Étude de cas - Centrale biomasse de Metz
On s'intéresse à la structure porteuse du groupe turbo-alternateur, qui permet la transformation en électricité à partir des vapeurs haute-pression émanant de la chaudière biomasse. Il est situé dans le bâtiment GTA(Groupe Turbine Alternateur), localisé près de la chaudière.
Il est porté par une structure en béton armé, désolidarisée du reste de la structure du bâtiment et composée :
d'une épaisse dalle en béton armé (BA), appelée table GTA
de 6 poteaux en béton armé
de 6 boîtes à ressorts intercalées entre la table et la tête des poteaux
Le GTA génère des vibrations qui ont des conséquences sur sa structure porteuse.
Conseil : Mise en situation
CONSULTER la Mise en Situation.
Q10 / JUSTIFIER le choix d'une structure lourde en béton armé pour la table GTA et de boîtes à ressorts, S'APPUYER sur le DT1.
| Bâtiment GTA |
Étude de la structure porteuse du GTA sous charges verticales
On admet que les poids de la turbine et de l'alternateur sont uniformément répartis sur les zones de dalle sur lesquelles ils s'appuient.
Q11 / TRACER, HACHURER et COTER, sur la vue en plan ci-dessous, les zones de dalle reprises par les poteaux P1 (tracé en bleu) et P2 (tracé en vert).
Remarque : Poteau P3
La zone reprise par le poteau P3 est donnée.
Les charges surfaciques des deux zones de dalles sont les suivantes :
zone turbine : qTURB = 48,6 kN.m-2
zone alternateur : qALT = 77,3 kN.m-2
On simule le comportement d'une moitié de dalle sous charges statiques avec un logiciel de RDM (Résistance Des Matériaux).
Les nœuds N1, N2 et N3 correspondent aux poteaux P1, P2, P3.
Les barres B1 et B2 correspondent à la moitié longitudinale de la table GTA.
Remarque : Modèle
Le modèle employé pour cette simulation est un modèle simplifié.
Q12 / À partir des charges surfaciques qTURB et qALT données ci-dessus, JUSTIFIER par le calcul, la valeur des charges linéiques uniformément réparties utilisées pour la simulation, à savoir q1 = 109,3 et q2 = 173,9 kN/m.
Q13 / DÉTERMINER le poids propre « PP2 » du poteau P2, sachant que le poids volumique du béton armé est de 25 kN/m3.
Au pied de poteau, comme aucun effort horizontal n'est appliqué sur le poteau en dehors de HP2, on a :
Hfond = HP2 |
Q14 / DÉTERMINER les valeurs des efforts Vfond et Hfond à l'encastrement du poteau dans la fondation.
MONTRER que le moment d'encastrement du poteau dans la fondation a pour module : Mfond = 627,9 kNm.
D'après le rapport de sol, les fondations sous poteaux peuvent être des semelles superficielles. Le terrain dans lequel elles sont ancrées a une portance de 0,15 MPa. On admet que la charge verticale totale exercée sur la semelle de fondation (Vfond + poids propre de la semelle) est de 1 130 kN.
Q15 / MONTRER qu'une semelle de surface 3 m x 3 m est suffisante pour reprendre les charges verticales.
