Présentation AFGC Etudes structurelles en Présentation AFGC ...

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Présentation AFGC – Etudes structurelles enphase PRO – Calculs et modélisation 3DPatrick Lignier – Théophile Bruneau© Armin Hess & COOP HIMMELB(L)AU

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Introduction – l’histoire d’une structure• Histoire de la structure du nuage– Conception initiale en béton précontraint (Bollinger & Grohman)– Variante en charpente métallique de Castel et Fromaget– Reprise des études par Coyne et Bellier en phase projet (Nouvel Appel d’offres)Confortement du dimensionnement du nuage, mise au point du cristal, mise au point de laprimaire, mise au point des circulations, vérifications au sein d’un modèle global.– Etudes d’EXE – Vinci, i Permasteelisa, Jaillet Rouby, RCC, SMB, Polybatic, Bottes fondations

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Introduction – Missions de Coyne etBellier• Lors du GE1– AMOT– Mission de contrôleur indépendant pour les assureurs : audit, contre calcul de la charpenteprincipale sous ANSYS…• Etablissement du PRO / DCE– Reprise de la conception du GE1– Etudes focalisées sur la charpente métallique, le cristal et éléments du socle non finalisés(bloc 4)– Rassurer sur la faisabilité et le dimensionnement (Modèle global sous SCIA Engineer)• Missions DET / VISA renforcé / AOR

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Modèles de calcul• Nécessité de calculs aux Eléments finis– Structure et géométrie complexe nécessitant une approche en 3D– Planchers mixtes qui servent au contreventement– Ouvrage hyperstatique• Les modèles de structure :– La structure principale du nuage– La structure primaire du nuage– Le cristal et ses circulations– Le bloc 4• Le modèle Global• Notion de Contre-calcul et de convergence

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Structure principale du nuage• Ansys puis SCIAENGINEER• Appuis monumentaux etfondations• 3 conditions de solétudiées• Gestion du phasage deconstruction en phase PRO

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Structure primaire du nuage• Étude réalisée sous SCIA ENGINEER• 1000 points d’appuis sur la principale• Chargement complexe (Vent)• Interactions avec la principale (cas de température)

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Cristal• Etude réalisée sous SCIA Engineer• Cristal appuyé sur le nuage et le bloc 4• Chargement complexe– Vent– Gradients de température• Problèmes de déformabilité des verrières– Vérification de la mise en parallélogramme, du gauchissement…– Conditions de liaison entre les différents versants, potelets

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Circulations du cristalVolées 1 et 2Rampe hélicoïdale• Etudes isolées des circulations du cristal qui s’appuient sur le socle et le nuage (appuis souples)• Etude dynamique selon la norme iso 10137 (Aptitude au service des bâtiments et despasserelles sous vibrations) et le guide de l’AFGC (évaluation du comportement vibratoire despasserelles sous l’action des piétons)

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Modèle global• Objectifs– Prise en compte des chargements concomitants (cas de T° et de vent)– Prise en compte de l’interaction entre les différentes structures– Assurer la cohérence des différentes études• Difficultés– Taille du modèle, lenteur des calculs• ~35000 barres et 27000 nœuds• ~50 cas de charge• ~600 types de profilé utilisés• Plusieurs configurations– Travailler à plusieurs sur un seul objet– Implication forte de l’éditeur du logiciel• Transfert du modèle Ansys de la principale à un modèle SCIA• Test très grandes échelle des outils proposés par le logiciell• Réflexions qui ont menés à des développement ultérieurs du logiciel

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Modèle Global

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Quelques illustrations – Voilesprincipaux sur leurs appuis

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Quelques illustrations – Cristal

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Quelques illustrations – Structureprimaire et secondaire du cristal

Musée des Confluences – Présentation AFGC23/05/2012Conclusion• Un ouvrage exceptionnel• Des calculs pointus – Des calculs EF incontournables– Modélisation fine de l’ouvrage dés la phase PRO– Un modèle global pour des calculs cohérents• Une organisation adéquate– Coordination des bureaux d’étude– Implication de Coyne et Bellier pour la validation du modèle d’EXE