Note de Calcul15m pylone

Note de calcul

Pylônes GSM Hauteur 15m

Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24

Pylône GSM Hauteur : 15 m Matériau : E24 Vitesse du vent : 50 m/s

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 I. Géométrie du pylône : Hauteur : H = 15 m. Section à la base carrée de dimension 1,4 X 1,4 m2. Profil des sections : cornières. Le pylône est composé de 3 tronçons de hauteurs indiquées dans le schéma qui suit :

5.6 m TR1

4.4 m TR2 5m

TR3

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 II. Hypothèses de calcul : Vitesse du vent : Type de site Site exposé Site normal région I Site normal région II

Vitesse en m/s 50 39 44

Antennes : •

9 antennes de radiotéléphonie mobile (GSM) avec leur guide d’onde (de surface 0,6 m2). Leur poids total est de 200 kg et leurs systèmes de fixation ayant un poids de 150 kg.

•

8 antennes paraboliques pleines de 1,2m de diamètre avec leur guide d’onde ayant un poids total de 400 kg et leurs systèmes de fixation ayant un poids de 300 kg.

Charges verticales : • • • • •

Concentration de deux personnes de 1KN chacune plus 1KN d’équipement n’importe où sur le fût du pylône. Les câbles et les échelles sont supposés continus depuis le pied du pylône jusqu’à son sommet. 2 systèmes de balisage placés au sommet et exerçant chacun une charge de 10 kg. Un paratonnerre placé au sommet et exerçant une charge de 10 kg. 1 palier de travail placé dans la base des tronçons carrés de 1 X 1 m (TR1), exerçant une charge de 100 kg.

Limitation des déformations : •

La déformation angulaire doit être inférieure à 1°.

Les assemblages : • • • •

Tous les assemblages dans la structure sont boulonnés. L’assemblage entre membrures est assuré par des éclisses et des boulons en file sur les deux faces des cornières. Les autres assemblages sont assurés par un seul boulon chacun. Les boulons sont galvanisés à chaud. Ils sont de classe 6.8. Les écrous et les rondelles sont également galvanisés à chaud.

Définition de la matière : • •

Tous les profilés rentrant dans la constitution du pylône sont acier E24, E28 ou E36 suivant la norme EN10025. Les boulons permettant d’assurer les différents assemblages entre les éléments de la structure, sont de classe de qualité 6.8.

•

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 Documents de référence : • • • • •

Les boulons répondent à la norme NFP 22.230. Le calcul des effets du vent est fait selon la norme NV65. Le calcul du dimensionnement de la structure est fait selon les normes CM66. Le calcul et le dimensionnement des massifs sont faits selon les normes du BAEL91. Le calcul des fondations est fait selon les règles du fascicule 62 titre V, du DTU 13.12 et DTU 13.2.

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 III. Définition des charges : a. Charges permanentes (G): Equipements & installations Poids propre 9 antennes GSM + Sys de fixation 8 antennes paraboliques+ Sys de fixation Echelle Paratonnerre Système de balisage 1 palier de repos

Poids 7701 Kg/m3 200 + 150 kg 400 + 300 kg 8 kg/m × 15 10 kg 10 kg × 2 100 kg

Total 7701 Kg/m3 350 kg 700 kg 120 kg 10 kg 20 kg 100 kg

b. Charges d’exploitation (Q) : Charges d’exploitation Charge due au personnel Equipement

Poids 2×100 kg 100 kg

Total 200 kg 100 kg

c. Effet du vent (W) : - Effet du vent sur le pylône : La section du pylône est carrée. On distingue deux types de vent (NV65 N R 5,232) : • •

Vent perpendiculaire paroi I : W1 Vent bissectrice paroi I et II : W2

- Effet du vent sur les antennes : Surface en m2 0,6 1,13

Antennes GSM Paraboliques

Coefficient de traînée 1,35 1,2

d. Définition des combinaisons de charges (CM66 N R 1,2) Combinaison 1 2 3 4 5 6 7 8

Définition G + Q + W1 G + Q + W2 G + W1 G+ W2 1,33 G + 1,42 Q + 1,42 W1 1,33 G + 1,42 Q + 1,42 W2 G + 1,75 W1 G + 1,75 W2

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 VI. Pylône de hauteur 15 m - Vitesse du vent 50 m/s - Matériau E24

1. Résultat de dimensionnement de la charpente métallique : a. Période : T = 0,14 (Mode 1)

b. Les profiles obtenus après calcul (voir la suite) sont : Tronçon Hauteur (m) Montants TR1 5,6 70 X 70 X8 TR2 4,4 90 X 90 X 9 TR3 5 120 X 120 X 12

Diagonales 50 X 50 X 5 50 X 50 X 5 50 X 50 X 5

Traverses 50 X 50 X 5 50 X 50 X 5 50 X 50 X 5

c. Métré :

Type CAE 50x5 CAE 70x7 CAE 90x9 CAE 120x12 Totaux nets:

Nombre 132 4 4 4

Longueur (m) 169,24 22,4 17,48 20

Poids. U Poids/Barre Poids Total (Kg/m) (Kg) (Kg) 3,77 638,27 638 7,38 165,29 165 12,19 213,04 213 21,63 432,55 433 1449

Surface (m2) 32,83 6,1 6,13 9,38 54,43

d. Déplacement maximal au sommet de la structure : UX [cm] MAX

UY [cm]

UZ [cm]

RX [Deg]

RY [Deg]

RZ [Deg]

4,501

0,017

0,341

0,004

0,005

0,001

Nœuds

1

53

40

49

14

52

Cas

7

7

8

8

7

8

Le déplacement au sommet est donc : 4,5 cm Soit un angle de : 0,17° < 1°

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Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 e. Résultats de calcul de la stabilité des éléments :

TR1

TR2

TR3

Elément Montants Diagonales Traverses Montants Diagonales Traverses Montants Diagonales Traverses

Pièce CAE 70x7 CAE 50x5 CAE 50x5 CAE 90x9 CAE 50x5 CAE 50x5 CAE 120x12 CAE 50x5 CAE 50x5

Matériau ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24 ACIER E24

Lay (cm) 131.97 66.84 52.96 79.86 66.84 52.88 68.42 76.21 52.88

Laz (cm) 131.97 83.55 66.20 79.86 83.55 66.11 68.42 95.27 66.11

Ratio 0.74 0.21 0.32 0.70 0.26 0.36 0.60 0.17 0.36

2. Calcul des assemblages : a. Formules utilisées pour la vérification des assemblages : •

Résistance d’un boulon au cisaillement :

•

Nombre de boulons :

•

Pression diamétrale :

•

Résistance des plats de couvre joint

Avec : AS AN m Q1 Q2 σred

Section résistante de la tige filetée, Section nettes Nombre de plans de cisaillement, Effort pondéré exercé sur un boulon perpendiculairement à son axe, Effort pondéré par boulon exercé sur l’assemblage, Contrainte caractéristique servant de contrainte de vérification des boulons.

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Cas 8 7 5 8 7 5 8 8 5

Pylône GSM - Hauteur 15 m - Vent 50 m/s - Matériau E24 b. Résultats :

Tronçon TR1 TR2 TR3

Tronçon TR1 – TR2 TR2 – TR3 TR3 – EMBASE

Assemblage traverses Φ boulons Nombre M14 1 M14 1 M16 1

Φ boulons M16 M18 M18

Nombre 4 6 6

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Assemblage diagonales Φ boulons Nombre M14 1 M14 1 M16 1

Couvre joint Couvre joint ext. Plat 60 X 6 Plat 70 X 7 Plat 90 X 9

Couvre joint int. L 70 X 70 X 7 L 90 X 90 X 9