• Aucun résultat trouvé

Etude d’un bâtiment d’une forme irrégulière R+8+Entre Sol à usage multiples contreventé par des voiles porteurs en béton armé

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Partager "Etude d’un bâtiment d’une forme irrégulière R+8+Entre Sol à usage multiples contreventé par des voiles porteurs en béton armé"

Copied!
237
0
0

Texte intégral

(1)

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE AKLI MOHAND OULHADJE-BOUIRA

Faculté des Sciences et des Sciences Appliquées Département de Génie Civil

Mémoire de fin d’étude

Présenté par :

MANSOURI MAHMOUD BARKAT ABDELLAH

En vue de l’obtention du diplôme de Master 02 en :

Filière : Génie Civil

Option : Bâtiment

Thème :

Etude d’un bâtiment d’une forme irrégulière R+8+Entre Sol à usage

multiples contreventé par des voiles porteurs en béton armé

Devant le jury composé de :

Année Universitaire 2018/2019

Mr : KENNOUCHE SALIM UAMOB Président

Mme : BOUMAIZA MALIKA UAMOB Encadreur

Mme : MOHAMMADI SADIKA UAMOB Examinatrice

(2)

ﺣﺮﻟا ﷲا ﻢﺴﺑ

(3)

Remerciements

Toute notre parfaite gratitude et remerciement à

Allah le plus puissant qui nous donné la force, le courage et

la volonté pour élaborer ce travail.

Ainsi nous remercions tous les membres de jury d’avoir

accepté d’examiner notre travail.

C’est avec une profonde reconnaissance et considération

particulière que nous remercions notre encadreur Mme :

BOUMAIZA qui a encadré ce travail avec beaucoup

d’intérêt et d’optimisme, et pour sa patience, son intérêt

constant qu’elle a manifesté pour ce travail et ses conseils

éclairés.

Nous remercions également l’ensemble des enseignants

du département de génie civil.

Enfin, à tous ceux qui nous ont aidés de près ou de loin

pour la réalisation de ce projet de fin d’étude.

(4)

Je dédie ce travail à :

A mes très chers parents

Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le

respect que j’ai toujours eu pour vous, rien au monde ne vaut les efforts fournis

jour et nuit pour mon éducation et mon bien être, que dieu vous garde pour moi.

A mes chères sœurs

En souvenir d’une enfance dont nous avons partagé les meilleurs et les

plus agréables moments. Pour toute la complicité et l’entente qui nous unissent

pour tous laide que vous m’avez données

A toute la famille " Barkat".

A mes meilleurs amis (ies) en particuliers :

Mon binôme et à tous ceux qui me sont chère sans exception.

A mon encadreur bien sûr

: "Mme BOUMAIZA"

Qui a fait tout son possible pour nous aider et nous orienté dans l’élaboration de notre

mémoire.

A toute la promotion de Génie Civil 2019.

(5)

Je dédie ce travail à :

A mes très chers parents

Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime, le dévouement et le

respect que j’ai toujours eu pour vous, rien au monde ne vaut les efforts fournis

jour et nuit pour mon éducation et mon bien être, que dieu vous garde pour moi.

A mes chères sœurs et leurs familles

A mon cher frère Kamel et sa famille

En souvenir d’une enfance dont nous avons partagé les meilleurs et les

plus agréables moments. Pour toute la complicité et l’entente qui nous unissent

pour tous laide que vous m’avez données surtout « Nadia» et « Saida».

A toute la famille " Manssouri".

A mes meilleurs amis (ies) en particuliers :

Linda, Moh, Nassima et Abdellah et à tous ceux qui me sont chère sans

exception.

A mon encadreur bien sûr

: "Mme BOUMAIZA"

Qui a fait tout son possible pour nous aider et nous orienté dans l’élaboration de notre

mémoire.

A toute la promotion de Génie Civil 2019.

(6)

Ce projet présente une étude détaillée d’un bâtiment à usage multiple, commercial, service et habitation. Constitué d’un Rez de chaussée, entre sol plus huit (8) étages ; implante à la wilaya D’ALGER.

Cette région est classée en zone de forte sismicité, zone (III) selon les règles parasismiques algériennes RPA99 version 2003.

Dans notre étude, nous avons traité l’influence de l’interaction sol structure sur les bâtiments en béton armé.

L’objectif étant le dimensionnement des différents constitutifs du bâtiment pour déterminer le ferraillage approprié pour la résistance de ce dernier aux différentes actions auxquelles il peut être soumis, nous avons dû faire appel aux règlements en vigueur notamment le CBA93, le RPA99 /2003 et le BAEL91 /99.

Afin de déterminer les efforts internes dans les portiques, et en dynamique pour le calcul des modes de vibration, nous avons utilisé le logiciel de calcul ETABS V9.7.0. En fin, dans la dernière partie du mémoire on a fait l’étude et le calcul des fondations.

(7)

This Project presents a detailed study of multipurpose buildingː commercial, service and residential, which consists of ground floor, between ground and eight (8) floors, located in Algiers.

This region is classified as a third seismic zone according to the RPA99 version 2003. In the study, we have dealt with the effect of ground structure interaction on the reinforced concrete buildings.

The main objective is sizing the different components of the building to determine its appropriate reinforcement to resist to the various actions to which it may be subjected; we have had to resort to the regulations in force, especially the CBA93, RPA99 V2003 and BAEL91 /99.

In order to determine the internal forces in the gantries, and in dynamics to the calculate the vibration modes; we have used the calculation software ETABS V9.7.0. Finally, in the last part of our study paper, we have analyzed and calculated the foundations.

(8)

?@ارد عوFGHIا اJھ مMNO

PQRHI ?STUﻣ

ضاFXYا دMZ[ﻣ

:

و ير^_`

a`^ﻣMb

،aQd@و

ae fNO

Fgاh_Iا ?Oiو

.

jk^ط mﻣ نod[O

apرأ

mrk Fbأو

apرYا jk^sIا

?e^pt^k

PIإ

)

8

(

?rv^Hw

jkاoط

.

هJھ yQT`

ae ?NsQHIا

راMzt ^ًNeو ،?OoNIا ?rIاhIhIا jط^QHIا mHp |I^}Iا h~FHIا

RPA99

?Q@

2003

.

^H~

?•S€HIا ?rv^@F•Iا av^RHIا PS‚ ضرYا ?rQk ƒ‚^U` Frw„` PIا ?@ارMIا هJھ ae ^Q…Fs`

.

نإ

فM‡Iا

mﻣ a€rgFIا

?@ارMIا

ب^€‰ oھ

Š@^QHIا hOhZ[Iا MOM•[I PQRHSI ?US[•HIا ت^ﻣoNHIا Œ_‰

ضFZ[O M… a[Iا ƒr…اFZIا yS[•ﻣ ?ﻣو^NHI •I

،^‡I

لoHZHIا •gاoSIا PIإ ءo_SIا ^QrS‚ ن^~ |r‰

،^‡k

PS‚

صoT•Iا •’و

:

Le CBA93, LE RPA99/2003 ET LE BAEL 91/99

^H~

“ﻣ^vFk ^QﻣM•[@ا

ب^€•Iا

ETABS V9.7.0

frH’ ae ?rSbاMIا ىoNIا MOM•` ƒ’أ mﻣ

•g^@و ب^€•I ?rdrﻣ^QOMIا ae و تioH•Iا

زاh[ھiا

.

—@Yا ب^€‰ و ƒrS•` ?@ارMk ^QH… ،ةF~JHIا mﻣ ag^‡QIا ءh_Iا ae و

.

(9)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Sommaire

Introduction Generale ... 1

Chapitre I présentation de l’ouvrage et caractéristiques des matériaux I.1. Introduction ... 2

I.2. Implantation de l'ouvrage ... 2

I.3. Présentation du bâtiment ... 3

I.3.1. Dimensions en élévation ... 3

I.3.2. Dimensions en plan ... 3

I.4. Conception de la structure ... 4

I.4.1. Ossature de l'ouvrage ... 4

I.4.2. Plancher ... 4

I.4.3. Escalier ... 5

I.4.4. Maçonnerie ... 5

I.4.5. Revêtement ... 5

I.4.6. Acrotères ... 5

I.4.7. Gaine d’ascenseurs ... 6

I.4.8. Fondation ... 6

I.5. Caractéristiques mécaniques des matériaux ... 6

I.5.1. Le Béton ... 6

I.5.1.1. Les matériaux composant le béton ... 6

I.5.1.2. Résistances mécaniques du béton ... 7

I.5.1.3. Contrainte limite ... 8

I.5.2. Acier ... 9

I.6. Les hypothèses de calcul ... 10

I.7. Les combinaisons d’action ... 11

Chapitre II décente charges & predimentionement II.1.Introduction ... 12

II.2. Pré-dimensionnement des éléments résistants ... 12

II.2.1. Les planchers ... 12

II.2.2. Les poutres ... 13

II.2.3. Les poutrelles ... 15

II.2.4. Les balcons ... 15

(10)

UAMO-FSSA-BOUIRA

II.2.6. Acrotère... 16

II.2.7. les escaliers ... 17

II.2.7.1. Accès entre sol ... 17

II.2.7.2. accès service ... 19

II.2.7.3. Accès logements ... 20

II.3. Evaluation des charges et surcharges ... 22

II.3.1. Plancher ... 22

II.3.2. Dalle pleine ... 24

II.3.3. Balcon ... 24 II.3.4. Murs ... 25 II.3.5. Poteaux ... 26 II.3.5.1. Introduction ... 26 II.3.5.2. Pré dimensionnement ... 26 II.3.5.3. Conclusion ... 33 II.3.5.4. vérifications ... 34

Chapitre III Calcul des éléments secondaires III.1. L’acrotère...36

III.1.1. Ferraillage...38

III.2. Calcul des balcons...43

III.2.1. Les charges...43

III.3.Salle machine...52

III.3.1. Définition...52

III.3.2. Dimensionnement de la dalle...52

III.3.3. Calcul du ferraillage...55

III.3.4.Verification à L’ELU...56

III.3.5. Vérification à L’ELS...57

III.3.6. Vérification des contraintes à l’ELS...59

III.3.7. Vérification de la flèche : BAEL91 : Art B.6.5. 1...59

III.4. Escalier...61

III.4.1.Pour RDC et accès service...61

III.4.2. Pour étage courant...70

III.4.3. Calcul de la poutre palière...80

(11)

UAMO-FSSA-BOUIRA

III.4.3.2. Evaluations des moments...81

III.4.3.3. Ferraillage de la poutre palière...81

III.4.3.4. Vérification...82

III.5. Etude du plancher………85

III.5.1. Etude de la dalle de compression………...86

III.5.2. Etude des poutrelles………...87

Chapitre IV étude dynamique et sismique IV.I. Introduction………108

IV.2. Etude dynamique………...108

IV.3. Etude sismique………...111

IV.3.1. Choix de la méthode de calcul………...112

IV.4. Modélisation de la structure………..117

IV.5. Caractéristiques géométriques et massique de la structure………...119

IV.5.1. Détermination des masses et centre de masse par étage………...119

IV.6. Caractéristiques dynamiques de la structure………...120

Chapitre V étude des éléments résistants V.1. Introduction………....141

V.2. Ferraillage des poteaux………...141

V.2.1. Sollicitations de calcul ………...146

V.2.2. Exemple de calcul………...146

V. 3.Ferraillage des poutres………157

V.4. Calcul des voiles……….162

V.4.1. Stabilité des constructions vis-à-vis des charges latérales……….163

V.4.2. Rôle de contreventement………....163

V.4.3. Combinaisons des charges………..163

V.4.4.Prescriptions imposées par le RPA99/V2003………..163

(12)

UAMO-FSSA-BOUIRA Chapitre VI Etude de l'infrastructure

VI.1. Etude de l’infrastructure ... 179

VI.1.1. Types de fondations ... 179

VI.1.2. Etude de sol ... 179

VI.1.3.Stabilité des fondations ... 179

VI.1.4.Les sollicitations dues à la superstructure ... 179

VI.1.5.Les sollicitations dues au sol ... 179

VI.1.6.Facteurs de choix du type de fondation ... 180

VI.1.7Les fondations surfaciques ou radier ... 180

VI.2.Etude des fondations : ... 180

VI.2.1.Choix du type de fondation : ... 181

VI.2.2.Etude du radier : ... 182

VI.2.3.Pré dimensionnement radié : ... 182

VI.2.4.Le calcul de D (débordement) : ... 184

VI.3.Détermination des efforts: ... 184

VI.3.1 Les charges et surcharges : ... 184

VI.3.2 les Sollicitations : ... 184

VI.3.3.Ferraillage de la dalle du radier: ... 190

VI.3.4.Ferraillage de débordement du radier :... 192

VI.4.Etude des nervures : ... 195

VI.4.1.Transmission des charges des dalles aux poutres :... 195

VI.4.2.Détermination des efforts : ... 200

VI.4.3.Dimensionnement des nervures : ... 201

VI.4.4.Ferraillage des nervures... 201

VI.5Etude de voile périphérique ... 207

VI.5.1Introduction ... 207

VI.5.2.Préconisation du RPA 99 : (Art-10-1-2) ... 207

VI.5.3Dimensionnement du voile périphérique ... 207

VI.5.4Ferraillage ... 208

VI.5.5Armatures longitudinales ... 208

VI.5.6. Les Vérifications ... 210

(13)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Liste des figures

Chapitre I : Présentation de l’ouvrage et caractéristiques des matériaux

Figure I. 1 : Plan de masse……….2

Figure I. 2 : Dimension en plan………...…..3

Figure I.3 : Plancher à corps creux ………...……4

Figure I.4 : Brique creuse...………5

Figure I.5 : Diagramme parabole-rectangle des contraintes-déformation du béton…………..8

Figure I.6 : Diagramme contrainte-déformation du béton de calcul à l’ELS………9

Figure I.7 : Diagramme contrainte-déformation d’acier………...10

Chapitre II : Pré-dimensionnement des éléments et d’essente des charges

Figure II.1 : Dimension des poutres………..………..14

Figure II.2 : Dimension de la poutrelle………...…15

Figure II.3 : Coupe de voile en plan………16

Figure II.4 : Dimension de l’acrotère……….….16

Figure II.5 : Schéma de l’escalier………..…………..17

Figure II.6 : Plancher type terrasse………..23

Figure II.7 : Plancher étage courant………...….23

Chapitre III : Calcul des éléments secondaires

Figure III.1 : Coupe verticale de l’acrotère……….36

Figure III.2 : Schéma statique de l’acrotère………...………….37

Figure III.3 : Schémas de ferraillage de l’acrotère……….…….42

Figure III.4 : Schéma statique des balcons………..…………43

Figure III.5 : Schéma statique des balcons à l’ELU………44

Figure III.6 : Schéma statique des balcons à l’ELS………..………..45

Figure III.7 : Diagramme du moment fléchissant dans le balcon à l’ELU……….…45

Figure III.8 : Diagramme de l’effort tranchant dans le balcon à l’ELU……….….45

Figure III.9 : Diagramme du moment fléchissant dans le balcon à l’ELS………..46

Figure III.10 : Diagramme de l’effort tranchant dans le balcon à l’ELS………46

Figure III.11 : Schéma de ferraillage du balcon………..……51

(14)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Figure III.13 : Diagramme des moments en travées et en appuis à l’ELU……….55

Figure III.14 : Diagramme des moments en travées et en appuis à l’ELS………..…58

Figure III.15 : Schéma de ferraillage de la salle machine………...…60

Figure III.16 : Schéma statique à l’ELU……….61

Figure III.17 : ELU (RDC)………..………63

Figure III.18 : Schéma statique à l’ELS………..66

Figure III.19 : ELS (RDC)………..………68

Figure III.20 : Schéma statique à l’ELU……….70

Figure III.21 : ELU (étage courant)………...……….72

Figure III.22 : Schéma statique à l’ELS………..……..…………..75

Figure III.23 : ELS (étage courant)……….………77

Figure III.24 : Schéma de ferraillage RDC……….79

Figure III.25 : Schéma de ferraillage étage courant………...……….79

Figure III.26 : Schéma isostatique de l’escalier………..………80

Figure III.27 : Diagrammes des efforts tranchants et des moments fléchissant…………..…81

Figure III.28 : Schéma de ferraillage de la poutre palière………..………….84

Figure III.29 : Plancher à corps creux………...…..85

Figure III.30 : Treillis soudés (20×20) cm2 ………...….87

Figure III.31 : Schéma de la poutrelle (Avant le coulage de la table)……….87

Figure III.32 : Diagramme des moments M à l’ELU en [KN.m]………94

Figure III.33 : Diagramme des efforts tranchants V à l’ELU en [KN.m]……….……..95

Figure III.34 : Diagramme des moments M à l’ELS en [KN.m]………95

Figure III.35 : Diagramme des efforts tranchants V à l’ELS en [KN]………95

Figure III.36 : Diagramme des M moments à l’ELU en [KN.m]………99

Figure III.37 : Diagramme des efforts V tranchants à l’ELU en [KN]………...99

Figure III.38 : Diagramme des M moments à l’ELS en [KN.m]……….…….100

Figure III. 39 : Diagramme des efforts V tranchants à l’ELS en [KN]……….100

Figure III. 40 : Schéma de ferraillage des poutrelles (aux appuis et en travée)…………....107

Chapitre IV : Etude dynamique et sismique

Figure IV.1 : Schéma de la structure en 3D……….……..110

Figure IV.2 : Spectre de réponse de calcul………....117

Figure IV.3 : Disposition des voiles (plancher étage courant)………..118

(15)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Figure IV.5 : 2ème Mode de translation suivant le sens YY ...…...123

Figure IV.6 : 3ème Mode de rotation de l’axe Z ...……....………….124

Figure IV.7 : Présentation de l’effet P-∆ sur la structure………..135

Figure IV.8 : Moment de renversement……….………137

Chapitre V : Etude des éléments résistants

Figure V.1 : Zone nodale des poteaux……….………..…143

Figure V.2 : Schéma de ferraillage des poteaux………..…..156

Figure V.3 : Schéma de ferraillage des poutres………....….161

Figure V.4 : Sollicitations des voiles ...………....….162

Figure V.5 : Espacement minimum des barres ………....….164

Figure V.6 : Section entièrement comprimée ………...….166

Figure V.7 : Section entièrement tendue ………....…...167

Figure V.8 : Section partiellement comprimée ………....….167

Figure V.9 : Schéma de ferraillage des voiles………...….178

Chapitre VI : Etude de l’infrastructure

Figure VI.1 : Radier nervuré………..……182

Figure VI.2 : Dimension de radier nervure……….………..….183

Figure VI.3 : Schéma de transmission des charges……….…..186

Figure VI.4 : Schéma de transmission des charges………..………….…186

Figure VI.5 : Diagramme des contraintes………..……188

Figure VI.6 : Le panneau le plus sollicité……….….……191

Figure VI.7 : Schéma statique du débord………..……193

Figure VI.8 : Schéma de ferraillage du radier………..………….194

Figure VI.9 : Diagramme de moment sens longitudinal à L’ELU………197

Figure VI.10 : Diagramme de l’effort tranchant sens longitudinal à L’ELU………..……..197

Figure VI.11 : Diagramme de moment sens transversale à L’ELU………...………197

Figure VI.12 : Diagramme de l’effort tranchant sens transversale à L’ELU………198

Figure VI.13 : Diagramme de moment sens longitudinal à L’ELS………..….199

Figure VI.14 : Diagramme de l’effort tranchant sens longitudinal à L’ELS……….199

Figure VI.15 : Diagramme de moment sens transversale à L’ELS……….……..200

Figure VI.16 : Diagramme de l’effort tranchant sens transversale à L’ELS…….…………200

(16)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Figure VI.18 : Répartition armatures dans les poutres……….….205

Figure VI.19 : Schéma de ferraillage des nervures………...……….….206

Figure VI.20 : Le voile périphérique……….207

Figure VI.21 : Schéma statique……….208

(17)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Liste des tableaux

Chapitre II : Pré-dimensionnement des éléments et d’essente des charges

Tableau II.1 : Charge du palier………..……….. ... 18

Tableau II.2 : Charge du volé RDC………. ... 18

Tableau II.3 : Charge du palier………...………. ... 19

Tableau II.4 : Charge du volé RDC………...…….. ... 20

Tableau II.5 : Charge du palier………...……. ... 21

Tableau II.6 : Charge du volé RDC………...………….. ... 21

Tableau II.7 : Charge du volé l’étage courant………...……….. ... 22

Tableau II.8 : Charge à la terrasse due aux planchers à corps creux………...…… ... 22

Tableau II.9 : Charge due aux plancher à corps creux de niveau courant……….. ... 23

Tableau II.10 : Charge due à la dalle pleine de niveau courant………..….………. ... 24

Tableau II.11 : Charge du balcon……….………….... .... 24

Tableau II.12 : Charge permanente du mur extérieur ………...….…………. ... 25

Tableau II.13 : Charge permanente des murs intérieurs……… ... 25

Tableau II.14 : Dégression des charges d’exploitation ……….. ... 28

Tableau II.15 : Pré-dimensionnement du poteau central………. ... 30

Tableau II.16 : Pré-dimensionnement du poteau d’angle………...….. ... 31

Tableau II.17 : Pré-dimensionnement du poteau de rive……… ... 33

Tableau II.18 : Section des poteaux adoptés……….……….. ... 33

Tableau II.19 : Vérification des sections du poteau selon le RPA………....… ... 34

Tableau II.20 : Vérification au flambement………..….. ... 35

Chapitre III : Calcul des éléments secondaires Tableau III.1 : Récapitulation du ferraillage des balcons……….……….. .. 50

Tableau III.2 : Tableau récapitulatif des moments à l’ELU……….……….. ... 54

Tableau III.3 : Tableau récapitulatif des moments à l’ELS……… ... 58

Tableau III.4 : Récapitulatif des vérifications à l’ELS de la dalle machine…………... ... 59

Tableau III.5 : Sollicitation de calcul des armatures à l’ELU………...……….. ... 64

Tableau III.6 : Vérification de calcul des armatures à l’ELS……….. ... 69

Tableau III.7 : Sollicitation de calcul des armatures à l’ELU………. ... 73

(18)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Tableau III.9 : Les charges et les surcharges revenantes aux poutrelles……….… ... 88

Tableau III.10 : Les sollicitations de calcul des poutrelles………...…….. ... 88

Tableau III.11 : Les combinaisons des charges revenantes aux planchers………….….. ... 90

Tableau III.12 : Les longueurs des travées fictives et les moments sur appuis à l’EL... 93

Tableau III. 13: Les moments en travées et les efforts tranchants à l’ELU (type1…... ... 93

Tableau III.14 : Les longueurs des travées fictives et les moments sur appuis à l’ELS .. ... 94

Tableau III.15 : Les moments en travées et les efforts tranchants à l’ELS (type 1)... ... 94

Tableau III.16 : Les longueurs des travées fictives et les moments sur appuis à l’ELS .. ... 97

Tableau III.17 : Les moments en travées et les efforts tranchants à l’ELU (type 2).. ... 97

Tableau III.18 : Les longueurs des travées fictives et les moments sur appuis à l’EL... 98

Tableau III.19 : Les moments en travées et les efforts tranchants à l’ELS (type 2)….. ... 98

Tableau III.20 : Récapitulation de ferraillage des poutrelles sur appui………... 102

Tableau III.21 : Récapitulation de ferraillage des poutrelles sur appuis…………... ... 102

Tableau III.22 : Vérification des contraintes maximales du béton des planchers … ... 104

Tableau III.23 : Vérification de la flèche dans les planchers……….... ... 106

Chapitre IV : Etude dynamique et sismique Tableau IV.1 : Valeurs des pénalités Pq...……….…… 116

Tableau IV.2 : Les valeurs du poids propre W……….…..117

Tableau IV.3 : Centre des masses et centre de torsion de chaque étage……….…119

Tableau IV.4 : Périodes, modes et facteurs de participation massique………...…....121

Tableau IV.5 : Valeur de l’effort tranchant à la base (sens longitudinale)………...…..125

Tableau IV.6 : Valeur de l’effort tranchant à la base (sens transversal)………..….. 126

Tableau IV.7 : Combinaisons des réponses modales………....…..127

Tableau IV.8 : Vérification de la force sismique (statique et dynamique)……….... 128

Tableau IV.9 : Reprise des charges horizontales par les voiles et les portiques………....….129

Tableau IV.10 : Reprise des charges verticales par les voiles et les portiques……….…..…129

Tableau IV.11 : La distribution de la résultante des forces sismique selon la hauteur .….…131 Tableau IV.12 : La distribution de la résultante des forces sismique selon la hauteur …..…132

Tableau IV.13 : Le déplacement inter-étage dans le sens X-X………...…133

Tableau IV.14 : Le déplacement inter-étage dans le sens Y-Y………..….134

Tableau IV.15 : Vérification de l'effet P - ∆ sens X-X………..….136

Tableau IV.16 : Vérification de l'effet P - ∆ sens Y-Y……….…..136

(19)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Tableau IV.18 : Calcul de moment de renversement dans le sens Y-Y……….... . 138

Tableau IV.19 : Vérification de renversement……….…. . 139

Tableau IV.20 : Vérification de l’effort normale………..…… . 140

Tableau IV.21 : Vérification de l’effort normale après l’augmentation de la section…….... 140

Chapitre V : Etude des éléments résistants Tableau V.1 : Tableau récapitulatif des sollicitations………..……. . 146

Tableau V.2 : Armatures maximales et minimales pour chaque zone……….. . 149

Tableau V.3 : Ferraillage longitudinal ………..…... . 149

Tableau V.4 : Armatures transversales en zone nodale……….... . 151

Tableau V.5 : Armatures transversales en zone courante……….….... . 152

Tableau V.6 : Vérification des poteaux à l’ELU………... .. 153

Tableau V.7 : Vérification de flambement des poteaux………... .. 154

Tableau V.8 : Vérification de l’effort normal ultime……….... . 154

Tableau V.9 : Vérification des contraintes de béton……….….... . 155

Tableau V.10 : Caractéristiques des poutres………. . 157

Tableau V.11 : Ferraillage des poutres principales et secondaires à l’ELU………….….... . 158

Tableau V.12 : Ferraillage des poutres liées aux voiles à l’ELU……….… .. 158

Tableau V.13 : Armatures transversales des poutres………...…………. . 159

Tableau V.14 : La longueur minimale de recouvrement……….…….…. . 159

Tableau V.15 : Vérification de contrainte de cisaillement ………..……... . 159

Tableau V.16 : Vérification de contrainte d’adhérence des poutres………... . 159

Tableau V.17 : Vérification de contrainte dans le béton………..……... . 160

Tableau V.18 : Vérification de la flèche………... . 160

Tableau V.19 : Combinaisons des charges ………... . 163

Tableau V.20 : Type des voiles ………... ... 165

Tableau V.21 : Sollicitations et paramètres pour l’exemple de calcul ………... 168

Tableau V.22 : Ferraillage verticale du voile type 01………... . 170

Tableau V.23 : Choix des barres verticales du voile type 01………... .. 171

Tableau V.24 : Choix des barres horizontales du voile type 01………... .. 171

Tableau V.25 : Ferraillage verticale du voile type 02………... . 172

Tableau V.26 : Choix des barres verticales du voile type 02………... .. 173

(20)

UAMO-FSSA-BOUIRA

Tableau V.28 : Ferraillage verticale du voile type 03………... ... 174

Tableau V.29 : Choix des barres verticales du voile type 03………... ... 174

Tableau V.30 : Choix des barres horizontales du voile type 03………... .. 175

Tableau V.31 : vérifications de la contrainte de cisaillement ………... .... 175

Tableau V.32 : Les vérifications de la contrainte de compression de béton à ELS ……. .... 176

Chapitre VI : Etude de l’infrastructure Tableau VI.1 : Vérification des contraintes sous le radier………...………. . 188

Tableau VI.2. Vérification de la stabilité au renversement du radier………. 189

Tableau VI.3 : Les moments dans la dalle du radier……….…… . 191

Tableau VI.4 : Les moments majorés en travée et aux appuis de la dalle du radier………. . 191

Tableau VI.5 : Les sections des armatures de la dalle du radier à L’ELU………..….. . 192

Tableau VI.6 : Section d’armature de débord du radier………...…. . 193

Tableau VI.7 : Vérifications des contraintes de compression dans le béton du débord…… . 194

Tableau VI.8 : Les charges de la poutre la plus sollicitée sens longitudinale…………...… . 196

Tableau VI.9 : Les charges de la poutre la plus sollicitée sens transversal………...… . 196

Tableau VI.10 : Les charges de la poutre la plus sollicitée sens longitudinale…………...…198

Tableau VI.11 : Les charges de la poutre la plus sollicitée sens transversal………….…...199

Tableau VI.12 : Calcul des efforts………...200

Tableau VI.13 : Calcule de ferraillage à L’ELU……….…...201

Tableau VI.14 : Vérification des contraintes à L’ELS...202

Tableau VI.15 : Redimensionnement des armatures des nervures………....…..…...203

Tableau VI.16 : Vérifications des contraintes de compression dans le béton des nervures...203

Tableau VI.17 : Vérification de l’état limite d’ouverture des fissures………....204

Tableau VI.18 : Moment longitudinale et transversale……… ... 210

Tableau VI.19 : Ferraillage du voile périphérique……… ... 210

(21)

E.L.U : Etat limite ultime. E.L.S : Etat limite service. RDC : Rez-de-chaussée. E/sol : Entre sol.

HA : Aciers à haute adhérence. R.L : Aciers ronds lisses. T.S : Aciers treillis soudés. Q : Charge d’exploitation. G : Charge permanente.

Q: Charge d’exploitation sur la terrasse. E : Charges accidentelle.

F : Force concentrée. M : Moment, Masse.

Nser: Effort normal pondéré aux états limites de service.

Nu : Effort normal pondéré aux états limites ultime.

Mu : Moment à l’état limite ultime.

Mser: Moment à l’état limite de service.

Mtu : Moment en travée à l’état limite ultime.

Mts: Moment en travée à l’état limite de service.

Mau: Moment sur appuis à l’état limite ultime.

Mas : Moment sur appuis à l’état limite de service.

T : Effort tranchant, Période. Tu, Vu: Effort tranchant ultime.

W : Poids total de la structure.

A : Coefficient d'accélération de zone.

D : Facteur d'amplification dynamique moyen. Q : Facteur de qualité.

R : Coefficient de comportement

ξ : Le pourcentage d’amortissement critique.

K : Nombre de modes retenues, coefficient de raideur du sol.

ρ : poids volumique.

θ : Coefficient relatif à la durée d’application de la charge

(22)

Eij: Module d’élasticité instantané.

Evj: Module d’élasticité différé.

G : module d’élasticité transversale.

σbc : Contrainte de compression du béton.

σbc : Contrainte de compression admissible du béton.

σs : Contrainte de traction admissible de l’acier.

τu : Contrainte ultime de cisaillement.

τ

: Contrainte tangentielle.

Br: Aire d’une section de béton (brute).

γb: Coefficient de sécurité dans le béton.

ν : Coefficient de poisson

g : Accélération de la pesanteur, Larguer de la marche.

σsol : Contrainte du sol.

σm : Contrainte moyenne. C : Cohésion.

FeE: Limite d’élasticité de l’acier. As : Aire d’une section d’acier. Ø : Diamètre des armatures.

At: Section d’armatures transversales.

Ap: Les armatures de peau.

Ar : Les armatures de répartition.

St : Espacement.

σs : Contrainte de traction de l’acier.

σs : Contrainte de traction admissible de l’acier.

σm : Contrainte moyenne sous le radier.

Es : Module d’élasticité de l’acier

γs : Coefficient de sécurité dans l’acier. L : Longueur ou portée.

Lxmax: La longueur maximale suivant l'axe XX.

Lymax: La longueur maximale suivant l'axe YY.

B : Larguer. e : Epaisseur.

(23)

α : L'angle de projection.

b : Une dimension (largeur d’une section). b0 : Epaisseur brute de l’âme de la poutre. h0 : Epaisseur d’une membrure de béton h : Hauteur.

he: Hauteur libre d'étage.

n : Nombre de marche.

nc: Nombre de contre marche.

d : Hauteur utile. S : Surface.

Srad: Surface du radier.

Grad : Poids du radier.

hr: L’épaisseur du radier.

I : Moment d’inertie.

Ifi: Moment d’inertie fictif pour les déformations instantanées.

Ifv: Moment d’inertie fictif pour les déformations différées.

Lf: Longueur de flambement.

λ : Elancement. f : Flèche.

f : Flèche admissible.

fi : Flèche due aux charges instantanées.

fv: Flèche due aux charges de longue durée.

Ifi: Moment d’inertie fictif pour les déformations instantanées.

Ifv: Moment d’inertie fictif pour les déformations différées.

Y : Position de l’axe neutre.

i : Rayon de giration d’une section de B A. j : Nombre de jours.

X-X: Axe des abscisses. Y-Y : Axe des ordonné´.

(24)

UAMO-FSSA-BOUIRA 1

Introduction générale

Le Génie civil représente l'ensemble des techniques concernant les constructions civiles. Les ingénieurs civils s’occupent de la conception, de la réalisation, de l’exploitation et de la réhabilitation d’ouvrages de construction et d’infrastructures urbaines dont ils assurent la gestion afin de répondre aux besoins de la société, tout en assurant la sécurité du public et la protection de l’environnement. Très variées, leurs réalisations se répartissent principalement en cinq grands domaines d’intervention: structures, géotechnique, hydraulique, transport et environnement.

Donc l’étude des structures est une étape clef et un passage obligé dans l’acte de bâtir ; cette étude vise à mettre en application toutes les connaissances acquises durant les cinq années de formation d’ingénieur à travers l’étude d’un ouvrage en béton armé.

Le projet qu’on va entamer consiste en l’étude d’un bâtiment en R + 8 + E-Sol à usage d’habitation, commerce et service.

Ce bâtiment est situé à la wilaya d’Alger qui est classée en zone de forte sismicité (zone III) d’après le règlement parasismique Algérien (RPA99V2003).

Ce projet présente des particularités, notamment une irrégularité en plan et en élévation, contreventé par des voiles porteurs en béton armé.

L'étude de ce projet sera menée dans le strict respect des règles du béton armé aux états limites (CBA 93, BAEL 91/99) et des règles parasismiques Algériennes (RPA 99/2003), il sera organisé en six chapitres :

• Les trois premiers chapitres traitent la description de l’ouvrage et le pré dimensionnement des éléments ainsi que le calcul des éléments secondaires. • Le quatrième chapitre présente l’étude de l’action sismique sur la structure. Cette

dernière sera faite par une analyse sur le logiciel de calcul par éléments finis ETABS.

• Le cinquième chapitre a pour objet le calcul du ferraillage des portiques et des voiles. • Le sixième chapitre concerne l’étude de l’infrastructure.

L’ensemble des chapitres présentés ont comme finalité l’étude d’une structure parasismique qui va être illustrée tout au long de notre travail.

(25)

UAMO-FSSA-BOUIRA 2 I.1. Introduction

La stabilité de l’ouvrage est en fonction de la résistance des différents éléments structuraux (poteaux, poutres, voiles…) aux différentes sollicitations (compression,

flexion…) dont la résistance de ces éléments est en fonction du type des matériaux utilisés et de leurs dimensions et caractéristiques.

Donc pour le calcul des éléments constituants un ouvrage, on se base sur des règlements et des méthodes connues (BAEL91, RPA99modifié en2003) qui s’appuie sur la connaissance des matériaux (béton et acier) et le dimensionnement et ferraillage des éléments résistants de la structure.

I.2. Implantation de l'ouvrage

Le terrain retenu pour recevoir le projet de 80 logements LPA dans la wilaya d’Alger. La conception architecturale est prévue pour la projection d’un certain nombre de blocs de R+7, R+8 et de R+8+entre-sol.

(26)

UAMO-FSSA-BOUIRA 3 I.3. Présentation du bâtiment

Nous sommes chargés d’étudier un bloc de R+8+entre-sol en béton armé composé : • Entresol

• Un rez-de-chaussée commercial. • Le premier étage à usage service.

• sept étages à usage d'habitation avec 4 logements par niveau (F3).

La configuration du bâtiment présente une irrégularité en plan et en élévation. D'après la classification des RPA99 version 2003:

• Le bâtiment est considéré comme un ouvrage courant ou d’importance moyenne (groupe d'usage2) puisque sa hauteur totale ne dépasse pas 48m.

• Le bâtiment est implanté dans une zone de forte sismicité (zone ΙII). • Le site est considéré comme meuble (S3).

I.3.1. Dimensions en élévation

• Hauteur totale de bâtiment ………....H = 32.09m. • Hauteur de RDC ………...…..h = 4.40m. • Hauteur des étages courant. ……….………..h = 3.06m. • Hauteur de l’entresol………..………....h = 2.7m.

I.3.2. Dimensions en plan

Les dimensions en plan sont mentionnées sur la figure ci-après:

(27)

UAMO-FSSA-BOUIRA 4 I.4. Conception de la structure

I.4.1. Ossature de l'ouvrage

Le contreventement de la structure est assuré par des voiles et des portiques tout en justifiant l’interaction portiques‐voiles, pour assurer la stabilité de l'ensemble sous l'effet des actions verticales et des actions horizontales.

I.4.2. Plancher

C’est une aire généralement plane destinée à séparer les niveaux, on distingue : • Plancher à corps creux.

• Plancher à dalle pleine.

a. Planchers corps creux

Ce type de plancher est constitué de poutrelles préfabriquées en béton armé ou

bétonné sur place espacées de 60cm de corps creux (hourdis) et d'une table de compression en béton armé d’une épaisseur de 5 cm.

Ce type de planchers est généralement utilisé pour les raisons suivantes : • Facilité de réalisation ;

• Lorsque les portées de l’ouvrage ne sont pas importantes ;

• Diminution du poids de la structure et par conséquent la résultante de la force sismique.

• Une économie du coût de coffrage (coffrage perdu constitué par le corps creux).

(28)

UAMO-FSSA-BOUIRA 5 b. Planchers dalle pleine

Pour certaines zones, j’ai opté pour des dalles pleines à cause de leurs formes

irrégulières et ceci dans le but de minimiser le temps et le coût nécessaire pour la réalisation des poutrelles spéciales à ces zones.

I.4.3. Escalier

Sont des éléments non structuraux, permettant le passage d’un niveau à un autre avec deux volées et paliers inter étage.

1.4.4. Maçonnerie

On distingue :

- Mur extérieur (double paroi). - Mur intérieur (simple paroi).

La maçonnerie la plus utilisée en ALGERIE est en briques creuses pour cet ouvrage nous avons deux types de murs

a. Murs extérieurs

Le remplissage des façades est en maçonnerie elles sont composées d’une double cloison en briques creuses a 8 trous de 10 cm d’épaisseur avec une lame d’air de 5cm d’épaisseur.

b. Murs intérieurs

Cloison de séparation de 10 cm.

Figure I. 4. Brique creuse. I.4.5. Revêtement

Le revêtement du bâtiment est constitué par :

• Un carrelage de 2cm pour les chambres, les couloirs et les escaliers. • De l’enduit de plâtre pour les murs intérieurs et plafonds.

• Du mortier de ciment pour crépissages des façades extérieurs.

I.4.6. Acrotères

La terrasse étant inaccessible, le dernier niveau est entouré d’un acrotère en béton armé d’une hauteur variant entre 60cm et 100cm et de 10cm d’épaisseur.

(29)

UAMO-FSSA-BOUIRA 6 I.4.7. Gaine d’ascenseurs

Vu la hauteur importante de ce bâtiment, la conception d’un ascenseur est indispensable pour faciliter le déplacement entre les différents étages.

I.4.8. Fondation

Le rapport de sol relatif au terrain, indique que les sols en place sont de composition alluvionnaire, présentés par des marnes sableuse, des sables, des grés et des calcaire

rencontrés dans un contexte très hétérogène.

Le taux de travail du sol retenu pour le calcul des fondations est de 1.2 bars.

La profondeur d'ancrage de 1m dans le sol naturelle, en tenant compte en plus de double sous-sol projeté.

I.5. Caractéristiques mécaniques des matériaux

Les caractéristiques des matériaux utilisés dans la construction seront conformes aux règles techniques de conception et de calcul des structures en béton armé CBA 93, le règlement du béton armé aux états limites à savoir le BAEL 91, ainsi que le règlement parasismique Algérien RPA 99/2003.

I.5.1. Le Béton

Le béton est un mélange de granulats, de ciment, d'eau et éventuellement de produits d'addition "les adjuvants", en considère une masse volumique de 2500Kg/m³.

Pour le présent projet on adoptera : fc28 = 25 MPa

1.5.1.1. Les matériaux composant le béton

On appelle béton un matériau constitué par un mélange de :

a. Ciment

Le ciment joue le rôle d’un liant. Sa qualité et ses particularités dépendent des proportions de calcaire et d’argile, ou de bauxite et de la température de cuisson du mélange.

b. Granulats

Les granulats comprennent les sables et les pierrailles: • Sables

Les sables sont constitués par des grains provenant de la désagrégation des roches. La

grosseur de ses grains est généralement inférieure à 5mm. Un bon sable contient des grains de tout calibre, mais doit avoir d’avantage de gros grains que de petits.

(30)

UAMO-FSSA-BOUIRA 7

• Graviers

Elles sont constituées par des grains rocheux dont la grosseur est généralement comprise entre 5 et 25 à30 mm

Elles doivent être dures, propres et non gélives. Elles peuvent être extraites du lit de rivière (matériaux roulés) ou obtenues par concassage de roches dures (matériaux concassés)

I.5.1.2. Résistances mécaniques du béton

• Résistance à la compression

La résistance caractéristique à la compression du béton fcj à j jours d’âge est

déterminée à partir d’essais sur des éprouvettes normalisées de 16 cm de diamètre et de 32cm de hauteur.

Pour un dosage courant de 350 Kg/m 3 de ciment CPA325, la caractéristique en compression à 28 jours est estimée à 25 MPa (fc28 = 25 MPa).

- Pour des résistances fc28 ≤ 40MPa

f =

. .

f ……….si j < 28 jours.

f = 1.1f ……….si j > 28 jours.

-

Pour des résistances fc28 > 40MPa :

f =

. .

f ……….si j < 28 jours.

f = f ……….si j > 28 jours.

• Résistance à la traction

La résistance caractéristique à la traction du béton à j jours, notée ftj, est conventionnellement définie par les relations :

f = 0.6 + 0.06f ………..si fc28 ≤ 60Mpa.

f = 0.275(f ) / ………...si f

(31)

UAMO-FSSA-BOUIRA 8 I.5.1.3. Contrainte limite

a. État limite ultime (ELU) Contrainte ultime du béton

En compression avec flexion (ou induite par la flexion), le diagramme qui peut être utilisé dans tous les cas et le diagramme de calcul dit parabole rectangle.

Les déformations du béton sont : εbc1 = 2 ‰

εbc2 = 3.5 ‰ si fcj ≤ 40Mpa.

Min (4.5 ; 0.025fcj) ‰ si fcj > 40Mpa.

Figure I. 5. Diagramme parabole–rectangle des Contraintes–Déformations du béton.

fbu : Contrainte ultime du béton en compression f ! #.

$

γb : Coefficient de sécurité du béton, il vaut 1.5 pour les combinaisons normales et 1.15 pour

les combinaisons accidentelles.

θ: coefficient qui dépend de la durée d'application du chargement. Il est fixé à : • 1 lorsque la durée probable d’application de la combinaison d’actions considérée est supérieure à 24 h.

(32)

UAMO-FSSA-BOUIRA 9 b. Etat limite de service (ELS)

Figure I. 6. Diagramme contrainte déformation du béton de calcul à l’ELS

La contrainte limite de service en compression du béton est limitée par : σbc ≤ σbc

avec : σbc = 0.6fc28

σbc = 15 MPa

• Modules de déformation longitudinale

Le module de Young différé du béton dépend de la résistance caractéristique à la compression du béton :

Evj = 3 700 (fcj) 1/3 si fc28 ≤ 60Mpa.

Evj = 4 400 (fcj) 1/3 si fc28 > 60Mpa, sans fumée de silice.

Evj = 6 100 (fcj) si fc28 > 60Mpa, avec fumée de silice.

• Coefficients de poisson

Le coefficient de poisson sera pris égal à:

• ٧ = 0 pour un calcul des sollicitations à l’Etat Limite Ultime (ELU). • ٧ = 0,2 pour un calcul de déformations à l’Etat Limite Service (ELS).

1.5.2. Acier

L’acier est un alliage du fer et du carbone en faible pourcentage, leur rôle est de résister les efforts de traction, de cisaillement et de torsion.

• Contrainte limite

a. Etat limite ultime

(33)

UAMO-FSSA-BOUIRA 10 Figure I. 7. Diagramme contrainte-déformation d’acier.

γs : Coefficient de sécurité.

γs= 1 cas de situations accidentelles.

γs= 1.15 cas de situations durable ou transitoire.

b. Etat limite de service

On ne limite pas la contrainte de l’acier sauf en état limite d’ouverture des fissures : • Fissuration peu nuisible : pas de limitation.

• Fissuration préjudiciable : σst ≤ σst = min (2/3fe, 110%ηf ).

• Fissuration très préjudiciable : σst ≤ σbc =min (1/2 fe, 90%ηf ).

η : Coefficient de fissuration. η = 1 pour les ronds lisses (RL).

η =1.6 pour les armatures à hautes adhérence (HA). Avec : σst = f e / γs

1.6. Les hypothèses de calcul

Les hypothèses de calcul adoptées pour cette étude sont :

• La résistance du béton à la compression à 28 jours est : fc28 = 25 Mpa.

• La résistance du béton à la traction est : ft28 = 2.1 Mpa.

• Le module d'élasticité différé de béton est : Evj = 10818.865 Mpa.

• Le module d'élasticité instantané de béton est : Eij = 32456.595 Mpa.

(34)

UAMO-FSSA-BOUIRA 11

- longitudinales : on a choisi le : « fe.E.400» H.A fe=400MPa - transversales : on a choisi le : «fe.E.235» R.L

- treillis soudés (de la dalle de compression) : «fe.E.500» H.A fe=500MPa

1.7. Les combinaisons d’action

Les combinaisons des actions sont les ensembles constituées par des actions à considérer simultanément et représente une étape nécessaire pour la détermination des sollicitations revenant aux l’élément.

Les combinaisons d’action à considérer : • Combinaison de RPA99 /V2003 G+Q±E 0.8G±E • Combinaison du BAEL 91 ELU : 1.35G + 1.5Q ELS : G + Q

(35)

UAMO-FSSA-BOUIRA 12 II.1.Introduction

Le pré-dimensionnement des éléments résistants (Les planchers, Les poutres, Les poteaux, Les voiles) est une étape régie par des lois empiriques. Cette étape représente le point de départ et la base de la justification à la résistance, la stabilité et la durabilité de l’ouvrage aux sollicitations suivantes :

• Sollicitations verticales

Elles sont dues aux charges permanentes et aux surcharges d’exploitation de plancher, poutrelle, poutres et poteaux et finalement transmises au sol par les fondations.

• Sollicitations horizontales

Elles sont généralement d’origine sismique et sont requises par les éléments de contreventement constitué par les portiques.

Le pré-dimensionnement de tous les éléments de l’ossature est conforme aux règles B.A.E.L 91, CBA93 et R.P.A 99 V2003

II.2. Pré-dimensionnement des éléments résistants II.2.1. Les planchers

• Planchers à corps creux

Les planchers corps creux n’interviennent pas dans la résistance de l’ouvrage sauf qu’ils offrent un élément infiniment rigide dans le plan de la structure

L’épaisseur des dalles dépend le plus souvent des conditions d’utilisation et de résistance. Les dimensionnements de ces planchers doivent respecter les conditions suivantes :

- condition d’isolation phonique : e ≥ 16 cm - condition de sécurité incendie :

e ≥ 7 cm pour une heure de coupe-feu e ≥ 11 cm pour deux heures de coupe-feu e ≥ 17.5 cm pour quatre heures de coupe-feu

L'épaisseur de plancher est conditionnée par: ht ≥ .

L : plus grande portée dans le sens considéré L= 5.25 m

ht ≥ . = 23,33 cm

On prend ht =24cm et on adopte un plancher de (20+4) cm

Avec : 20cm corps creux

(36)

UAMO-FSSA-BOUIRA 13

• Dalle pleine

Une dalle est une plaque qui peut reposer avec ou sans continuité sur 2,3ou 4 cotés. Les dalles sont infiniment rigides dans leur plan et souples en dehors de leur plan.

Les panneaux de la dalle reçoivent les charges statiques et dynamiques et les

transmettent aux poutres ; L’épaisseur des dalles dépend le plus souvent beaucoup plus des conditions d’utilisation que des vérifications de résistance, on déduira donc l’épaisseur des dalles à partir des conditions suivantes :

a -Résistance au feu

e =7 cm Pour une heure de coupe-feu. e =11 cm Pour deux heures de coupe-feu. On admet : e =11 cm.

b-Isolation phonique

Selon les règles « CBA93 », l’épaisseur du plancher doit être supérieure ou égale à 15 cm, pour obtenir une bonne isolation acoustique.

On admet : e = 15 cm.

c - Résistance à la flexion

Les conditions qui doivent être vérifiées selon le nombre des appuis sont les suivantes :

-Dalle reposant sur deux appuis : ≤ ≤ .

-Dalle reposant sur trois ou quatre appuis : ≤ ≤ .

Avec L : La grande portée du panneau le plus sollicité. (Lx = 5.25 m). On aura donc : 15 ≤ ≤17.5 (cm)

On limite donc notre épaisseur à : 15 cm

II.2.2. Les poutres

D’une manière générale on peut définir les poutres comme étant des éléments porteurs horizontaux, on a deux types de poutres

Le dimensionnement des poutres fait comme suit

˂ h ˂

0,3h ˂ b ˂ 0,8h

D’après le RPA99, les poutres doivent respecter les dimensions suivantes : b ≥ 20cm

h ≥ 30cm Article7-5-1 ≤ 4

(37)

UAMO-FSSA-BOUIRA 14 a. Les poutres principales

Reçoivent les charges transmises par les solives (poutrelles) et les répartie aux poteaux sur lesquels ces poutres reposent.

   = → ≤ < = → ≤ ≤ ⇒ = cm b b cm h h cm L 30 5 , 31 5 , 13 45 5 , 52 35 525 • Vérification de RPA b=30cm ˃ 20cm CV h=45cm ˃ 30cm CV h b= 45/30 =1,5cm ˂ 4 CV On prend h= 45 cm et b=30 cm

b. Les poutres secondaires

   = → ≤ < = → ≤ ≤ ⇒ = cm b b cm h h cm L 30 5 , 31 5 , 13 45 5 , 45 35 525

Figure II.1. Dimensions des poutres. • Vérification de RPA

b=30cm ˃ 20cm CV

h=45cm ˃ 30cm CV

h b= 45/30 =1,5cm ˂ 4 CV On prend h= 45 cm et b=30 cm

• Les sections des poutres sont résumées dans le tableau suivant

Poutres Section cm2

Principales (30X45)

(38)

UAMO-FSSA-BOUIRA 15 II.2.3. Les poutrelles

Selon les règles BAEL91/99 les poutrelles sont dimensionnées comme suite (figure II.7) :

La distance entre axes des poutrelles Ln = 60 cm et b = Min ; . ; [6h , 8h ]#.

h0 : La hauteur de la table de compression qui égale à 4 cm.

Lx.max : La portée maximale de la poutrelle, Lx.max = 525cm.

D’où b = Min $30 ; 52.5 ; [24,32]) 24 < + < 32 on prend : b1=24cm. b = L-− 2b on prend b0=12cm.

Figure II.2. Dimension de la poutrelle. II.2.4. Les balcons

Le balcon est constitué d’une dalle pleine, il travaille comme une console encastrée au niveau de la poutre de rive.

L’épaisseur de la dalle du balcon est donnée par la formule suivante :

10 L

e ≥ Avec L : Largeur de balcon.

cm

e 10

10 100 = ≥

On adopte l’épaisseur du balcon : e=15cm.

II.2.5. Les voiles

Les voiles sont des éléments rigides en béton armé destinés d’une part à assurer la stabilité de l’ouvrage sous l’effet des charges horizontales, d’autre part à reprendre une partie des charges verticales.

(39)

UAMO-FSSA-BOUIRA 16 Figure II.3. Coupe de voile en plan

e ≥41620 = 20.8

On adopte l’épaisseur de voiles: e=25cm.

II.2.6. Acrotère

Le calcul se fait pour 1m de largeur

Le poids propre de l’acrotère G =

ρ

s

ρ : Le poids volumique du béton =25kN/m3

S : la surface transversale totale de l’acrotère

S = [(0.6x0.1) + (0.05x0.1) + ( , 1 , )]=0.0675m2 G= 0.0675×25=1.6875 KN/ml

• La charge horizontale Fp = 4 × A × Cp × Wp

A = 0,1coefficient d’accélération de la zone

Wp = 168,75 kg/ml poids de l’acrotère Figure II.4. Dimension de l’acrotère.

Cp = 0,8kN facteur de la force horizontale

Fp = 4 × 0,1 × 0,8 × 168,75 = 54 kg/ml Q = 54 kg/ml e e ≥he 20⁄ L e 10cm 5cm 10 cm 10cm 60 cm

(40)

UAMO-FSSA-BOUIRA 17 II.2.7. les escaliers

Dans notre structure nous avons un escalier droit à deux volées. Pour le pré-dimensionnement

des escaliers, on utilise la relation de blondel :

59

2

h

+

g

66

Avec h : hauteur des marches: 16.5≤ h≤17.5

g : giron (largeur des marches) : 25≤ g≤32 On prend h=17cm ; g =30cm

Figure II.5. Schéma de l’escalier II.2.7.1. Accès entre sol

• Nombre de contremarches hentresol = 2.7 m

h’= h/2 =1.35m

n= 3

=

4=7.94=8 contremarches par volée

• Nombre de marches m = n-1 = 8-1 = 7 marche

• Longueur de ligne de foulée L= (n-1).g = (8-1)0.3=2.1m

• L’inclinaison de la paillasse tg ∝=135210 = 0.6429

(41)

UAMO-FSSA-BOUIRA 18 • Longueur de la paillasse Lp =sinα =h′ 1.35sinα = 2.5m • L’épaisseur de la paillasse >

≤ e ≤

>

≤ e ≤

⇒8.32 ≤ e ≤ 12.5

On prend: e = 15cm • Palier

Tableau II.1. Charge du palier.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²)

Carrelage 2200 0.02 44

Mortier de pose 2200 0.02 44

Poids propre de palier 2500 0.15 375

Enduit en ciment 1000 0.03 30

G 493 kg/m²

Q 250 kg/m²

• Volée

Tableau II.2. Charge du volé RDC.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1700 0.03 51 dalle en B.A 2500 0.15 375 Enduit en ciment 1800 0.02 36 marches 2200 0.17 374 G 920 kg/m² Q 250 kg/m²

(42)

UAMO-FSSA-BOUIRA 19 II.2.7.2. accès service

• Nombre de contremarches HRDC = 4.4 m

h’= h/2 =2.2m

n= h′

h

=

4

= 13 contremarches par volée

• Nombre de marches m = n-1 = 13-1 = 12 marche

• Longueur de ligne de foulée L= (n-1).g = (13-1)0.3=3.6m • L’inclinaison de la paillasse tg ∝=220360 = 0.61 α = 31.43° • Longueur de la paillasse Lp =sinα =h′ sinα = 4.2m2.2 • L’épaisseur de la paillasse >

≤ e ≤

>

≤ e ≤

⇒14 ≤ e ≤ 21

On prend: e = 15cm • Palier

Tableau II.3. Charge du palier.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2200 0.02 44 Poids propre de palier 2500 0.15 375 Enduit en ciment 1000 0.03 30 G 493 kg/m² Q 250 kg/m²

(43)

UAMO-FSSA-BOUIRA 20

• Volée (paillasse)

Tableau II.4. Charge du volé RDC

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1700 0.03 51 dalle en B.A 2500 0.15 375 Enduit en ciment 1800 0.02 36 marches 2200 0.17 374 G 920 kg/m² Q 250 kg/m²

II.2.7.3. Accès logements

• Nombre de contremarches h = 4.4 (RDC) h = 3.06 (étage courant)

n1= 3

=

4=12.94=13 contremarches par volée

n2= 3

=

4=9contremarches par volée

• Nombre de marches m = n1-1 = 13-1 = 12 marche

m = n2-1 = 9-1 = 8 marche

• Longueur de ligne de foulée L= (n1-1).g = (13-1)0.3=3.6m L= (n2-1).g = (9-1)0.3=2.4m • L’inclinaison de la paillasse tg ∝=220360 = 0.61 α = 31.43° tg ∝=153240 = 0.64 α = 32.5°

(44)

UAMO-FSSA-BOUIRA 21 • Longueur de la paillasse Lp =sinα =h′ sinα = 4.2m2.2 Lp =sinα =h′ 1.53sinα = 2.85m • L’épaisseur de la paillasse >

≤ e ≤

>

.

≤ e ≤

.

⇒ 0.14 ≤ e ≤ 0.21

>

≤ e ≤

>

⇒ .@

≤ e ≤

.@

⇒ 0.095 ≤ e ≤ 0.14

On prend: e = 15cm Palier

Tableau II. 5. Charge du palier.

Désignation ρ (kg/ m3 e(m) G (kg/m²)

Carrelage 2200 0.02 44

Mortier de pose 2200 0.02 44

Poids propre de palier 2500 0.15 375

Enduit en ciment 1000 0.03 30

G 493 kg/m²

Q 250 kg/m²

Volée (paillasse) Pour RDC

Tableau II.6. Charge du volé RDC.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1700 0.03 51 dalle en B.A 2500 0.15 375 Enduit en ciment 1800 0.02 36 marches 2200 0.17 374 G 920 kg/m² Q 250 kg/m²

(45)

UAMO-FSSA-BOUIRA 22 Pour l’étage courant

Tableau II.7. Charge du volé l’étage courant.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1700 0.03 51 dalle en B.A 2500 0.15 375 Enduit en ciment 1800 0.02 36 marches 2200 0.17 374 G 920 kg/m² Q 250 kg/m²

II.3. Evaluation des charges et surcharges

La descente de charges a pour but de déterminer les charges et les surcharges revenant à chaque élément porteur au niveau de chaque plancher.

II.3.1. Plancher

a. Plancher terrasse inaccessible

Tableau II.8. Charge à la terrasse due aux plancher à corps creux.

Désignation ρ (kg/m3) e(m) G (kg/m²)

Protection gravillon 1700 0.05 85

Etanchéité multicouche 600 0.02 12

Forme de pente 2200 0.1 200

Isolation thermique en liège 400 0.04 16

Dalle en corps creux (20+4) 0.2+0.04 320

Enduit en plâtre 1000 0.02 20

G 673 kg/m²

(46)

UAMO-FSSA-BOUIRA 23 Figure II.6. Plancher type terrasse.

b. Plancher étage courant : (Usage d'habitation)

Tableau II.9. Charge due aux planchers à corps creux de niveau courant.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1800 0.02 36 Plancher cc (20+4) 0.2+0.04 320 Enduit en plâtre 1000 0.02 20 Cloisons intérieures 1000 0.1 100 G 560 kg/m² Q 150 kg/m²

(47)

UAMO-FSSA-BOUIRA 24 II.3.2. Dalle pleine

Tableau II.10. Charge due à la dalle pleine de niveau courant.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1800 0.02 36 Dalle pleine (15) 2500 0.15 375 Enduit en plâtre 1000 0.02 20 Cloisons intérieures 1000 0.1 100 G 615 kg/m² Q 150 kg/m² Surcharge d’exploitation (Q)

- Plancher 1er étage (usage bureau) : Q = 250 kg/m². - Plancher RDC (usage de commerce): Q = 400 kg/m².

II.3.3. Balcon

Tableau II.11. Charge du balcon.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Carrelage 2200 0.02 44 Mortier de pose 2000 0.02 40 Lit de sable 1800 0.02 36 Enduit en ciment 2000 0.02 40 Dalle en BA 2500 0.15 375 G 511 kg/m² Q 350 kg/m²

(48)

UAMO-FSSA-BOUIRA 25 II.3.4. Murs

a. Murs extérieurs

Tableau II.12. Charge permanente du mur extérieur.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Enduit extérieur 2000 0.02 40 Brique creuse 900 0.1 90 Brique creuse 900 0.1 90 Enduit en plâtre 1000 0.02 20 G 240 kg/m² b. Murs intérieurs

Tableau II.13. Charge permanente des murs intérieurs.

Désignation ρ (kg/ m3) e(m) G (kg/m²) Enduit en plâtre 1000 0.02 20 Brique creuse 900 0.1 90 Enduit en plâtre 1000 0.02 20 G 130 kg/m² Remarque

Les murs peuvent être avec ou sans ouvertures donc il est nécessitent d’opter des coefficients selon le pourcentage d’ouvertures :

Murs avec portes (90%G). Murs avec fenêtres (80%G).

(49)

UAMO-FSSA-BOUIRA 26 II.3.5. Poteaux

II.3.5.1. Introduction

Les poteaux sont en béton armé dont la forme est généralement carrée, rectangulaire ou circulaire. Ils sont des éléments essentiels de la structure, dont les longueurs sont grandes par rapport aux autres dimensions transversales.

Le pré-dimensionnement des poteaux se base sur la limitation de l’élancement mécanique λ. En effet, pour limiter le risque de flambement, l’élancement, λ doit être inférieur à 70. Cette caractéristique mécanique est définie comme le rapport de la longueur de flambement lf au rayon de giration imin de la section droite du béton seul (B), calculé dans le

plan de flambement. Généralement, le plan de flambement le plus défavorable est celui qui est orienté suivant le moment d’inertie de la section le plus faible, c’est pour cela que le rayon de giration minimal intervient dans le calcul. La longueur de flambement lf est calculée en

fonction de la longueur libre du poteau l0 et de ses liaisons effectives.

Les poteaux sont Pré dimensionnés en compression simple, en choisissant les poteaux les plus sollicités de la structure ; c'est-à-dire un poteau central, un poteau de rive et un poteau d’angle. On utilise un calcul basé sur la descente de charge tous en appliquant la loi de dégression des charges d’exploitation

Pour cela on suit les étapes suivantes :

• Calcul de la surface reprise par chaque poteau.

• Détermination des charges et surcharges qui reviennent à chaque type de poteau. • La section du poteau est calculée aux états limites ultimes vis-à-vis de la compression

du béton selon le BAEL 91.

II.3.5.2. Pré dimensionnement

La section du poteau obtenu doit vérifier les conditions minimales imposées par le RPA99 (Article : 7.4.1)

En zone III les dimensions doivent satisfaire les conditions suivantes :

• Min (a, b) ≥ 30cm • Min (a, b) ≥ A • < B < 4 Avec : • a, b : dimension de la section. • he : hauteur d’étage.

Figure

Figure I. 1. Plan de masse.
Tableau II.9. Charge due aux planchers à corps creux de niveau courant.
Figure III.1. Coupe verticale de l’acrotère.
Figure III.9. Diagramme du moment fléchissant dans le balcon à l’ELS.
+7

Références

Documents relatifs

The Mer3R893E protein instead no longer interacted with Mlh2 or Mlh1 in meiotic cells, confirming the critical role of the Mer3-Mlh2 interaction in a complex formation between Mer3

- 89 - للاخ نم تسلاا صحفت تايضرفب اهتنراقم تم جئاتنلا ةشقانم ءوض ىلعو اهيلع لصحتلما تاجاتن تم ،ثحبلا لصوتلا تم تيلاو اهيلإ وبصن انك تيلا قئاقلحا ضعب لىإ

La variable dépendante été la détente verticale.cependant les résultats du groupe expérimentale ont démontré une différence significative de 4cm au p= 0.05 en comparaison avec

Once suciently many equations are proved, that allows the user to prove facts about little-o and big-O using informal reasoning, without having to go back to the denition of

We investigated the effects on cephalic and extra-cephalic mechanical sensitivity of systemic injections of amiloride and mambalgin-1, a specific inhibitor of

لح ةتمالخا :عبارلا ثحبلما لح د اا نالودلح لح هبمادلحم ادلح اإتلح لحهه نا لحتح يادلححث لحنلح هت جالحلم ا ادلح لحلما نما لملح لحلمت

Feedback analysis in climate models commonly involves decomposing any change in the system’s energy balance into radiative forcing terms due to prescribed changes, and response

At the link layer, the security should be used for all types of frames. Each unsecured frame is a flaw that can be used by an attacker. The answer will depend on the