Calcul structure bois : installation de panneaux photovoltaïques

Installation de panneaux photovoltaïques sur des hangars professionnels avec une structure en bois

Agicea est un bureau d’étude tout à fait habilité pour le calcul structure terrasse bois. Dans cet article, nous vous présentons un exemple de réalisation pour un projet spécifique : le calcul de structure pour vérifier si l’installation de panneaux photovoltaïques est possible sur une charpente en bois d’un hangar professionnel. Il pourrait également s’agir de hangar agricole.

Détail du projet pour le calcul de structure en bois

Notre client a fait appel à nous pour justifier de la tenue mécanique de charpentes de hangars professionnels en bois lamellé collé sous conditions d’exploitation normale et sismique. Ce projet intervient dans le cadre de la mise en œuvre et de l’installation de panneaux photovoltaïques disposés sur les versants Sud de la couverture de chacune des toitures des deux bâtiments selon les Eurocodes en vigueur. Le projet de calepinage des panneaux solaires en toiture est présenté ci-dessous.

Objet de l’étude de la structure en bois :

Il est question dans cette étude de vérifier les déformations, les efforts et les moments maximaux pour : les poutres de portique, les pannes et les poteaux. L’ensemble doit être correctement dimensionné aux Etats Limites Ultime (ELU) et aux Etats Limites de Service (ELS) par la méthode des éléments finis. Un cas de charge pour l’analyse sismique a été nécessaire.

L’étude a pour but de définir les sections nécessaires afin de résister aux charges d’exploitation. Elle permet également de vérifier la géométrie initialement conçue et les flèches. Enfin, elle pourra aussi apporter les optimisations nécessaires pour valider la faisabilité du projet d’équipement solaire.

Modélisation des bâtiments

L’ensemble des composants des bâtiments est modélisé en éléments barres à l’exception des acrotères (prises en compte de l’effet du vent). Les vérifications des contraintes et de déformations sont réalisées suivant les critères des normes Eurocode 0 ; 1 ; 2 ; 5 et 8.

Application du cas de charge Séisme

Nous définissons une seule combinaison de masse pour l’analyse sismique. Celle-ci intègre la masse la structure en bois lamellé collé et celle des panneaux sandwich + panneaux photovoltaïques, avec leur coefficient propre en situation accidentelle sismique selon la NF EN 1990 au §6.4.3.4 (ΨEi = φ * Ψ2i ).

 

 

L’analyse modale permet de connaître le comportement de la structure à chaque fréquence de vibration. Comme le stipule la NF EN 1998-1 au §4.3.3.3.2 (éq. 4.15), nous avons défini 500 modes propres. De cette façon, cela peut couvrir au moins 85% des possibilités de vibration du modèle, .

Cela nous donne deux spectres de réponse :

• Horizontal

• Vertical :

Résultats de l’analyse modale

Pour ce faire, nous sélectionnons les cas de charge accidentels dû aux effets d’un séisme les plus impactant pour la structure. La part de la masse impliquée dans ces modes est supérieure ou égale à 5% du total, NF EN 1998-1 au 4.3.3.3.1(2) :

• Mode 1 Fréquence de 1,218 Hz

• Mode 3 Fréquence de 2,039 Hz

 

• Mode 5 Fréquence de 2.246 Hz

• Mode 71 Fréquence de 6.114 Hz

 

Vérifications des déformations

Vérifications des moments de force

 

 

Dernières vérifications des efforts

 

 

Synthèse du projet de calcul de la structure en bois

Nous avons recommandé la mise en place de bracons de renfort ou de tirants. Ceux-ci sont à placer aux endroits de la connexion des poutres des différents portiques. Ainsi, ils diminueront les déformations et les contraintes dans les poutres.

Vous souhaitez vous aussi vérifier la tenue mécanique de votre structure pour vos projets de production d’énergie solaire ? Vous avez besoin d’un spécialise en calcul structure terrasse bois ?

N’hésitez pas à faire appel à notre équipe experte dans ce domaine, contactez-nous !