CHAPITRE VII : ETUDE DES ELEMENTS STRUCTURAUX
3- Ferraillage du radier
Le radier fonctionne comme un plancher renversé dont les appuis sont constitués par les poteaux et les nervures est soumis à une pression uniforme provenant du poids propre de l’ouvrage et des surcharges.
Donc on peut se rapporter aux méthodes données par le BAEL 91.
A. Méthode de calcul
Notre radier comporte des panneaux de dalle appuyés sur 4 cotés soumis à une charge uniformément répartie.
Les moments dans les dalles se calculent pour une bande de largeur unité et ont pour valeurs :
-dans le sens de la petite portée : Mx=µx.q.Lx2
-dans le sens de la grande portée : My=µy.Mx
Les valeurs des µx , µy ont fonction de (
= Lx/Ly )Pour le calcul, on suppose que les panneaux sont partiellement encastrés aux niveaux des appuis,
D’où on déduit les moments en travée et les moments sur appuis.
-Si le panneau considéré est continu au-delà des appuis (panneau intermédiaire)
Moment en travée :(Mtx=0,75.Mx ; Mty=0,75.My)
Moment sur appuis :(Max=0,5.Mx ; May=0,5.My) - Si le panneau considéré est un panneau de rive
Moment en travée : (Mtx=0,85.Mx ; Mty=0,85.My)
Moment sur appuis : (Mtx=0,3.Mx ; Mty=0,3.My)
-Le calcul se fera pour le panneau le plus sollicité uniquement. Ce dernier a les dimensions montrées dans le schéma ci-joint, où Lx est la plus petite dimension.
Le rapport de la plus petite dimension du panneau sur la plus grande dimension doit être supérieur
à « 0,40 »
B. Evaluation des charges et surcharges Les valeurs des charges ultimes:
Etude de l’infrastructure 2017
C- Calcul du ferraillage 805
Détermination des efforts :
Tableau VII-3) Les efforts à L’ELU :
Tableau VII-4) Les efforts à L’ELS:
Lx(m) Ly(m) α Sens x Sens y
Figure 8.1 panneau le plus sollicité
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Page 133 Ferraillage : exemple de calcul
a/ Sens x-x :
Condition de non fragilité :
ml
Armature finale
A = max (7.50 ; 5.45 ; 7,6) A = 7.6 cm²/ml
Etude de l’infrastructure 2017
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Calcul des armatures à L’ELU :
Les résultats obtenus sont récapitulés dans le tableau suivant :
Sens XX Sens YY
En travée Sur appuis En travée Sur appuis
Mu (KN.m) 121.63 81.08 74.65 49.70
µ 0,021 0,014 0,013 0,008
µ < 0.186 Oui Oui Oui Oui
As (cm2/ml) 5.66 3,77 3,47 2,31
Asmin (cm2/ml) 7,60 7,60 7,60 7,60
Choix des barres
6HA14 6HA14 6HA14 6HA14
As adopté 9,24 9,24 9,24 9,24
Tableau 8.5: Le ferraillage a L’ELU b. état limite de service (ELS)
Exemple de calcul :
Le sens X :a)-En travée : 𝑀𝑠𝑒𝑟 𝑥𝑡 =59.17 N.m ; d = 63
𝜎̅ = min (𝑠 2
3fe; 150η) ; η = 1,6 pour les HA 𝑓𝑡𝑗 = 2,1 MPa ⇒ 𝜎̅𝑠=240 MPa.
𝜇1 = 𝑀𝑠𝑒𝑟 𝑥𝑡
b. d2. 𝜎̅𝑠𝜇1 = 59.17 ∗ 10 3
100.632. 240 = 0,006
𝜆 = 1 + 30.0,006 = 1,18; cos 𝜑 = 1,18(-3/2) = 0,78𝜑 = 38.72°
α1 = 1 − 2√1,18. cos (240 +38.72
3 ) = 0.237 ; K1 = 15(1 −0,237)
0,237 = 48.31 𝜎𝑏𝑐 = 240
48.31= 4.96MPa ; 𝜎𝑏𝑐 = 0,6𝑓28=15 MPa.
On a : 𝜎𝑏𝑐 < 𝜎𝑏𝑐 ⇔ il n’y’a pas d’armature comprimée.
⇒ Aser=0 ; β1 = 1 −0,237
3 = 0,91.
Atser = Mser σs
̅̅̅. β1. d= 59.17. 103
240.0,92.63= 6,38 cm2/ml
Etude de l’infrastructure 2017
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Armatures minimales :
𝐁. 𝐀. 𝐄. 𝐋: Amin = 0,23. b. d.𝑓𝑡𝑗
𝑓𝑒 → Amin = (0,23.100.63. 2,1
400) → Amin = 1,63 cm2/ml
Détermination des armatures à L’ELS : fissuration très préjudiciable Sens transversal Sens longitudinal
En travée Sur appuis En travée Sur appuis
Tableau 8.6: le ferraillage a L’ELS VII.4 Débord :
VII.4.1 Ferraillage du débord :
MPa
Etude de l’infrastructure 2017
Page 136 μ ≤ μAB = 0,34 ⇒ Pivot A { A′u = 0
σs = fe / γs = 400
1,15⇒ σs = 348 MPa α = 1,25 × (1 − √1 − 2μ) = 1,25 × (1 − √1 − 2 × 0,003 ) ⇒ α = 0,039 β = 1 − 0,4α = 1 − (0,4 × 0,003) ⇒ β = 0,994
Atu= Mu
σs× β × d= 1947
348 × 0,994 × 63⇒ 𝐀𝐭𝐮= 𝟎. 𝟖 𝐜𝐦𝟐
m KN L M
Mu qu u 19.47 . 2
2
KNm
Mu . d
m β As
cm219.47 0,63 0,0031 0,994 0,8
Tableau 8.7: Calcul le ferraillage du débord à L’ELU
B- A L’ELS m L KN
Mser qser 14.21 . 2
2
𝜇1 = 𝑀𝑠𝑒𝑟 𝑥𝑡
b. d2. 𝜎̅𝑠𝜇1 = 14.21 ∗ 10 3
100.632. 240 = 1.4 10−4
𝜆 = 1 + 30.1.4 10−4= 1,04; cos 𝜑 = 1,04(-3/2) = 0,94𝜑 = 19.46°
α1 = 1 − 2√1,04. cos (240 +19.46
3 ) = 0.414 ; K1 = 15(1 −0,414)
0,414 = 21.23 𝜎𝑏𝑐 = 240
21.23= 11.30MPa ; 𝜎𝑏𝑐 = 0,6𝑓28=15 MPa.
On a : 𝜎𝑏𝑐 < 𝜎𝑏𝑐 ⇔ il n’y’a pas d’armature comprimée.
⇒ Aser=0 ; β1 = 1 −0,414
3 = 0,86.
Atser = Mser σs
̅̅̅. β1. d= 14.21. 103
240.0,86.63= 6,38 cm2/ml
Ms d α β 𝜎𝑏𝑐 As
14.21 0,63 0.414 0.86 11.30 1.09
Tableau 8.8: Calcul le ferraillage du débord à L’ELS
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C- Les vérifications a- Condition de non fragilité
min
Tableau 8.9: Choix des barres du débord VII.5 . Dimensionnement et ferraillage de la nervure
VII .5.1 hauteur de la nervure :
On prend : hn = 55 cm
a- Condition de la longueur élastique:
Le=
LMAX : distance maximale entre deux voiles successifs est égale 5,40m.
E : Module d’élasticité du béton E =32164195 KN/m2.
Etude de l’infrastructure 2017
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b : largeur du radier ( bande de 1 mètre).
K : coefficient de raideur du sol rapporté à l’unité de surface pour un sol moyen ; K=40000 KN/m3
D’où : hn
3 K ( 2 L
MAX/ )
4/ E
31. hn80.69 cm.On opte : hn = 81 cm
VII .5.2 ferraillage de la nervure : A- Charges et surcharges
On suppose que la fondation est suffisamment rigide pour assurer que les contraintes varient linéairement le long de la fondation.
Dans ce cas on considère que les nervures sont appuyées au niveau des éléments porteurs de la superstructure et chargées en dessous par les réactions du sol.
Pour le calcul on a trouvé :
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B- Calcul du ferraillage :
Le tableau suivant récapitule les résultats trouvés avec: h = 81cm, b = 50cm, c = 5cm
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Vu que la fissuration est peu préjudiciable on à :
Aucune limitation des contraintes pour l’acier.
La contrainte du béton bc bc 15MPa
Tableau VII-10) vérification des contraintes à l’ELS
Etude de l’infrastructure 2017
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A- Vérification de la contrainte tangentielle On doit vérifier que:
B- Les armatures transversales
Espacement :
D’après le RPA99, les armatures transversales ne doivent pas dépasser un espacement Stde :
zonecourante
cm
D’après leCBA93 l'espacement des armatures transversales ne doit pas dépasser les valeurs :
cm a cm
St min15L;40 , 10
L : Le plus petit diamètre d’armature longitudinale
a : le plus petit coté des dimensions transversales du poteau
D’après les prescriptions des deux règlements cités ci avant on adopte un espacement des armatures transversales dans les deux sens :
Zone nodale :St 15cm Zone courante :St 30cm
Etude de l’infrastructure 2017
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Diamètre des armatures transversal : Il est définie par :
cm prend
on t
t
L t
2 . 1 : 66 . 10
3 1
max
C- Les armatures de peau
2 2
1 , 2 7 , 0
3 cm
cm m
AP
Par paroi on prend :
2 HA 14 3 , 08 cm
2 (Fissuration préjudiciable)D- Etude du débord de radier
Le débord de radier est assimilé à une console de largeur L=50cm.
Le calcul se fera pour une bande de largeur b=1m ; h=0,7m et d=0,63m.
Représentation schématique :
Vérification au cisaillement :
f MPa MPad Min b
V
c U
U
b 0,2 28;5 3.3
0
.
Ou :
L=50cm
T=qL
M=qL2/2
Etude de l’infrastructure 2017
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VU qUL155.830,50,07MPa. .
3 . 3 19
,
0 MPa U MPa
b
Donc : Le cisaillement est vérifié, les armatures d’effort tranchant ne sont pas nécessaires.
Condition de non fragilité :
14 5 6
, 7
. / 6 , 7 / 23
, 0
2
2 28
0
cm A
ml cm f
df b A
S
e t Min
Conclusion
conclusion 2017
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La réalisation du projet de fin d'étude ,qui est une synthèse de plusieurs années de formation, nous a permis d'approfondies nos connaissances théoriques et pratique sur le calcul des structures à plusieurs niveaux tout on respectant les règlements
-RPA 99v 2003 ET le BAEL91
Pour contribuer a l'analyse dynamique de la structure on a utilisées logiciel ROBOT pour résoudre plusieurs problèmes rencontrés, exemple:
-L'étude des panneaux de formes irrégulières et appuyés sur deus ou trois contours
-De donner une modélisation spécifié de la structure étudiée -d'effectuer des analyses dynamiques par spectre de réponse
Et on a utilisé logiciel AUTO-CAD qui est un outil servant a automatiser le dessin et
Permet de modéliser un projet sur ordinateur
* D’une part (économie) l’estimation des quantités du béton et d’aciers nécessaire. En effet, le pré dimensionnement a donné des sections de poteaux non économiques.
*D’une part (stabilité)
Pour ce la nous avons fait une étude (technico-économique) de notre bâtiment pour
Obtenir une ; * structure de bonne stabilité * structure économique
Finalement nous espérons que ce mémoire soit le premier pas vers la vie professionnelle et un guide pour ce qui s’intéresse de près ou loin au métier de l’ingénieur en génie civil.
Bibliographie
Page 147
Livre :
Règles Parasismiques Algériennes RPA99/version2003.
Règles de Conception et de Calcul des Structures en Béton Armé CBA 93.
Règles (BAEL 91 modifié 99) techniques de conception et de calcul des ouvrages et constructions en béton armé suivant la méthode des états – limites.
DTR B-C 2-2 charges permanentes et charges d’exploitation.
Pratique de béton armé B.A.E.L 91-Jean perchat et Jean roux.
Mémoire de fin d’étude des promotions précédentes.
Logiciels :
ROBOT millenium 2014 : Modalisation de la structure.
Auto CAD 2015 : Réalisation des planches GC.
R.P.A99.
Page 148
صخلم
ذذةل ع ذذ ةلابعذذورشالا ذذه لعذذوةل ا لت ةشذذسلتذذ ة لة ذذبةزلتذذ ةينلتذذساعد
د يل لت دل لق ابط ل
لت شاةشةشالتيطةرشال رضلتفةصرشال اعهبلت لاب لتعقابشا
ل II.a .يعئاةبشاللةلاةشالتسدةهلتساعدلةشعرلبسح ل
ل لتحلذسرشالتة ذسعسشال ا ل اعدذبشالبل دذرةلأالبل ضع عشالتطساب لتييحر ل.تذذ ي لأالبلتذذ دبرعشال لابذذرحشاللذذششلل ذذلنرب يرلبلتذذ ة شالعاعينذذسال رذذضش
لأالعص ةعشالفلنسرلح لسنلبلس ق ل ةابذيشالبلع ذعرلشل ذي طل رذصرلت س س
ليعذئاةبشاللةلاةذشالتذسدةهلتذساعدلس ذ يرلبذسحل ل للبرعرشا لدذع للدذعرشا
للاةذذشة ي ذذر 21
( 2003 RPA99/version2003
س ذذ يرلبل) ل ةرذذسلاا
(حلسرشا CBA93
ل.) ل
RESUME
Le présent mémoire, étudie un bâtiment en R+10 à usage multiple. Il est implanté à belgayd dans la wilaya de ORAN .Cette région est classée en zone sismique IIa selon le RPA-99 /version 2003.
Cet ouvrage est une structure mixte (portiques-voiles), et le pré dimensionnement des éléments porteurs a été fait conformément au CBA93 et
RPA99/version2003. L’analyse sismique de la structure a
été réalisée par le logiciel de calcul par élément finis
robot.
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