Charpente d'échafaudage pour une rénovation du clocher à Kerpen

Projet Client

Structural Engineering Engineering Consultancy Klimpel
Bochum, Germany
www.ib-klimpel.de
Scaffolding Geistert Gerüstbaulogistik GmbH
Duisburg, Germany
www.geistert.de
Investor Katholische Kirchengemeinde St. Martinus
Kerpen, Germany

Longueur: 10 m | Largeur: 10 m | Hauteur: 30 m | Poids: ~ 25 t
Effets non linéaires: Barres de traction et de flambement, appuis des barres non linéaires
Nombre de Noeuds: 721 | Barres: 2,600 | Matériaux: 1 | Sections: 6

Un échafaudage a été nécessaire pour rendre possible la rénovation du clocher de la paroisse St. Martinus à Kerpen. Ces travaux faisaient partie d’un projet de construction avec un volume de commande d’environ 850 000 Euros.

Les ingénieurs responsables du projet ont rencontré un défi spécial avec la structure de charpente qui devait être construite à l’extrémité du sommet, sans application d’ancrage de pression utilisé habituellement avec un échafaudage. De plus, le revêtement avec couverture fit que la structure de charpente devait être calculée sans réduction des charges de vent. 

La charpente a été construite à l’aide d’un échafaudage modulaire, de type polygone de 16 côtés de 40 x 60 m environ d'un côté et de 8 côtés de 60 x 70 m d’environ de l'autre.

Analyse structurale

La conception de la structure spatiale s'est faite sur RSTAB. Le calcul a été fait grâce aux modules additionnels RSBUCK et RSIMP.

Génération de la structure
La structure a d'abord été modélisée dans le logiciel de dessin AutoCAD. Les données ont ensuite été transférées vers RSTAB grâce à l'interface DXF, et les matériaux ont été assignés aux sections individuelles. Les fins de barres ont été simulées par les fins de barres non linéaires de RSTAB selon les normes.

L'entrée de charges
Les charges de vent ont été déterminées selon EC 1 et DIN 1054 T4. L'analyse a considéré son approche pour convenir aux 16 et 8 bords de la structure. La forme du cylindre a aussi été testée par la comparaison.

Le groupe de charge décisif a résulté d'une combinaison entre le poids propre et la charge de vent maximale (le facteur de sécurité partiel γF pour les cas de charge est toujours de 1.5 lorsqu'il s'agit d'échafaudage).

Avec la fonction de génération de charges de RSTAB, les analyses alternatives pour différents types d'applications de charges de vent ont été possibles.

Analyse de stabilité
L'état de flambement le plus a été déterminé avec le module additionnel RSBUCK. Avec ce résultat, le module additionnel RSIMP a généré automatiquement les imperfections pour RSTAB.

Les cas de charge pour poids-propre, pour le vent et pour les imperfections ont été combinés dans des combinaisons de charges calculées selon l'analyse du second-ordre. Enfin, une vérification élastique-plastique a été menée.

Logiciels utilisés pour l'analyse structurale

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