WO2010081973A2 - Approche nouvelle aux toitures non accessibles de grandes travées - Google Patents
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- E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
Definitions
- this invention claims to extract from a new static frame (on one side) and adapted manipulation of its constituents (on the other) unexploited potentials so far in terms of economy and reliability
- this invention addresses a new approach to the execution of arc-shaped structures, an approach that fits in the logic modulation and prefabrication, thus breaking with the disadvantage that makes this type of structures - by their geometrical complexities - more difficult in terms of money and time of execution.
- This frame is the union of two segments of arcs, comparable to the bow of the hunter (in the sense that they are exposed before the application of the external charges to the initial tension of their strings), and thus generating a reservoir of compensatory moments, comparable to those counterweights of construction cranes give rise to their vertical elements (towers); but unlike the latter (which are fixed in intensity) these moments are reactive and adapt, positively, in intensity as in sense of application, to the different states of the charges, throughout the life of the structure.
- It's two segments are two joints each; they are united through their common articulation at the top of the structure (the third that we will call it "floating"); the remaining two rely on the foundations (see static aspects, figure 1)
- this state of tension is the indicator that tells us that the arc is still functioning as such, and in our case this has been ensured by two measures: The first is introduced through the initial tension to the strings to create the compensatory moment (mentioned above) but also so that the strings gain in statue of tension whose release (which puts the stability of the structure in question) will be in no case tolerable.
- the second is to play with the interruption of the continuity between the two segments (at their point of meeting) so that the application of external loads pushes the floating joint upwards thus accentuating the initial tension of the strings; by moving them further away from their point of relaxation.
- the segment is the main repetitive module; it is the expression of a continuous function which reflects the state of the external charges (for simplicity our example has adopted a second-degree function); it is of equilateral triangular section variable (maximum in the center and minimum in the level of its articulations); it is in the form of a lattice of which the three supporting components (the longitudinal elements located at each of its three angles) are of closed section (tubular)
- yl which inclines the vertical plane of an angle ⁇ and which defines the two upper load cells.
- y2 which lies in a vertical plane and defines the lower bearing element so as to cover with the other two the requirement of an equilateral section 165 (see geometrical aspects;
- Frames made of pre-enginnered components obviously do not make a novelty, yet one can imagine that those in lattice, and of this type 185 of geometry and variable sections, and surplus made from components rectilinear, can make one; especially when one adds on all this the logic of modulation and prefabrication.
- segment 190 (as one of two identical components of the three-jointed arc) which in turn is divided into three sub-modules of two different types; central, 12 m in length (the industry standard in the manufacture of tubes); and peripheral on each side of a complementary length (according to the recommended production range, which can go up to 12 m each, thus totaling a length 195 maximum of 36 m for each segment, and which can cover (with the conjunction of two) a span of about 65 m.
- ylH The geometric equation of the horizontal projection of yl 225 ylV: The geometric equation of the vertical projection of yl
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Abstract
L'objet de l'innovation s'adresse à une nouvelle approche de la réalisation des toitures non accessible et de grandes travées. Problèmes II s'agit de développer un cadre statique classique (la portique à trois articulations qui fonctionne sous des sollicitations de flexion) envers un fonctionnement mixte où aussi les force axiales (en l'occurrence de compression) jouent un rôle signifiant; cela sous-entend que les deux membres de la portique soient en forme d'arc et certaines mesures adaptées lesquelles cela sera impossible puisque l'arc sera vite appelé à fonctionner comme n'importe quelle poutre sous flexion. Un autre inconvénient se présente au niveau de I' exécution des arcs en général, ceux ci restent - de par leur complexité géométrique - une solution assez couteaux en terme d' argent et de délais, et ne répondent pas - en tout cas pas comme la présente invention I' envisage - aux avantages de la modulation et la préfabrication. Solutions Ayant cité deux problèmes, mon approche pour contourner le premier est de conjuguer les deux aspects de l'arc (son potentiel de résister les forces axiale, ainsi le potentiel de sa section résistant de résister la flexion) ce dernier sera déployé avant l'application des charges extérieures dans une tendance de contribuer à les équilibrer, d'où l'aspect arc précontraint, ou ce que j'ai appelé l'arc du chasseur. Quant au deuxième il s' agit de simplifier I' exécution des structures en forme d'arc à travers une mise en géométrie innovante; et à travers la modulation, la préfabrication et même leur permettre accès à une zone qui leur était jusqu'alors interdit : les arcs pre-engineered (structures prêt à porter).
Description
Approche nouvelle aux toitures non accessibles de grandes travées
Description Domaine technique
Appartenant à la technologie de procédé dans les structure en forme d'arc, cette invention prétend extraire d'un nouvel cadre statique (d'un coté) et d'une manipulation adaptée de ses constituants (de l'autre) des potentiels non exploités jusqu'à maintenant sur le plan de l'économie et de la fiabilité Dans son autre volet, cette invention s'adresse à une nouvelle approche à l'exécution des structures en forme d'arc, une approche qui s'inscrit dans la logique de la modulation et la préfabrication, rompant ainsi avec l'inconvénient qui rend ce type de structures - de par leurs complexités géométriques - plus couteaux en terme d'argent et de délais d'exécution.
Technique antérieure Introduction II convient de rappeler que le fonctionnement d'un arc (caractérisé par la transformation des moments en forces axiales) s'appuie sur restreindre le déplacement de chacune de ses deux extrémités, totalement (contre les fondations), ou partiellement (par des câbles) dont l'élongation donne lieu à des moments d'ordre secondaire. Étant d'ordre secondaire, l'intérêt porté à ce type de moments restait, lui aussi et jusqu'à maintenant, de tel ; peu d'études quantitatives ou d'appréciations qualitatives du rôle, que ces moment sont susceptible de jouer a été entrepris (en tout cas pas dans le sens de cette invention)
Exposé de l'invention A - L'aspect conceptuel (A - 1 Le cadre statique ; A - 2 L'interactivité) A - 1 Le cadre statique (l'arc à trois articulations) :
Ce terme « trois articulations » nous renvoie automatiquement à sa source « les portiques à trois articulations » où l'acheminement de charges se fait à travers les moments de fléchissement ; pourtant l'exposé va démontrer que dans notre cadre
nous restons bien dans la logique d'arc d'acheminer les charges à travers les force axiales.
Ce cadre est l'union de deux segments d'arcs, comparable à l'arc du chasseur (dans le sens où ils sont exposés avant l'application des charges extérieures à la tension initiale de leurs cordes), et engendrant ainsi un réservoir dé moments compensatoires, comparables à ceux que les contrepoids des grues de construction font naître dans leurs éléments verticaux (tours) ; mais à la différence de ces derniers (qui sont figés en intensité) ces moments sont réactifs et s'adaptent, positivement, en intensité comme en sens d'application, aux différents états des charges, tout au long de la vie de la structure. C'est deux segments sont à deux articulations chaque ; ils sont unis à travers leur articulation commune au sommet de la structure (la troisième qu'on va l'appeler « flottante ») ; les deux restants s'appuient sur les fondations (voir aspects statiques ; figure 1)
II est à souligner que pour rester dans logique d'arc il va falloir que ses cordes soient en perpétuel état de tension ; peu importe l'intensité néanmoins avec certain marge de sécurité.
Il convient de souligner que cet état de tension est l'indicateur qui nous dit que l'arc fonctionne toujours comme tel, et dans notre cas cela a été assuré par deux mesures : La première est introduit à travers la tension initiale aux cordes pour créer le moment compensatoire (évoqué plus haut) mais également pour que les cordes gagnent en statue de tension dont le relâchement (qui met la stabilité de la structure en cause) ne sera en aucun cas tolérable.
La deuxième se résume par jouer avec l'interruption de la continuité entre les deux segments (à leur point de rencontre) de la sorte que l'application des charges extérieures pousse l'articulation flottante vers le haut accentuant ainsi la tension initiale des cordes ; en les éloignant davantage de leur point de relâchement.
Ces deux mesures conjuguées ensemble, ils jouent sur le coté quantitatif, et cela nous mène à l'interactivité (élaborée ci-après) qui s'adresse au coté comportemental de notre structure
A - 2 L'interactivité
A - 2 - 1 l'analyse de l'effet ressort
II s'agit d'assimiler le corps du segment d'arc d'un côté, et ses cordes de l'autre, à deux ressorts interactifs, qui offrent, à travers une manipulation adaptée au niveau de leur constant, la condition optimale dans le sens de minimiser l'exigence de ces segments en terme de moments compensatoires ; et puisque l'intensité de ceux ci est directement liée au flottement de l'articulation (sous les différents états de charges) cette condition se traduit - comme la prochaine paragraphe l'explique - par l'équidistance du flottement au dessus et au dessous de l'hypothétique position neutre (à définir comme l'endroit où cette articulation occuperait si les cordes n'existaient pas)
Élaboration théorique (voir schéma du flottement figure 3)
Légende Kc Le constant du ressort (cordes).
Ka Le constant du ressort (arc).
Pt Les charges Totales = Permanentes Pp
+ de service Ps
Nc(T)t La projection, sur l'axe des cordes T, des forces axiales Nc sous les charges totales = Permanentes Nc(Op
+ de service Nc(T)s)
TO La tension initiale aux cordes, choisie arbitrairement égale à Nc(T)p.
RO réaction de l'arc à la mise sous tension initiale des cordes ; RO=TO Tt Tension dans les cordes sous les charges totales Pt = TO + Tp + Ts.
Rp La réaction de l'arc due à l'intervention de Pp
Rt La réaction de l'arc due à l'intervention de Pt w l'élongation des cordes sous la tension initiale ; (distance non référencée)
x L'écart de l'articulation flottante de sa position neutre sous TO y L'écart de l'articulation flottante de sa position neutre
95 sous Pp z L'écart de l'articulation flottante de l'autre coté de sa position neutre sous
Pt α Coefficient de répartition des charges α = Ps/Pp = Nc(T)s/Nc(T)p
Les équations d'équilibres
100 La phase de la tension initiale (avant l'application des charges extérieures) L'écart de l'articulation flottante de sa position neutre = x ; TO=RO ; il en résulte w = Tp/Kc = Rp/Kc x = Tp/Kα = Rp/Kα (par rapport à la position neutre)
La phase de l'application des charges permanentes Pp
105 L'écart de l'articulation flottante de sa position neutre se réduit et passe de x à y, et les moments au segment se réduisent aussi , mais leur effets reste en alliance avec les charges Pp contre les cordes
Tp = Nc(T)p+Rp, il en résulte Kc {w+(x-y)} = Nc(T)p + Ka * y ; et puisque w = Fp/Kc
110 y = Kc * x / (Kc + Ka) (par rapport à la position neutre)
La phase de l'application des charges totales Pt
L'articulation flottante passe à l'autre coté de sa position neutre, à un écart de celle ci = z , les moments change de signe et d'alliance et s'associe avec les cordes contre les charges totales Pt ; il en résulte 115 Nc(T)t = Rt+ Tt
Nc(T)p + Nc(T)S = Ka * z + Kc (w+x+z)
= (Kα+Kc) z + Kc.w + Kc.x)
= (Kα+Kc) z + Nc(t)p + Kc * x 120 Nc(T)S = (Kα+Kc) z + Kc * x z = (Nc(T)S - Kc * x)/(Kα+Kc)
Pour y = z (condition de flottement équidistant autour de la position neutre)
Kc * x = (Nc(T)s - Kc * x)
Nc(T)S = 2 Kc*x = 2 Kc * Nc(T)p/Kα ;
125 Nc(T)S / Nc(T)p = Ps/Pp = 2 Kc/Kα
Ps/Pp = α = 2 Kc/Kα
II convient de souligner que dans l'analyse de l'effet ressort seules les forces susceptibles d'engendrer des moments de fléchissement sont entrées en compte, de ce fait la compressibilité de l'arc sous les forces axiales était exclue de notre
130 analyse.
Cette compressibilité n'a comme effet que celui d'un glissement général des coordonnées de ces flottements, sans incident sur les valeurs de ceux-ci
A - 2 - 2 L'approche virtuel de calcule
Dans mes analyses je suis parti d'un cas symétrique de charges ; cela est presque 135 toujours vrai quand aux charges permanentes dans ce type de structure , mais loin d'être le cas quant aux charges de service (une combinaison vent et neige par exemple, ou sous des charges de type dynamique, séisme, etc.) où l'asymétrie des charges, sur chacun de ses deux flans, s'impose, et c'est à cet aspect critique (survenant du non-équilibre des forces horizontales au niveau de l'articulation 140 flottante) qu'il faut faire face
Cette réponse je la propose sous un cas de symétrie virtuelle qui produit le même élongation des cordes que celui subit au flan le plus chargé des deux, sous le cas d'asymétrie réelle ; avec tout ce que cela entraîne en terme d'autre coefficient de répartition des charges, et d'autres constants des ressorts. (regarder exemple 145 explicatif, plus loin)
B - L'aspect d'exécution
Loin de tout aspect théorique et même indépendamment de notre cadre il s'agit ici de rationaliser l'exécution des arcs en général ; dans notre cas le segment est le module répétitif principale ; il est l'expression d'une fonction continue qui reflète 150 l'état des charges extérieures (pour simplifier notre exemple a adopté une fonction de deuxième degré) ; il est de section triangulaire équilatérale variable (maximal au centre et minimal au niveau de ses articulations) ; il est en forme de treillis dont les trois composants porteurs (les éléments longitudinaux situés à chacun de ses trois angles) sont de section fermée (tubulaire)
155 B - 1 La mise en courbe des constituants rectilignes B -1 - 1 La déduction théorique des fonctions
Etant parti des paramètres choisis de notre segment d'arc, et du degré de sa fonction continue (qui est l'expression du lieu géométrique de son axe neutre), et du choix de section (un treillis triangulaire), cela nous donne tout ce qu'il faut pour 160 déduire les équations des deux types de fonctions concernées
yl qui s'incline du plan vertical d'un angle μ et qui définit les deux éléments porteurs supérieur. y2 qui se situe dans un plan vertical et définit l'élément porteur inférieur d'une manière à couvrir avec les deux autres l'exigence d'une section 165 équilatérale (voir aspects géométriques ; figure 2)
B -1 - 2 La mise en géométrie des trois éléments porteurs rectilignes
II est connu que le double intégral du diagramme des moments ,qui s'exercent sur un élément, donne l'état de sa déformation sous les charges qui ont occasionné ces moments, donc il suffit dans notre cas d'exposer l'élément rectiligne (le tube) à
170 deux moments à chacune de leurs deux extrémités pour produire - de par M = cte - une fonction de déformation de deuxième degré, j Cette mise artificielle en géométrie ne doit pas poser de problème, ni endommager les tubes, puisque les moments concernés sont suffisamment faible, vu le coefficient L/ Φ de chacun d'eux est (dans notre cas égal à 400) et la faible 175 valeur de la flèche concernée (dans notre cas est de 2,5 m).
Une fois les tubes sont en place et en géométrie il sera temps pour procéder à la triangulation qui sera de deux types, rigide simple et flexible double (croisée).
Cette approche est, d'une certaine manière, comparable au procédé du Lamellé- collé, où il est relativement facile de plier les lames de bois non-solidaires, avant la 180 prise de la colJe (dans notre cas avant la triangulation) pour obtenir une section énormément plus résistante après
B - 2 L'aspect « pre-engineered »
Les ossatures en composants pre-enginnered (prêt-à-porter) ne font évidemment pas une nouveauté, pourtant on peut imaginer que celles en treillis, et de ce type 185 de géométrie et de sections variables, et de surplus fabriqués à partir de composants rectilignes, puisse en faire une ; surtout quand on ajoute sur tout cela la logique de la modulation et de la préfabrication.
B - 2 - 1 La modulation
Partant du plus grand au plus petit notre modulation commence par le segment 190 (comme un de deux composants identiques de l'arc à trois articulation) qui-à son tour se divise en trois sous-modules de deux type différents ; centrale, de 12 m de longueur (le standard industriel dans la fabrication des tubes) ; et périphérique de chaque coté d'une longueur complémentaire (selon la gamme de production préconisée ; qui peut aller jusqu'à 12 m chaque, totalisant ainsi une longueur 195 maximum de 36 m pour chaque segment, et qui peut couvrir (avec la conjonction de deux) une travée à l'ordre de 65 m.
Cela étant il n'est pas à exclure bien évidemment de procéder sur mesure dans des cas particuliers de sollicitation, ou quand la travée maximum dépasse la limite évoquée de 65 m.
200 B - 2 - 2 La préfabrication
Sous la gamme pre-engineered la préfabrication couvre
• Les tubes porteurs de deux types (centrale et périphérique) sectionnés (quand il sont de moins de 12 m de longueur), perforés, et préparés pour recevoir les nœuds, et pour se joindre entre eux (afin de répondre à l'exigence de la 205 longueur totale du segment.
• Les pièces de la triangulation rigide (les tubes qui délimitent les triangles équilatéraux transversaux) et la triangulation flexible (les cordes qui restreignent les nœuds dans le sens longitudinal ; voir détail nœud figure 4)
• Les accessoires et ce sont les composants des nœuds (conçus pour recevoir 210 les tubes porteurs et la triangulation rigides et flexibles) ; les composants des éléments périphériques, (conçus pour assurer le comportement structural de ces articulations et pour recevoir les cordes des arcs (voir aspects géométriques figure 2 ; détails nœud figure 4 ; éléments périphériques figure 5)
215 Exemple chiffré et simplifié
Les déterminants géométrique
δ = 2,50 m ; AC - 30,0 m ; S (surbαissement) - δ /AC = 1/12 ; tg φ = 4*S = 1/3 h = 13,33 m ; î = 2 * 26,66 m ; tg θ = 2h/£ = 1/2 d = 80 cm ;
220 h = d * sin 60° = 69 cm ; h/3 = 23 cm ; 2h/3 = 46 cm cotg μ = 6,825
Sin φ = 0,44 ; sin φ = 0,32 ; sin (θ + φ) = 0,71 ; sin (θ - φ) = 0,13 cos θ = 0,89 ; cos φ = 0,95 ; cos (θ + φ) = 0,71 ; cos (θ - φ) = 0,98
ylH : L'équation géométrique de la projection horizontale de yl 225 ylV : L'équation géométrique de la projection verticale de yl
ylH = - 0.00195 x 2 + d/2 ylV = - ylH cotg μ y2 = ylV - /3 ylH (La condition du triangle équilatéral)
230 y2 = - 0,0121 X2 + [(2,50 + 0.23) -
(/3 d/3 = 69)]
yl = - 0,0123 x2 + 2,76 y 2 = - 0,0090 x2 + 2,04
Le calcule statique 235 Les charges extérieures
Permanentes Pp = 0,4 t/m1 De service Ps = 0,6 t/m' Total Pt = 1,0 t/m1 ; α (réel) = (Pt - Pp)/Pp = Ps/Pp = 1,5
Les charges symétriques (le cas général) ; en tonnes
240 Tableau 1
Les charges asymétriques
Tableau 2
L'articulation « C » est exposée à une poussée = Hcl-Hc2 ; en tonnes ; les données critiques sont Na = 45,06 t ;
245 Nc(T)I + (HcI - Hc2) / 2 cos θ = 9,55 + 2,19
= 11,74 t (tension)
Nc(T)2 - (HcI - Hc2) / 2 cos θ = 6,37 - 2,19 = 04,18 t (tension) Le calcule critique va se baser sur une répartition de charges symétrique virtuelle qui produit une charge Nc(T)t = 11,47 t
250 donc α (virtuel) = (Pt - Pρ)/Pρ = Ps/Pp = Nc(T)S virtuelle / Nc(T)p α (virtuel) = 11,74 - 3,18 / 3,18 = 2,69
Le calcule des sections
Dans cet étape de calcule on est conscient que sur la valeur de Na (de 45,06 1) on dois ajouter la charge survenant de la tension des cordes contre les deux 255 extrémités du segment d'arc ; de l'autre coté on est conscient également que de la valeur de Nc(T)t on doit retrancher la contribution du segment d'arc en terme de moments compensatoire, donc notre pré-dimensionnement doit en tenir compte.
A partir de la qualité d'acier, pour les tube σ (tubes) = 1,8 t/cm2 ; et celle des cordes σ (cordes) = 15 t/cm 2 260 et pour les charges critiques listées ci-dessus on arrive à
Les tubes : 3 Φ 75 mm ; A - 3 X 9,42 cm2 ; t = 4 mm ; A total = 28,26 cm2 Les cordes : 4 Φ 5 mm ; A - 4 X 0,20 cm2
A total = 0,80 cm2
Déterminer les constants des ressorts
265 Le constant du ressort cordes Kc = 1/d€ ; où d€ sous une charge unitaire = IXt /EA ;
Kc = 0,58
De l'équation α (virtuel) = 2Kc/Kα on déduit la valeur de l'autre constant
Ka = 0,43
270 La question se réduit maintenant à déterminer l'inertie d'un arc triangulaire équilatérale (dont la section de ses trois éléments tubulaires porteurs est prédéterminée), un calcule classique de déplacement d'une extrémité par rapport à l'autre sous une force unitaire appliquée sur l'axe des cordes et équilibrée par le moment résistante de l'arc (assimilable à un ressort dont le constant Ka = 0,43) 275 1/Ka = (UE) JS M dx /I ; (I étant variable fait partie de l'intégrale) ;
I mαx = 28,200 cm4 ; h/3 = 23 cm ; h = 69 cm ; le coté du triangle d = 80 cm
Les charges asymétriques Le flan critique Le cas 0 (les charges extérieures = 0) ; Nc(T)O=O t ; TO = 3,18 t
280 w = Tp/Kc ; 3,18/0,58 = - 5,48 cm ; x = Tp/Kα ; 3,18/0,43 = - 7,40 cm NaO = TO + 0 = 3,18 t
MO = (x) Kα * δ = - 7,4 * 0,43 * 2,5 = -
7,95 t.m
Le cas Pp (les charges extérieures = Pp) ; Nc(T)p= 3.18 t ; Tp = 5,00 t 285 Y = Kc.x/(Kα+Kc) = 0,58(7,40)/l,01 =
- 4,23 cm
Nα,p = Tp + Nα,p = 5,00 + 15,02
20,02 t
Mp = (y) Kα * δ = - 4,23 *0,43 * 2,50 =
290 - 4,55 t.m
Le cas Pt (les charges extérieures = Pt) ; Nc(T)t= 11,74 t ; Tt = 9.92 t z =[Nc(T)s-Kc.x]/(Kα+Kc) = - y = + 4,23 cm (au-dessus de la position neutre)
Na,t = Tt + Na,t = 9,92 + 45,06 t = 55,0 t
Mt = (z) Ka * δ = 4,23 X 0.43 X 2.5 = + 4,55 t.m (M change de signe)
295 Tableau 3
La position de 11C" Cordes Arc w= 5.48 cm Na Moments
Cas 0 x= - 7,40 cm TO = 3,18 t r NaP= 3,18 t 1 - 7,95 t.m
Cas Pp y= - 4,23 cm Tp = : 5,00 t Na,p= 2O,O2t i - 4,55 t.m
Cas Pt Z = - y = + 4,23 cm Tt = : 9,92 t i Na,t= 55,0 t ! + 4,55 t.m
Comme le tableau des sollicitation (ci-après) et l'état des moments compensatoire (voir diagramme figure 6) la sollicitation critique en terme de compression σ = (1,95 + l,49)/2 + 0,37 = 2,09 t/cm2
Tableau 4
300 Le flan non critique
Le cas 0 (les charges extérieures = 0) ; Nc(T)O=O t ; TO = 3,18 t w = Tp/Kc ; 3,18/0,58= - 5,48 cm ; x = Tp/Kα;3,18/0,43 = - 7,40 cm NaO = TO + 0 = 3,18 t
MO = (x) Ka * δ 7,4 * = 0,43 * 2,5 = 7,95 t.m
305 Le cas Pp (les charges extérieures = Pp) ; Nc(T)p= 3.18 t ; Tp = 5,00 t Y = Kc * x/(Kα+Kc) = 0,58(7,40)/l,01 = - 4,23 cm Nα,p = Tp + Nα,p = 5,00 + 15,02 = 20,02 t
Mp = (y) Ka * δ = 4,23 *0,43 * 2,50 = - 4,55 t.m
Le cas Pt (les charges extérieures = Pt) ; Nc(T)t = 4.18 t ; Tt = 6,22 t 310 z = Nc(T)S - Kc * x /(Kα+Kc) z= - 2,16 cm Nα,t = Tt + Nα,t = 6,22 + 30,22 = 36,44 t
Mt = (z) Kα * δ = 2,16 * 0,43 * 2,50 = - 2,32 t.m
Tableau 5
Le cas symétriques
315 Le cas 0 (les charges extérieures = 0) ; Nc(T)O=O t ; TO = 3,18 t w = Tp/Kc ; 3,18/0,58= - 5,48 cm ; x = Tp/Kα;3,18/0,43 = - 7,40 cm NaO = TO + 0 = 3,18 t
MO = (x) Kα X δ = 7,4 * 0,43 * 2,5 = 7,95 t.m
Le cas Pp (les charges extérieures = Pp) ; Nc(T)p= 3.18 t ; Tp = 5,00 t 320 Y = Kc.x/(Kα+Kc) = 0,58(7,40)/l,01 = - 4,23 cm
Nα,p = Tp + Nα,p = 5,00 + 15,02 = 20,02 t
Mp = (y) Kα X δ = - 4,23 *0,43 * 2,50 = - 4,55 t.m
Le cas Pt (les charges extérieures = Pt) ; Nc(T)t = 7.96 t ; Tt = 7,75 t z = Nc(T)S - Kc.x /(Kα+Kc) = 0.48 cm 325 Nα,t = Tt + Nα,t = 7,75 + 37,55 = 20,02 t
Mt = (z) Kα X δ = 0,48 * 0,43 * 2,50 = + 0,52 t.m
Tableau 6
! La position de "C" Cordes Arc
, W= 5.48 cm Na Moments
Cas 0 X= - 7,40 cm TO = 3,18 t Na = 03,18 t -~7£5~t7m_j
Cas Pp i y= - 4,23 cm Tp = 5,00 t Na = 20,02 t - 4,55 t.m
Cas Pt ! z= - * 0.48 cm Tt = 7.75 t Na = 45,30 t + 0,52 t.m
Description sommaire des dessins
II s'agit de trois types de dessins ; des schémas statiques, géométriques et théoriques (figures 1 ; 2 et 3) ; des détails d'exécution (figures 4 et 5)
(Figure 1) Aspects Statiques définissant Le cadre statique de l'articulation flottante et les équations générales de son équilibre
(Figure 2) Aspects géométriques
Définissant le cadre géométrique du segment d'arc et les équations de les coordonnées des nœuds
(Figure 3) Schéma du flottement
En relation avec l'interactivité entre le corps du segment d'arc et ses cordes (les deux assimilés à deux ressorts), définissant les équations du flottement en général et ainsi la condition du flottement équidistant en dessous et au-dessus la position neutre.
(Figure 4) Détail nœud
Une manière de l'exécuter.
(Figure 5) Eléments périphériques
Détails 1 (joint gyroscopique). Détail 2 ((joint niveau fondation).
Une manière de les exécuter.
(Figure 6) Les données de l'exemple
Le diagramme des sollicitations sous le cas asymétrique critique
Claims
Revendications
1) Structure en arc caractérisée par son cadre statique nouvel qui est un développement d'un cadre statique traditionnel (portique à trois articulations) afin de rendre possible de faire fonctionner ses deux versants (dans notre cas deux segmente d'arcs) sous des forces axiales au lieu des moments de flexion ; ce cadre statique est l'union de deux segments d'arcs exposés, avant l'application des charges extérieures (comme c'est le cas de l'arc du chasseur), à la tension initiale adaptée de leurs cordes (cette tension variera selon la variation des charges extérieures mais elle doit toujours être positive (donc en perpétuel état de tension comme c'est le cas avec un élément précontraint) ; chaque segment présentant deux articulations, et les deux segments sont reliés ensemble par leur articulation commune au sommet de la structure, dite articulation flottante (C), les deux autres articulations (A, B) restant appuyées sur les fondations, (figure 1)
2) Structure en arc selon la revendication 1 caractérisée en ce que les deux segments d'arcs sont en forme de treillis et de section triangulaire équilatérale , de côtés variable, maximal au centre et minimal au niveau de ses articulations, (figure 2)
3) Structure en arc selon la revendication 2, caractérisée par la transposition de la mise en géométrie, utilisée dans le domaine des structures en lamellées collées, en celui des structures métalliques, où les lames de bois non-solidaires gardent leur disposition géométrique finale à travers la colle pendant que (dans notre cas) les profiles métalliques font de même à travers la triangulation
4) Structure en arc selon la revendication 2 caractérisée par la particularité de la triangulation de notre treillis (rigide simple dans le sens transversal et souple croisée dans le sens longitudinal ; figure 2 et 4)
5) Structure en arc selon la revendication 2 caractérisée par le fait que les nœuds de ce treillis sont de la sorte à répondre à sa spécificité géométrique (figure 4)
6) Structure en arc selon la revendication 2 caractérisée par le fait que les éléments périphériques de ce treillis sont de la sorte à répondre à sa spécificité géométrique, (figure 5)
7) Structure en arc selon la revendication 2 caractérisée par le fait que le module principale (chacun des deux segments) est constitué de trois sous-modules de deux types différents, un central de 12 m de longueur, et deux périphériques de chaque côté et d'une longueur complémentaire (selon la travée à couvrir et qui peut aller jusqu'à 12m de chaque coté), totalisant ainsi une longueur rectiligne de
36 m ; dont la mise ensemble de deux peut couvrir (en utilisant des composant standard de 12 m) une travée à l'ordre de 65 m.
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