Les portes des hangars d'avion façonnent directement la conception des bâtiments à ossature d'acier-, puisque leur taille, leur poids, leur méthode de fonctionnement et les exigences en matière de charge de vent déterminent l'ouverture libre, la charpente des murs d'extrémité, la hauteur du bâtiment, le contreventement et les détails des fondations du hangar. La porte et la structure du bâtiment doivent être conçues ensemble pour que la structure résiste à long terme.
Pourquoi les portes des hangars d’avions doivent-elles être planifiées avant la conception des bâtiments en acier ?
Les portes des hangars d’avions constituent la plus grande ouverture dans la plupart des bâtiments d’aviation. Cette ouverture interrompt le système normal de poutres murales, de contreventements et de charpente du mur d'extrémité, de sorte que la structure en acier doit être conçue pour acheminer les charges en toute sécurité autour d'elle.
Planifier la porte du hangar dès le début permet d'éviter une inadéquation entre les besoins d'espace de l'avion et les dimensions du cadre en acier plus tard dans le processus de conception.
La porte détermine l’ouverture nette
Le propriétaire du bâtiment doit commencer par l’ouverture nette requise, et pas seulement par la taille de porte annoncée. L’ouverture nette nette correspond à la largeur et à la hauteur réellement dégagées disponibles lorsque la porte est complètement ouverte.
L'envergure de l'avion, la hauteur de la queue, le dégagement en bout d'aile, le dégagement de la queue, les itinéraires de remorquage et l'angle d'approche affectent tous cette dimension. Les rails, guides, joints, éléments de support et panneaux de porte pliés peuvent également réduire le dégagement utilisable.
Par exemple, une porte de 50 -pieds de large ne fournit pas automatiquement 50 pieds de dégagement utilisable pour l'avion. Un acheteur doit vérifier la largeur libre et la hauteur libre confirmées par le constructeur, puis comparer ces dimensions avec l'avion actuel et tout avion futur prévu.
Le type de porte détermine la géométrie du bâtiment
Le type de porte que vous choisissez détermine l’espace dont vous avez besoin au-dessus, à côté et devant l’ouverture. Les portes pliantes ont besoin d'un espace libre au-dessus pour que les panneaux se replient, tandis que les portes hydrauliques ont besoin d'un espace ouvert à l'avant, puisque le panneau unique pivote vers l'extérieur.
Les systèmes coulissants nécessitent de l'espace pour que les panneaux puissent s'empiler à côté de l'ouverture. Les systèmes de levage vertical- nécessitent un espace aérien important, ce qui peut affecter la charpente du toit et la hauteur libre intérieure.
Le style et la taille des portes sont généralement établis dès le début de la planification du hangar, car ils influencent directement la hauteur globale du bâtiment et la configuration des ouvertures.
Comment les dimensions des portes du hangar d’avion modifient-elles la conception du cadre en acier ?
Une porte de hangar d'avion large ou haute modifie le comportement structurel du mur d'extrémité. La charpente en acier doit supporter les charges du toit et des murs qui passeraient normalement par la zone actuellement occupée par l'ouverture de la porte.
En pratique, plus l’ouverture de la porte est grande, plus l’acier nécessaire autour de celle-ci est lourd. Cela se répercute sur la charpente principale, les pannes de toit, les poutres murales, les contreventements transversaux et les fondations.
Les portes de hangar larges nécessitent des linteaux et des colonnes de montant plus solides
Un linteau de porte s'étend sur le dessus de l'ouverture de la porte du hangar d'avions. Il transfère les charges liées au toit, aux murs et aux portes-dans les colonnes du montant de chaque côté de l'ouverture.
Les colonnes de montant ne sont pas des poteaux muraux ordinaires. Ils peuvent recevoir des réactions de linteau vertical, des charges de vent provenant de la porte, des forces de guidage, des forces de guidage et des forces opérationnelles créées lors de l'ouverture et de la fermeture de la porte.Étant donné que les ouvertures des portes du hangar peuvent être extrêmement larges, la rigidité du cadre est tout aussi critique que la résistance de base. Une déviation excessive dans les colonnes du linteau ou du montant peut désaligner les guides, coincer les rouleaux, endommager les joints d'étanchéité ou empêcher les verrous de s'enclencher correctement.
Les grandes portes de hangar peuvent augmenter la hauteur de l’avant-toit
La hauteur de l'avant-toit du hangar en acier doit fournir la hauteur libre de porte requise ainsi que l'espace nécessaire pour la structure de la porte et le mécanisme de fonctionnement. Cet espace supplémentaire peut inclure des rails, des charnières, des bras de levage, des guides supérieurs, des moteurs ou des panneaux de porte pliés.
L'augmentation de la hauteur de l'avant-toit peut affecter les colonnes des parois latérales, la quantité de panneaux muraux, la zone d'isolation, la pente du toit, la conception de la charpente principale et le tonnage global de l'acier. Cela peut également modifier l’apparence et le coût du bâtiment.
Un acheteur envisageant de stocker un avion plus grand plus tard devrait évaluer le futur dégagement de la queue dès le départ. Le fait de surélever une porte de hangar après la construction peut nécessiter des modifications importantes de la charpente du mur d'extrémité et du système de toit.
L'ossature transparente-protège l'espace de manœuvre intérieur.
Les bâtiments en acier à portée libre-sont bien adaptés aux hangars d'avions, car ils éliminent les colonnes intérieures sur la travée principale. Cela donne aux avions, aux équipements de remorquage et aux équipes de maintenance plus d’espace utilisable près de l’entrée.
Cependant, une conception à travée-libre n'élimine pas la nécessité d'un support de porte soigné. Le cadre principal, la charpente des murs d'extrémité et le contreventement doivent encore travailler ensemble pour gérer les effets structurels de la grande ouverture.
Les bâtiments aéronautiques en acier sont souvent conçus avec une charpente-à travée dégagée et de larges ouvertures de porte pour créer des zones de stockage et de mouvement sans colonnes-pour les avions.
Comment les différents types de portes de hangar affectent-ils la charpente en acier ?
Différentes portes de hangar d’avions ne chargent pas un cadre en acier de la même manière. L'ingénieur en bâtiment-en acier doit utiliser les dessins et les données de réaction vérifiés du fabricant de portes- plutôt que de supposer que toutes les grandes portes ont des exigences de support identiques.
Cette coordination doit couvrir l'état fermé de la porte, le mouvement d'ouverture et de fermeture, la position complètement ouverte, l'exposition au vent, la disposition du matériel et les conditions de fonctionnement d'urgence.
Comment les portes de hangar pliantes-affectent-elles la charpente en acier ?
Les portes de hangar pliantes-se replient vers le haut, généralement au niveau d'une ligne de charnière horizontale près de mi-hauteur. Ils sont souvent choisis pour les larges ouvertures des avions car ils peuvent créer une largeur libre importante sans nécessiter l’empilement des panneaux de porte le long du bâtiment.
Un système à deux volets impose généralement des charges importantes sur le collecteur, les colonnes de montant et le matériel associé. Le cadre d'acier doit résister au poids de la porte ainsi qu'aux réactions horizontales qui peuvent se produire lorsque la porte est en mouvement ou maintenue ouverte.
Le collecteur doit également être suffisamment rigide pour limiter les mouvements. Même un élément solide peut créer des problèmes de fonctionnement s'il fléchit suffisamment pour modifier l'alignement des charnières, des guides ou du système de verrouillage.
Comment les portes de hangar hydrauliques affectent-elles la charpente en acier ?
Les portes hydrauliques du hangar fonctionnent normalement comme un seul panneau rigide qui pivote vers l’extérieur et vers le haut. Une fois fermé, le panneau peut fournir une ligne extérieure épurée ; lorsqu'il est ouvert, il peut servir d'auvent.
Les vérins hydrauliques, les points de charnière et le panneau de porte transfèrent des forces concentrées dans la structure du mur d'extrémité. La charpente en acier et les fondations de support doivent tenir compte de ces réactions de connexion et des forces latérales développées lors de l'ouverture et de la fermeture.
Les portes hydrauliques nécessitent également un espace libre devant le hangar. Assurez-vous que rien ne se trouve dans la trajectoire d'ouverture de la porte lorsqu'elle s'ouvre.
Les portes pliantes et hydrauliques imposent toutes deux des charges mortes et du vent sur les linteaux et les colonnes d'extrémité, tandis que les systèmes hydrauliques créent également des forces au niveau de leurs points d'articulation pendant le fonctionnement.
Comment les portes coulissantes et à levage vertical-affectent-elles l'agencement ?
Les portes de hangar à avions coulissantes ou à enroulement inférieur-n'ont pas besoin du type d'espace libre devant l'avion comme le font les portes hydrauliques, mais comme elles se déplacent horizontalement, elles ont besoin de suffisamment d'espace sur un côté pour empiler les panneaux de porte.
Cette exigence d’aménagement peut réduire l’espace utilisable sur les murs d’extrémité pour les portes du personnel, les fenêtres, les locaux techniques ou les extensions futures. Les rails et les guides doivent également être coordonnés avec la dalle, la charpente murale et le tablier extérieur.
Les portes d'ascenseur verticales- nécessitent un espace aérien pour les panneaux, les rails et les équipements de levage. Ils conviennent bien à certaines configurations spécifiques, mais la structure du toit et le dégagement intérieur doivent prendre en compte le système de porte avant que la conception ne soit finalisée.
Comment les charges de vent affectent-elles la conception des portes de hangar en acier ?
Une porte de hangar d’avion est une grande surface extérieure exposée à la pression et à la succion du vent. Ces forces traversent les panneaux de porte, les guides, les serrures, les rails, les montants, les linteaux, les contreventements et les fondations.
Le bâtiment en acier et la porte doivent être conçus selon les mêmes critères de conception-spécifiques au projet. Ces critères peuvent inclure la vitesse du vent de conception applicable, la catégorie d'exposition, la hauteur du bâtiment, la charge de neige, les exigences sismiques et les exigences des codes locaux.
Les portes fermées doivent résister à la pression du vent de conception
Lorsque la porte est fermée, elle doit transférer la pression du vent extérieur en toute sécurité dans la structure du mur d'extrémité. Les panneaux de porte, les joints, les guides, les loquets, les goupilles et le matériel de connexion contribuent tous au chemin de charge.
L’ossature du mur d’extrémité doit résister à la fois à la pression vers l’intérieur et à la succion vers l’extérieur. Les forces qui en résultent peuvent augmenter la demande sur les colonnes de montant, les connexions de boutisse, les tiges d'ancrage, les plaques de base et les fondations en béton.
Les propriétaires doivent également faire la distinction entre le degré de vent d'une porte fermée-et-verrouillée et sa vitesse de vent de fonctionnement sécuritaire. Une porte peut être conçue pour résister à des vents violents lorsqu'elle est fermée, mais doit néanmoins rester fermée en cas de vents beaucoup plus faibles.
Les portes ouvertes peuvent augmenter la pression interne du bâtiment
Lorsqu’une grande porte de hangar est ouverte, le vent peut pénétrer dans le bâtiment et créer une pression interne. Cette pression peut augmenter les charges sur le toit, les murs, les contreventements et les principales charpentes en acier.
Les dispositions applicables des hangars d'avions américains-exigent une évaluation structurelle de la charge de vent-pour les portes fermées à la vitesse de vent maximale de conception et pour les portes ouvertes au maximum dans des conditions de vent spécifiées.Ces dispositionstraitez le hangar comme un bâtiment partiellement fermé et utilisez la zone de porte ouverte-dans le calcul.
Étant donné que l'adoption du code varie selon la juridiction, le professionnel de la conception agréé du projet doit confirmer le code en vigueur, les critères de vent et les conditions de fonctionnement des portes autorisées pour le site réel.
Que faut-il confirmer avant la fabrication d’un hangar en acier ?
Le moyen le plus efficace d’éviter les conflits de conception consiste à traiter la porte du hangar d’avion, le cadre en acier et les fondations comme un seul système coordonné. Attendre la fabrication pour confirmer les réactions de la porte peut entraîner des modifications coûteuses sur le terrain.
Le propriétaire, le fournisseur de bâtiments en acier-, l'ingénieur en structure, le fabricant de portes, le concepteur de fondations et l'installateur doivent travailler à partir des mêmes informations confirmées.
Confirmer l'autorisation de l'avion et les exigences futures
Identifiez l'envergure, la hauteur de la queue, la longueur et les exigences de remorquage de l'avion actuel. Déterminez ensuite si le hangar doit accueillir de futurs avions, un stockage partagé, des équipements de maintenance ou une configuration opérationnelle différente.
Réglez la largeur et la hauteur de l'ouverture nette requise avant de finaliser l'ordre des portes. Ne vous fiez pas uniquement aux dimensions nominales.
Obtenir les données d'ingénierie du fabricant de porte-
Demandez le dossier technique complet du fabricant de portes sélectionné. Cela doit identifier le poids de la porte, les réactions de support, les emplacements des guides et des charnières, les dégagements de fonctionnement, les exigences d'ancrage, la résistance au vent, les exigences électriques et les détails de connexion.
L'ingénieur en charpente en acier-a besoin de ces informations pour dimensionner correctement les linteaux, les colonnes de montant, les contreventements, les connexions et les fondations. Les détails génériques du « cadre de porte de hangar » peuvent ne pas convenir à un modèle de porte spécifique.
Coordonner la fondation, la dalle et le tablier
Les charges des portes sont finalement transférées aux fondations en béton. La conception peut nécessiter des piliers renforcés, des semelles plus grandes, des dispositions d'ancrage spéciales ou un renforcement localisé des dalles au niveau des montants et des supports de porte.
La dalle et le seuil doivent également permettre un fonctionnement fiable. Les portes à enroulement inférieur-peuvent être sensibles à l'alignement des rails, tandis que tous les types de portes bénéficient d'un drainage adéquat et d'un tablier durable qui empêche l'eau d'atteindre l'intérieur du hangar.
Un hangar à structure en acier-fonctionne mieux lorsqu'il esthangar à avions les portes sont spécifiées en premier, coordonnées structurellement au plus tôt et conçues avec l'ensemble du système de construction-non traité après coup.
FAQ
Quel type de porte nécessite le moins de renforcement structurel ?
Cela dépend du site, mais les systèmes de levage en tissu et verticaux-imposent généralement des exigences moindres sur le linteau que les portes pliantes-ou hydrauliques. Les portes coulissantes déplacent une plus grande partie de la charge structurelle vers les rails et la configuration des parois d'extrémité plutôt que vers le linteau.
Quand la porte doit-elle être sélectionnée dans le processus de conception ?
Le plus tôt possible, idéalement avant la finalisation de la charpente métallique. Dans le cas contraire, des modifications apportées ultérieurement entraîneront des coûts inutiles.
Une porte plus large nécessite-t-elle vraiment un cadre plus solide ?
Oui. Une ouverture plus large supprime la zone du mur qui aiderait normalement à résister au vent et aux charges latérales, de sorte que les colonnes du montant et le linteau au-dessus de la porte doivent compenser ce jeu.
