Effort de prise au vent sur poteau

[Hohenheim19]

Bonjour à tous et à toutes,
Un nouveau post de plus pour savoir si des spécialistes peuvent m'éclairer.
Voici le problème...

J'ai deux poteaux soudés l'un à l'autre comme ceci pour lesquels j'ai calculé les moments quadratiques selon chaque axe :
Inertie.png

Ces deux poteaux soudés sont ancrés dans un massif béton. A 7500mm du haut du massif se trouvent 4 tuyauteries (2 DN 300, 1 DN 125 et 1 DN 100) ce qui nous fait en charge environ 4700daN. Pour la compression pas de soucis au niveau des fers, ils tiennent largement le coup.
Sans titre.jpg

Ce sur quoi je m'interroge c'est en flexion (poussée du vent). Pour ces tuyaux nous avons une surface totale de prise au vent de 13.53m². Nous sommes en zone 2 ou la vitesse extême du vent atteint les 41.4m/s. J'ai pris comme hypothèse de masse volumique de l'air de 1.247kg/m3 et un coeff de poussée Cx de 0.35 (barre cylindrique).

Avec la formule 0.5*Masse Vol Air*Surface exposée*Vit vent²*Cx j'obtiens une force de 506.1daN appliquée en haut de mes poteaux.
Pour voir si ils tiennent la poussée, puis-je prendre l'équivalent d'une poutre en console sur laquelle on viendrait y appliquer une force de 506.1daN vers le bas???
Si oui, avec un coeff de sécu de 1.5 mes poteaux ne tiennent pas. Etes vous d'accord?
Si non, quelle est la technique appropriée à prendre en compte?

A savoir aussi que le vent ne poussera jamais tout le temps à 41.4m/s, qu'il ne sera pas toujours perpendiculaire à ces tuyaux et aussi qu'il y a un poteaux tous les 15m de tuyauteries (dois je considérer l'ensemble et non isoler un poteau pour le calcul?). Je souhaite juste calculer le cas le plus défavorable!

Merci d'avance de vos conseils en espérant avoir été clair sur mon problème. Si non, je reste à disposition bien entendu

Cordialement
Hohenheim19
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[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
C'est la partie bleue ou verte qui est face ou vent.
Comment sont positionné les tuyaux, si vous pouviez nous faire une vue de profil.
Donc, vous aurez sur votre poutre un flambage de 4700 [daN], une force à l'extrémité de 510 [daN] et encore une sur la poutre due au vent.
Cordialement.
Jaunin__

http://forums.futura-sciences.com/te...rs-soudes.html

[Jaunin]

Re-Bonjour, Hohenheim19,
Un lien qui peu vous intéresser.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/ac...iento/nv65.pdf

[Hohenheim19]

Bonsoir Jaunin,
C'est la partie bleue qui est censée être le plus exposée (vents dominants).
Je vais essayer de vous faire une photo directement ce sera plus simple!
Merci de votre intérêt

Cordialement
Hohenheim19

[A voir en vidéo sur Futura]

[Hohenheim19]

Bonjour,
Voici les photos que j'ai pu prendre en espérant qu'elle soient claires (vu le ciel gris ça rend pas très bien )

2013-05-14-053.jpg
2013-05-14-054.jpg
2013-05-14-055.jpg

Les vents dominants soufflent du côté du HEB 240 en rouge sur la photo (en bleu sur le dessin des fers soudés).
On ne le voit pas sur la photo mais les tuyaux ne sont pas l'un derrière l'autre lorsque le vent souffle. Ils sont bien l'un au dessus de l'autre!

Si jamais vous avez besoin d'autres renseignements...

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

J'oubliais...
Es ce que la méthode dans laquelle je converti ce poteau (avec la force exercée par le vent) en poutre en console (avec une charge appliquée vers le bas) est correcte? ou cela n'est pas convertible car chaque cas a ses spécificités?

Cordialement
Hohenheim19

[PW1949]

Bonjour,

je ne comprends pas pourquoi vous considérez une charge verticale.

Je comprends qu'il s'agit de tuyaux horizontaux supportés par des poutres verticales
La surface totale des poutres est de 13,53m2 avec un Cx de 0, 35 et une pression maximale en zone 2 de 105daN/m² on a une charge totale de 497DaN à répartir sur tous les supports.

Pour moi candide il s'agit de poutres verticales encastrées sur lesquelles un force horizontale est appliquée en bout, elles travaillent donc en flexion.

Cordialement.

[Hohenheim19]

Bonjour PW1949 et bienvenue sur le forum FS,

Je voulais savoir si ça revenait au même de prendre un poteau vertical avec une poussée horizontale (cas ici) et/ou une poutre en console horizontale avec une charge verticale c'est dans ce second cas que je parle d'une charge verticale non pas dans le premier. Cela dépend dans quel sens on prend la structure
On en reviendrait (si c'est possible de le calculer comme cela) à tourner la structure de 90° si vous voyez ce que je veux dire.
Je comprends bien que les poteaux travaillent en flexion avec la poussée du vent lorsqu’on parle du premier cas

Si cette association (pivot de 90°) est possible j'ai donc une poutre en console avec charge concentrée en bout de poutre :

Longueur de poutre : 7500 mm
Charge : 510 daN
Coeff de sécu : 1.5
Charge pondérée : 510*1.5 = 765 daN
Module de Young : 210 Gpa
Flêche admissible (L/500) : 15 mm

Ce qui donne une moment quadratique nécessaire de 34152 cm^4 (ce dont je ne dispose pas avec mes poteaux HEB240 et HEA190 soudés : le calcul me donne un peu plus de 30000cm^4).
Y aurait il rupture de la structure ou alors je fais fausse route pour mes calculs?

Cordialement
Hohenheim19

[PW1949]

Bonjour,
D'accord: vertical ou horizontal cela n'y change évidemment rien
J'avais vu flambage sur une des réponses et je ne comprenais pas.
Je suis aussi d'accord avec votre calcul ( en supposant 13,53m² par appui, vous en avez obligatoirement plusieurs) mais n'ai aucune expérience en la matière.
Peut être pouvez vous tenter un coup de fil au CSTB Nantes ou à la soufflerie Eiffel à Paris ?
Cordialement.

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Oui, vous avez raison, vous pouvez assimiler à un cantilever, auquel je vais rajouter une force de flambage en simulation.
Charge uniformément répartie, charges d'extrémité localisée, charge flambage.

Ce qui donne une moment quadratique nécessaire de 34152 cm^4 (ce dont je ne dispose pas avec mes poteaux HEB240 et HEA190 soudés :
le calcul me donne un peu plus de 30000cm^4).

HEA 200
Cordialement.
Jaunin__

[Hohenheim19]

Oui HEA 200 pardon.
Le HEA 190 n'existe pas

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

Bonjour,

Y aurait il d'autres avis sur la question?
Des conseils sur si il faut prendre la vitesse du vent extrême, si mon Cx est correct, si la méthode est bonne

Cordialement
Hohenheim19

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Pour une première approche avec les 4 forces, vent sur HEA 240, vent sur les tuyaux et charge des tuyaux ainsi que son poids propre.
J'ai une flèche de 14.5 [mm] et une contrainte à l'encastrement des poteaux de 71 [MPa].
En réalité la charge des tuyaux ne semble pas être à l'aplomb des poteaux et la force du vent des tuyaux est plus loin que le bout du poteau.
D'autre part, je ne connais pas les conditions d'encastrement du poteau dans le sol.
Je suis ouvert à toute proposition de modification.
Cordialement.
Jaunin__

[Hohenheim19]

Bonjour Jaunin,
Tout d'abord, merci pour vos simulations...
Hé bien les poteaux sont noyés dans un massif béton donc encastrés.
Avec une flèche de 14.5mm nous serions juste mais ça passerait alors!
Votre simulation vous montre t'elle une ruine de la structure?

Cordialement
Hohenheim19

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Je pense qu'une étude des turbulences du vent dans les tuyaux devrait nous indiquer une plus grande force.
Quelles sont les dimensions de l'encastrement.
Cordialement.
Jaunin__

[Hohenheim19]

Bonjour,
Veuillez m'excuser pour cette absence mais les congés n'attendent pas et je n'ai pas eu l'occasion de faire un tour sur le forum depuis.
Les dimensions de l'encastrement sont des massifs de 1mx1mx1.2m de haut (visible).
Je ne sais pas si ca va plus profond ou non :s

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

Bonjour,
J'aurais une autre question :
Etant donné que ces tuyaux s'étendent sur plus de 100m avec plusieurs supports sur la longueur, il vaudrait peut être mieux considérer la structure dans son ensemble et non isoler une partie.
Qu'en pensez-vous?

Cordialement
Hohenheim19

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Comme déjà cité précédament :

Je pense qu'une étude des turbulences du vent dans les tuyaux devrait nous indiquer une plus grande force.

Oui, je suis d'accord avec vous, mais la il faut un logiciel spécial pour prendre en considération toute la tuyauterie.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.autodesk.fr/adsk/servlet/...35&id=17388515

http://www.comsol.com/industry/application/chem/cfd/

[Hohenheim19]

Bonjour Jaunin,
J'ai la suite Autodesk mais je n'utilise pas tout (ou plutôt, je ne sais pas tout utiliser) mais je vais voir ce que je peux faire avec cela.

En tout cas merci pour votre réponse comme à chaque fois

Cordialement
Hohenheim19

[geagea]

bonjour,
en effet votre poteau est soumis en flexion composée,concernant le vent,il faudrait tenir compte du coefficient de réduction(voir N.V),il faudra tenir compte des combinaisons suivantes CP.1,35+CE.1,50 CP.1,35+CE.17/12+vent normal .17/12 et la combinaison CP+CE+Vent extrême et CP+Vent extrême la charge permanente,(poids propre de la tuyauterie,CE le composant dans la tuyauterie(eau ou autres) et le vent

cordialement
géagéa

[Hohenheim19]

Bonjour geagea,

Merci pour votre réponse,
j'aurai besoin de quelques précisions cependant car je n'ai pas tout saisi :
CP = Charges permanentes ? soit la masse des tuyauteries ?
CE = Charges exeptionnelles ? soit la masse du fluide dans les tuyauteries ?
Coeff de réduction = Coeff de trainée selon la forme de tuyauterie ? Si oui j'ai pris 0.35 (cylindre)
A quoi correspond le 17/12 ?

Merci d'avance

Cordialement
Hohenheim19