignements du constructeur,soi 120 daN
Coefficient dynamique selon les règles F.E.M: coefficient dynamique:1,15
Condition de flèche:< ou égal a 1/500° selon la règlementation.
Longueur entre appui:5,00m
Poids propre estimé: 22,40 daNm type IPE
Charge totale a l'E.L.S: (1200+120+22,40 x 5)=1432 daN
Charge a l'E.L.U: [('1200+120) x1,15] x1,50+ 112 x 1,35=2428daN

Moment: 2277 x 5/4 + 112 X 1,35 X 5/8=2941 daNm
Contrainte de flexion: 2941/194=15,16 daNmm²<23,50 daNmm²
Contrainte de flexion locale des ailes:
longueur de répartition 3,1416 x d avec d=35,20mm
Longueur de répartition: 3,1416 x 35,20=110,5mm
épaisseur de la semelle:8,5mm
Module de flexion: 0,85²x11,05/6=1,33 cm3
Moment de flexion locale: 2277/4=569 daNx 0.03520=20 daNm
Contrainte de flexion locale: 20/1,33=15,06 daNmm2<23,50 daNmm2
Contrainte équivalente de Von Mises:15,16²+15,06²-15,16x15,06=228,31et racine carrée=15,11 daNmm2<23,50 daNmm2
Vérification au déversement
Longueur:5,oom longueur critique:1,0625m
Kd selon abaques de Delesques:1,70
selon abaques de Drouet:L/c=5/1,365=3,663
X=3,663x0,235=0,8608 d'ou kd=1,70
soit 15,16x 1,70=25,77 daNmm2>23,50 daNmm2
le profil ne convient pas au critère de non déversement avec un IPE 200
Nous allons vérifier la condition de flèche avec un IPE 200. Inertie:1943cm4
flèche sous charge nominale+poids propre du fer=8,8mm soit 1/568° de la portée nous avons 8,8mm<10mm
Il faut augmenter le profilé soit un IPE 220.
pour respecter le critère de non déversement.
Pour les pieds,il faut assurer la stabilité longitidinale,ainsi que la stabilité transversale(au droit de votre dessin,il faut assurer la même stabilité qu'a l'opposé.
Réaction maxi E.L.U: 2353 daN avec coefficent dynamique.

cordialement

géagéa

[Jaunin]

Bonjour, Geagea,
Très bonne démonstration.
Je serais intéressé par vos références sur le déversement en ce qui concerne les abaques de Delesques et de Drouet.
Auriez-vous un site où l'on peut avoir quelque que renseignement.
Cordialement.
Jaunin__

[invitef1c8f642]

Bonjour, Geagea,
Très bonne démonstration.
Je serais intéressé par vos références sur le déversement en ce qui concerne les abaques de Delesques et de Drouet.
Auriez-vous un site où l'on peut avoir quelque que renseignement.
Cordialement.
Jaunin__

bonjour monsieur Jaunin,
concernant le déversement,il y a beaucoup de littérature,notamment les règles CM 1966 et additif 80.Certains auteurs,afin d'éviter des calculs fastidieux,ont publiés des abaques ,lecture plus rapide,mais hélas ces abaques sont rares et n'existent plus,en raison de l'informatique,logiciels de calcul.Monsieur Galéa du C.T.IC.M a publié des abaques.Il existe une méthode quantitative de monsieur DE VRIES ,voir O.T.U.A(office de l'utilisation de l'acier)méthode simple en fonction du module de raideur et on calcul le coefficient de déversementKd= L/600x module de raideur pour de l'acier S235. Avec L= longueur de la poutre,module de raideur= b x e/h:b=largeur de la semelle,e= épaisseur de la semelle,h= hauteur du profilé.Il faut tenir compte des conditions des appuis,et du chargement,et application de la charge,si elle est appliquée sur la semelle supérieure,ou inférieure,ou au centre de gravité.Pour cela il faut se référer a des ouvrages spécialisés.Il existe d'autres auteurs qui traitent ce phénomène,ouvrages de résistances des matériaux.

Si vous voulez d'autres indications,vous pouvez m'envoyer un message.
cordialement

géagéa

[Jaunin]

Bonjour, Geagea,
Voici une simulation du dessin de Camarchepoa, avec une charge de 10 000 [N] et son poids propre, avec un IPN de 120.
Les déformations sont très exagérées. Désolé pour la qualité de l'image.
Ce qui m'est bien en évidence ce que vous aviez démontré sur la nécessité de mettre un IPE de 220.
Maintenant comment va se comporter le portique en cas de balancement d'une charge de 12 000 [N].
Je ne vois pas bien la liaison des montants dans les pieds en bois.
Cordialement.
Jaunin__

[invitee0b658bd]

bonjour Jaunin,

Je ne vois pas bien la liaison des montants dans les pieds en bois.

je ne pense pas que tu puisse les considerer autrement que comme des appuis ponctuels.
au mieux pour le coté haubanné tu peux considerer qu'il y a une rotation de supprimée (du point de vue de la structure)
par contre pour la tenue au flambage c'est au mieux une rotule en haut et une ponctuelle en bas
( a priori j'irai pas me promener sous ce portique)
fred

[invitef1c8f642]

Bonjour, Geagea,
Voici une simulation du dessin de Camarchepoa, avec une charge de 10 000 [N] et son poids propre, avec un IPN de 120.
Les déformations sont très exagérées. Désolé pour la qualité de l'image.
Ce qui m'est bien en évidence ce que vous aviez démontré sur la nécessité de mettre un IPE de 220.
Maintenant comment va se comporter le portique en cas de balancement d'une charge de 12 000 [N].
Je ne vois pas bien la liaison des montants dans les pieds en bois.
Cordialement.
Jaunin__

bonjour monsieur Jaunin,

pour les monorails,le coefficient dynamique de 1,15 tient compte de l'effet de balancement,contrairement a un pont roulant,ou grue vélocipède.D'autre part on ne tient pas compte du balancement,c'est le coefficient dynamique qui prend ce phénomène(selon règlementation)Le système de levage de l charge doit être électrique,ou a chaine,c'est a définir.La poutre est considérée sur deux appuis simples.Il faut calculer les poteaux au flambement,vérifier la stabilité verticale longitudinale et transversale.

cordialement

géagéa

[invitef1c8f642]

bonjour monsieur Jaunin,

pour les monorails,le coefficient dynamique de 1,15 tient compte de l'effet de balancement,contrairement a un pont roulant,ou grue vélocipède.D'autre part on ne tient pas compte du balancement,c'est le coefficient dynamique qui prend ce phénomène(selon règlementation)Le système de levage de l charge doit être électrique,ou a chaine,c'est a définir.La poutre est considérée sur deux appuis simples.Il faut calculer les poteaux au flambement,vérifier la stabilité verticale longitudinale et transversale.

cordialement

géagéa

bonjour,
Il faut s'assurer que les poteaux de stabilités soient conformes selon la règlementation en vigueur,et de vérifier les assemblages en conséquence.

cordialement


géagéa

[invitef1c8f642]

bonjour,
Il faut s'assurer que les poteaux de stabilités soient conformes selon la règlementation en vigueur,et de vérifier les assemblages en conséquence.

cordialement


géagéa

bonjour,
je reviens sur certains points,je voudrais savoir si c'est un portique roulant ou non.Si c'est un portique a commande électrique,le calcul est différent que si c'est un simple monorail fixé sur des poteaux stabilisés.Dans le cas ou s'est un portique roulant le calcul est différent,concernant le coefficent dynamique,en fonction de la vitesse de levage,transversalement on retient 1/10° de l'effort vertical,et pour le freinage 1/7° de l'effort vertical .Cela démontre qu'il faut être précis de la définition.

cordialement

géagéa

[inviteb43bc996]

Bonjour,
Je vais essayer de faire simple pour ce que je veux faire.
Je voudrais faire un portique de deux piliers en IPN ou IPE ou autre (suivant vos avis) de 3m20 de hauteur
et mettre dessus sur une longueur de 4m maxi un IPE ou IPN ou autre pour soulever mon bateau de 1600kg maxi et 6m de long.
Le palan sera fixé au milieu de l'ipe ou ipn avec une élingue .Le portique sera fixe.
Pour les pieds je m'en arrange. La section du fer upn ou autre fixé sur le crochet du palan je souderais un anneau pour l'accrocher
au palan ainsi qu'un anneau à chaque extrémité du fer pour accrocher les sangles qui ferons le tour du bateau.(Barre de 2m)
j'espère avoir été assez explicite et vous remercie de vos réponses.
papy

[inviteede7e2b6]

vas sur les routes bretonnes...

il y a des portiques par terre à récupérer !

[inviteb43bc996]

J'y ai pensé mais ma remorque est trop petite.

[invite69483f5c]

Bonsoir,

Pour avoir une idée de ce qu'il te faut, tu peux faire une recherche sur gogol avec les termes "portique de levage".
Tu auras des réponses et si tu choisis "manutan" en cliquant sur les différents points, tu auras les hauteur et largeur des IPE.
Je ne connais pas l'application que tu veux faire, mais 3,20m de hauteur me parait faible, car le palan fait perdre environ 60cm, si ton bateau fait 1,50m de hauteur, cela ne fera que environ 1,1m sous la quille et je n'ai pas compté les longueurs des élingues qui ne doivent pas avoir des angles au sommet de plus de 60°.

[inviteb43bc996]

Effectivement 3m20 de haut avec le palan je vais perdre de la hauteur surtout qu'il est déjà à 90cm sur des parpaings et je voudrais qu'il remonte à 1m50 maxi.
La hauteur du bateau au plus haut est de 1m75 (avant).
Ce que je veux faire c'est le relever plus haut pour enlever l'antifouling pour repeindre le dessous.
Je pense qu'il faut 4m50 pour être à la hauteur.
Je vais vérifier sur google en attendant.
Papy

[Jaunin]

Bonjour, Bluemoon37,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous joindre un croquis de ce que vous voulez faire.
C'est vous qui voulez acheter les poutrelles et les soudés.
Si non, dans la remarque de Djodjo44, que je salue, avez vous regardé le prix d'un tel portique déjà tout fait et contrôlé au niveau sécurité.
Cordialement.
Jaunin__

http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html

[inviteb43bc996]

Bonjour
J'envoie la photo enfin j'espère quelle sera là.
Sinon j'ai fait deux exemples pour le palan.
Un au centre qui va déterminer la poutre ou si la poutre est trop grosse
je pense mettre un palan de chaque côté ce qui devrais je pense diminuer
la poutre centrale. Je voudrais le faire démontable si possible pour cela mettre du tube
carré.J'achète le matériel et un copain qui a une serrurerie me fera les soudures.
Cordialement
papy

[invite69483f5c]

Bonsoir,

Il est certain que mettre 2 palans va diminuer la hauteur de la poutre.
Il n'empêche, qu'il faudrait avoir un croquis précis de ce que tu envisages, car si tu mets 2 palans dans le sens de la largeur du bateau avec chacun un point d'accrochage sur la bateau, si ce dernier est mal positionné, tu pourras avoir l'étrave à toucher le sol et le tableau à 3m du sol.
Si tu mets les palans dans le sens de la longueur, la poutre de levage devra au moins faire 6m de long, mais tu pourras régler les hauteurs de l'étrave et du tableau, à ta convenance, les hauteurs des bouchains étant fonction de la symétrie des équipements.

[inviteb43bc996]

Bonsoir
Effectivement j'ai oublié quelques détails. Sur les palans dans le cas ou on garde cette solution il y aura une barre de chaque côté du palan et deux sangles autour du bateau les barres ferons 2 m de long (bateau de 6m) Ces deux barres serons assez grosse car elles supporteront le poids du bateau. Je ferais un dessin si vous en avez encore besoin.
Voir les montants si en tube carré pourraient faire l'affaire pour faire le portique démontable en cas ou?
Bonne soirée
papy

[inviteb43bc996]

Bonjour
J'ai trouvé sur internet le principe de levage que je veux faire avec 2 palans car je m'aperçois qu'avec un palan central la poutre sera trop grosse. Donc je vais opter pour deux palans de chacun une tonne comme le montre la photo.Qu'en pensez-vous du principe.(Bateau de 6m de long 2m30 de large 1600kg maxi).
photo ci-jointe:
Cordialement
papy

[invite69483f5c]

Bonjour,

Personnellement je ne suis pas fanatique des palonniers, (fer I où sont accrochées les élingues), car se sont des appareils très susceptibles lorsque leur point d'accrochage supérieur n'est pas situé exactement au centre de gravité de la pièce soulevée. Ils peuvent vite se mettre à pencher et faire mettre la charge levée à terre. Une fois que c'est parti, rien ne les arrêtent.
Perso, je préfèrerais mettre les élingues plus rapprochées l'une de l'autre avec 2 écarteurs d'élingues que d'utiliser un palonnier. Même s'il fallait que le portique soit plus haut. Surtout que les écarteurs peuvent être des morceau de bois de section 10cm X 10 cm, ( ils peuvent résister à 1650kg au flambage), accrochés comme des pare-battage pour éviter qu'ils ne descendent au sol.

Pour le rangement du portique, il faut savoir que le poids des IPN et IPE, font qu'ils sont vite difficilement manipulable. Une fois ça passe mais plusieurs fois ......

[inviteb43bc996]

Si j'ai bien compris à la place de mettre une barre de chaque côté on mets une élingue d'un palan à l'autre ,une 2eme d'un palan à l'autre et l'on glisse un morceau de bois de 10x10 de chaque côté pour écarter les élingues.
Même si le portique n'est pas démontable ce n'ai pas un problème.
Maintenant reste à savoir quelle dimension de poutre mettre pour les deux piliers et celle qui sera en haut.
Merci d'avance
papy

[invite69483f5c]

Ton élingage est bon.

Maintenant il faut que tu détermines la hauteur de ton portique.
Les élingues sont en général vendues en longueur standard. Il faut regarder les catalogues des revendeurs de matériels qui sont dans ton coin. Les fabricants font éventuellement en longueur spécifique pour les grosses boites qui commandent beaucoup mais c'est plus cher et il y a des délais d'attente. Pour le particulier, il n'est pas certain qu'ils fabriquent le spécifique.
Tu fais un croquis à l'échelle sur une feuille de papier, c'est facile.
Pour la longueur des élingues il faut tenir compte de la forme de ta coque. Le plus simple est de passer une ficelle autour de celle-ci au endroit que tu as choisis pour les mettre et ensuite de mesurer cette ficelle pour avoir la longueur.
Tu peux aussi faire le plan sur ordinateur, si tu as les logiciels.