Projet de fin dtudes 2014

Projet de fin dtudes 2014

UNIVERSIT MOHAMMED PREMIERCOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUESAL HOCEIMA

Rapport du Projet de fin dtudesPour lobtention du Diplme dIngnieur dtatFilire: Gnie civilSpcialit: Batiment, Ponts et Chausses THME:

tude comparative entre diffrentes solutions de structure pour un projet dhabitat social et valuation du surcot parasismique

Ralis au sein du bureau dtudes Nord Projets

Prsent par: Jihad El-KHATTABI Nour-eddine BOUKHEYAR

Encadr par:

Mr. Abdelmonaim BELLOUKI (Nord projets) Mr. Haddou DERA (Nord projets) Mr.Mohammed Amine MOUSSAOUI (ENSAH)

Soutenu le 04/07/2014 devant la commission dexamen.

Jury: Mr. M.A. MOUSSAOUIProfesseur ENSAH Prsident Mr. H. DERA Ingnieur Nord ProjetsExaminateur Mr. A. TIMESLIProfesseur ENSAH Rapporteur Mr. A. ELGHOULBZOURIProfesseur ENSAH Rapporteur

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Remerciements

Certes, la russite dun travail limage dun projet de fin dtudes et latteinte des objectifs pralablement tracs par lingnieur sont proportionnelles aux efforts dploys par ce dernier. Toutefois, cette russite dpend galement et certainement de la disponibilit de ceux qui sont l pour le guider et lui donner les orientations ncessaires lui permettant de bien mener sa mission.Tout Dabord, nous tenons exprimer nos expressions de reconnaissance et remerciement lingnieur, Mr. Abdelmonaim BELLOUKI, directeur du BET Nord Projets de nous avoir accept comme stagiaires au sein de sa socit, qui tait trs gnreux en conseils utiles et en aide prcieuse, pour son soutien et ses ides constructives ainsi que Mr. Haddou DERA ingnieur au sein de BET, pour son norme effort et pour le temps quil a consacr rpondre nos questions. Nous nous permettons aussi de remercier tout le staff de la socit Nord projet pour leur aide et leur coopration. Nos vifs remerciements se destinent Mr. M.A. MOUSSAOUI, Professeur lcole Nationale des Sciences Appliques Al-Hoceima de nous encadrer et de nous faire part de son exprience et de son savoir-faire tout au long de la ralisation de ce travail. Nous tenons lui exprimer notre profonde reconnaissance pour les conseils quelle nous a prodigu et son souci permanent quant lavancement de notre projet.Nous voudrions galement remercier tous les membres du jury pour avoir accept ce rle et pour lhonneur quils nous font de juger mon travail.Finalement on ne doit pas laisser passer cette occasion sans remercier nos chers professeurs de lcole Nationale des Sciences Appliques Al-Hoceima pour nous avoir donns les lments thoriques indispensables pour russir notre travail.

Rsum

Loptimisation des cots constitue lune des pierres angulaires du mtier de lingnieur en gnie civil. Ce point acquiert une dimension transcendante surtout dans le domaine des habitats sociaux. Un des objectifs des projets dhabitat social est de rendre ces logements accessibles des populations dfavorises. Par consquent, le nombre de projets dhabitat social a connu un dveloppement rapide ces dernires annes.Dans le cadre de notre projet de fin dtude avec le bureau dtude Nord Projets, nous avons travaill sur le thme tude comparative entre diffrentes solutions de structure pour un projet dhabitat social et valuation de surcot parasismique.Il sagit de faire ltude dune structure bton arme en statique et en dynamique et de proposer plusieurs solutions techniques pour lexcution de cette structure de btiment en R+4 qui est le type le plus courant dans les projets sociaux.Les variantes tudies peuvent diffrer par les matriaux utiliss, les techniques dexcution ou par la conception de la structure. Cependant, elles sont toutes conformes aux normes marocaines.Nous avons tout dabord commenc par ltude statique gnrale du btiment, autrement dit un Pr dimensionnement et dimensionnement des diffrents lments de la structure sous charges verticales. Cette phase est faite manuellement et elle a plusieurs objectifs.Aprs on a entam la partie de la conception du btiment pour laquelle nous avons effectu des calculs en faisant appel au programme de calcul Arche Ossature pour deux variantes de contreventement: La premire en voiles et La seconde en portiques.Ensuite, nous avons retenu la variante de contreventement (voile ou portique) la moins couteuse et nous avons pass au deuxime critre de choix qui est le type de plancher; avec entrevous en bton, en polystyrne ou dalle pleine.La comparaison conomique des solutions est faite sur la base destimation justifie et en relation avec les prix du march marocain du BTP.A la fin on a abouti constater le surcot engendr par les charges sismiques en comparant les deux tudes; statique et parasismique.

Mots cls: Logement social, Arche Ossature, parasismique, conception, gnie civil, tude statique et dynamique, contreventement.

ABSTRACT

Cost optimization is one of the cornerstones in the civilengineer jobs. This point has taken a transcendent dimension especially in the field of social habitats. One of the objectives of social housing projects is to make these houses affordable to disadvantaged populations. Consequently, the number of social housing projects has known a rapid development in the last years.As part of our final project study with the North Office Project study, we worked on "comparative study between different structure solutions for social housing and seismic surcharge assessment".It is to the study of a reinforced concrete structure in static and dynamic and suggest several technical solutions for the implementation of this building structure R+4 which is the most common type in social projects .The Variants studied may differ in the materials used, the implementing technical or design of the structure. However, they are all consistent with Moroccan standards.We first started by the General static study of the building, ie a Pre sizing and dimensioning of the different elements of the structure under vertical loads. This phase is done manually and it has several objectives.Then we began the part of the building design for which we performed calculations using the calculation program Arche Ossatures for two variants of bracing; the first of sails and the second with gantry. Then, we selected variant bracing (sailing or portico) the least expensive and we passed to the second selection criterion is the type of flooring to get to the most economical variant; the second of gantry, with interjoist polystyrene and full floor slab.Economic comparison of solutions is made on the basis of estimation and justified in relation to the price of the Moroccan construction market.At the end we came to see the extra cost generated by seismic loads by comparing the two studies; static and Anti-seismic.

Key words: Social housing, Arch Ossature, Anti-seismic, design, civil engineering, static and dynamic study, bracing.

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Prsentation de la socit

1- Description:Nomme Nord projet, cette socit est cre en 1993, situe au centre de la ville dAl Hoceima, et de capital social 10000000DH.2- ActivitsCest une socit qui se caractrise par ses diffrents activits, parmi ces dernires on cite: tude de structures, travaux publics, hydraulique, tude des restructurations, tude de lotissement, tude des amnagements et rhabilitations, tablissement des cahiers de charges, environnement, tude de faisabilit, tude socio-conomique, et assistance aux travaux.Ce bureau dtude se charge de plusieurs projets dans le cadre local, provincial et parfois national.Il sest occup des plus grands projets au niveau provincial dont on trouve: Les travaux de construction du march Mirador (7,5 M. DH). Les travaux de construction de direction rgionale de lagriculture de la rgion Taza-Al-Hoceima-Taounat (1,5M.DH). Travaux extensifs du stade dans la ville dAl-Hoceima (2 M.DH). Programme ville sans bidonville dans la ville dAl-Hoceima.(1,8 M.DH).3- Organisation administrative de la socit Chaque socit ncessite un cerveau qui gre, qui dirigent, qui oriente le personnel et qui veille le bon droulement du travail afin dassurer la satisfaction du client. Nord projet, tant lune des grandes socits Al-Hoceima, a comme leader Mr. Abdelmonaim BELLOUKI, ingnieur gnie civil, en bton arm. Le personnel est constitu dune secrtaire et cinq techniciens spcialiss en diffrents domaines et un ingnieur en gnie civil.Deux femmes qui soccupent seulement des travaux traditionnel en utilisant des logiciels et trois hommes qui passe beaucoup de leur temps en contrle et surveillance des travaux de chantier sans tre totalement exclus des travaux internes. Bref, lorganisation administrative de cette socit peut tre reprsente comme suit:

4-Droulement du travailLe travail commence ds le dpt dun projet par un client qui dtermine un dlai prcis et un pourcentage limit. Le directeur explique bien son ingnieur et ses techniciens les dtails et la mthode suivre dans la ralisation du projet afin davoir de bon rsultats.Lingnieur et les techniciens se basent sur le plan darchitecte quils transforment en un plan bton arm en mettant toutes les modifications ncessaires et leurs taches exiges par le directeur. Tout ce travail ncessite lutilisation de certains logiciels, surtout AUTOCAD et Arche Ossature.Aprs la ralisation du travail, lingnieur et les techniciens le mettent la disposition du directeur qui prend la responsabilit de le vrifier et le signer.

Table des matires3Remerciements5Rsum6ABSTRACT78Prsentation de la socit9CHAPITRE 1: Logement social191.1.Introduction201.2.Evaluation des besoins en logements lhorizon 2020201.2.1.Les prvisions des besoins en logements au Maroc201.2.2.Estimation des besoins selon les grandes typologies de logements211.2.3.Dficit en logements urbains selon la rgion221.3.Dfinition de logement social231.4.Politique gouvernementale :231.5.Caractristiques dune unit de logement social de 250000 DH24CHAPITRE 2: Prsentation gnrale252.1. Cadre du projet262.2. Dfinition du projet272.3. Situation Gographie292.4. Caractristiques topographiques302.5. Donnes gologiques302.6. Nature lithologique312.7. Gnralits sur la sismicit au Maroc312.8. Variantes tudies332.9. Caractristiques de la structure33CHAPITRE 3: tude de contreventement et systme de plancher353.1. Etude de contreventement363.1.1.Introduction363.1.2.Types de systme de contreventement36a)Systme de portiques:36b)Systme de refends (voiles):36c)Systme mixte (voiles-portiques):363.1.3.Objectif373.1.4.Analyse sismique37a)Mthode statique quivalente37b)Analyse modale373.1.5.Conditions de dplacements383.2. Systme de plancher393.2.1.Introduction393.2.2.Types de systme de plancher40a)Dalle pleine40b)Dalle corps creux403.2.3.Objectif42CHAPITRE 4: Conception parasismique du btiment434.1. Introduction444.2. Problmes de conception et dimensionnement viter44CHAPITRE 5: tude manuel statique575.1. Caractristiques des matriaux de construction585.2. Rglements en vigueur:585.3. Pr-dimensionnement des lments de structure:585.3.1. Les dalles pleines585.3.2. Les dalles en corps -creux585.3.3. Les poutres595.3.2. Les poteaux595.4. Descente de charges:595.5. Dimensionnement de la structure:605.5.1. Dimensionnement des poutres605.5.2. Dimensionnement des poteaux645.5.3. Dimensionnementdes semelles :68CHAPITRE 6: tude parasismique laide dArche Ossatures706.1. Hypothses sismiques716.2. Dfinition de chargement726.3. Critres de rgularit:736.4. Modlisation sur Arche746.4.1. Introduction746.4.2. Etapes respecter776.5. Calcul et exploitation des rsultats836.5.1. Etapes de calcul sur OMD:836.6. Prsentation de rsultats de dplacements946.6.1. 1re Variante : portique/ Plancher hourdis avec entrevous en bton956.6.2. 2me Variante: Voile/ Plancher hourdis avec entrevous en bton966.6.3. 3me Variante: portique/ Plancher hourdis avec entrevous en bton976.6.4. 4me Variante: portique/ Plancher hourdis avec entrevous en bton986.7. Note de calcul996.7.1. Inerties quivalentes :996.7.2. Masses Modales100CHAPITRE 7: Mtr de btiment conomique1107.1. Etude manuel statique1117.2. Etude parasismique1127.2.1.Variante1 : Contreventement par portique-dalle hourdis avec entrevous en bton1127.2.2.Variante2 : Contreventement par Voile-Dalle Hourdis avec entrevous en bton:1127.2.3.Variante3 : Contreventement par Voile-Dalle Hourdis avec entrevous en polystyrne1137.2.4.Variante4 : Contreventement par Voile-Dalle Pleine114CHAPITRE 8: tude conomique des variantes1168.1. Gnralit :1178.2. Cot global des diffrentes variantes du projet1188.2.1. Etude Manuel statique1188.2.2. Etude parasismique1198.3. Surcot parasismique121Conclusion et recommandations121Recommandations de laboratoire charg de l'tude gotechnique123Bibliographie124Annexe 1125Annexe 2129Annexe 3137

Liste des figuresFigure 1: Zone urbaine occupe par des bidonvilles20Figure 2: Le ministre de lhabitat et de la politique de la ville et le Groupe Al Omrane, singent le 18 dcembre, au sige du Ministre, la 1re convention cadre23Figure3 : Le Ministre de lHabitat et de la politique de la ville et la fdration nationale des promoteurs immobiliers, signent, le 09 avril 2014 la 2me convention cadre24Figure 4: Sa Majest le Roi Mohammed VI, procde le jeudi 27 Juin 2013 au lancement du projet relatif au ple urbain sidi Abid26Figure 5: Sa Majest le Roi Mohammed VI, procde le jeudi 27 Juin 2013 au lancement du projet de construction de 315 logements sociaux250.000 DH27Figure 6: Limite foncire du ple urbain sidi Abid (plan de situation du projet)28Figure 7: Plan de masse du projet (Bloc D1 et D1 entours en rouge)28Figure 8: Faade principale cot haut de bloc D29Figure 9: Faade cot bas de bloc D29Figure 10: Image satellitaire montrant la situation gographique de la zone dtude30Figure 11: Photo montrant la topographie incline de la zone dtude30Figure 12: Schma structural du secteur d'Al Hoceima31Figure 13: Photos montrant la nature lithologique du site de projet31Figure 15 : Plan architecte du btiment33Figure 16: Coupe vertical du btiment34Figure 17 : Vue en 3D du btiment34Figure18 : Exemple de Plancher39Figure 19: Plancher Dalle pleine40Figure20 : Entrevous en bton, terre cuite ( gauche) et en polystyrne ( droite)40Figure 21: Plancher corps creux41Figure 22: Poutrelles41Figure 23 : RDC flexible44Figure 24 : Etage flexible45Figure 25 : Contreventement dissymtrique45Figure 26 : Superposition des murs de contreventement46Figure 27: Variation de rigidit de btiment46Figure 28 : Disposition horizontale des murs de contreventement47Figure 29 : Cadres de maonnerie47Figure 30 : Constructions ossatures avec parois non-porteuse spares par des joints48Figure 31 : Colonnes courtes48Figure 32 : Remplissage partiel des cadres49Figure 33 : Espacement entre deux blocs (RPS2000)49Figure 34 : Oscillations asynchrones en plan et en lvation50Figure 35 : Diaphragmes rigides50Figure 36 : Structure porteuse ductile51Figure 37 : Ouvertures des voiles viter dans les zones plastiques51Figure 38 : Influence de liqufaction de sol52Figure 39 : Optimisation de souplesse de structure52Figure 40 : Ancrage des lments de faade53Figure 41 : Faux-plafonds53Figure 42 : Installations des quipements54Figure 43 : Effet de torsion54Figure 44 : Points durs55Figure 45 : Effet de la rigidit des poteaux55Figure 46 : Configuration de lintersection poteau-poutre56Figure49 : Zonage sismique du Maroc71Figure 50 : Conditions de rgularit sur parties saillantes74Figure 51 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Portique/hourdis avec entrevous en bton75Figure 52 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/hourdis avec entrevous en bton75Figure 53 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/hourdis avec entrevous en polystyrne76Figure 54 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/Plancher Dalle pleine76Figure 55 : Licne de Arche Ossature sur la plateforme OMD77Figure 56 : Configuration de la localisation77Figure 57 : Choix des units78Figure 58 : Listes des matriaux78Figure 59 : Dfinition de la grille79Figure 60 : Les charges (/m)80Figure 61 : Les commandes semelles isoles et semelles filantes81Figure 62 : Mthodes de calcul-prdimensionnement81Figure 63 : La contrainte de rfrence du sol lELU82Figure 64 : Hypothses de calcul - sisme82Figure 65 : Spectre Maroc RPS200083Figure 66 : Choix de mthodes de calcul83Figure 66 : Licne Appel du module ARCHE correspondant lentit slectionne85Figure 67 : Hypothses de ferraillage dune poutre85Figure 68 : Le plan de ferraillage de la poutre slectionne86Figure 69 : Vue en 3D de ferraillage de la poutre slectionne86Figure 70 : Mthode de calcul dun poteau87Figure 71 : Le plan de ferraillage de poteau slectionn88Figure 72 : Vue en 3D de ferraillage de poteau slectionn88Figure 73 : Hypothse de calcul dune semelle isole89Figure 74 : Le plan de ferraillage de la semelle isole slectionne90Figure 75 : Vue en 3D de ferraillage de la semelle isole slectionne90Figure 76 : Hypothse de calcul dun voile91Figure 77 : Le plan de ferraillage de voile slectionn92Figure 78 : Vue en 3D de ferraillage de voie slectionn92Figure 79 : Hypothse de calcul dune semelle filante93Figure 80 : Le plan de ferraillage de la semelle filante slectionne93Figure 81 : Vue en 3D de ferraillage de la semelle filante slectionne94Figure 82 : Organigramme de calcul sur Effel126Figure 83: Organigramme de calcul sur Arche127

Liste des tableauxTableau 1: Prvisions des besoins cumuls en logements l'horizon dfini selon la rgion conomique.21Tableau 2: Contenu des tranches retenues pour l'valuation des besoins en logements selon les grandes typologies21Tableau 5 : Variantes tudies dans le projet33Tableau 6 : Caractristiques des matriaux de construction58Tableau 7 : Dfinition des charges par plancher59Tableau 8 : Dtails de la charge permanente apporte par les tages courants59Tableau 9 : Dtails de la charge permanente apporte par la terrasse60Tableau 10 : Dtails de la charge permanente et dexploitation apporte par le balcon60Tableau 11 : Les caractristiques de la poutre tudie60Tableau 12 : Les charges sur chaque trave de la poutre tudie61Tableau 13 : Les valeurs des moments sur appuis de la poutre tudie62Tableau 14 : les valeurs des moments sur traves 1, 2, 3, 4 et 5 de la poutre tudie62Tableau 15 : Les sections dacier pour les traves et appuis de la poutre tudie63Tableau 16 : Poteau 3 soumis aux charges ultimes/services65Tableau 17 : Poids propres surfaciques des planchers hourdis73Tableau 18: Cordonnes des centres dinertie et de torsion100Tableau 19 : Centre de masse de la premire variante101Tableau 20 : Valeurs du calcul modal pour la premire variante101Tableau 21 : Vrification de la masse modale suivant Ox pour la premire variante102Tableau 22 : Vrification de la masse modale suivant Oy pour la premire variante102Tableau 23 : Centre de masse de la deuxime variante103Tableau 24 : Valeurs du calcul modal pour la premire variante103Tableau 25 : Vrification de la masse modale suivant Ox pour la deuxime variante104Tableau 26 : Vrification de la masse modale suivant Oy pour la deuxime variante104Tableau 27 : Centre de masse de la troisime variante105Tableau 28 : Valeurs du calcul modal pour la troisime variante105Tableau 29 : Vrification de la masse modale suivant Ox pour la troisime variante106Tableau 30 : Vrification de la masse modale suivant Oy pour la troisime variante107Tableau 31 : Centre de masse de la quatrime variante107Tableau 32 : Valeurs du calcul modal pour la quatrime variante108Tableau 33 : Vrification de la masse modale suivant Ox pour la quatrime variante109Tableau 34 : Vrification de la masse modale suivant Oy pour la quatrime variante109Tableau 35: Valeurs des ratios par lment de structure118Tableau 36: Cot global de la variante la variante Portique-Dalle hourdis avec entrevous en bton119Tableau 37 : Cot global de la variante Contreventement par portique-Dalle Hourdis avec entrevous en bton119Tableau 38: Cot global de la variante Contreventement par Voile-Dalle Hourdis avec entrevous en bton120Tableau 39: Cot global de la variante Contreventement par voiles - Dalle hourdis avec entrevous en polystyrne120Tableau 40: Cot global de la variante Contreventement par voiles - Dalle pleine121Tableau 41: Surcot parasismique121Tableau 42 : Cot des gros uvres des diffrentes variantes121

CHAPITRE 1: Logement social

1.1. IntroductionDepuis le dbut de la deuxime moiti du vingtime sicle, les pousses massives de lexode rural ajoutes laccroissement dmographique, constituent deux facteurs de taille dans la crise et le dficit du logement dans la majorit de nos villes. Aujourdhui, Le secteur de l'habitat se caractrise par un lourd dficit et des besoins additionnels dpassant le rythme actuel de production de logements. Cette situation qui a entirement transform le mode de vie urbain, a donn naissance diffrents types de sous habitat, caractriss par la prcarit, lhabitat non rglementaire dit habitat clandestin, son dveloppement, malgr les efforts dploys, butte contre de nombreuses contraintes d'ordre foncier, financier et rglementaire Cet tat des lieux ncessite la mise en uvre de solutions alternatives innovantes dans les domaines conceptuels, techniques et technologiques, afin de palier au dficit croissant en matire de logement.

Figure 1: Zone urbaine occupe par des bidonvilles

1.2. Evaluation des besoins en logements lhorizon 2020 La prvision des besoins en matire de logements constitue une tape primordiale pour la russite de toute politique ou action dans le domaine. Elle a pour but d'exprimer les besoins en logements en tenant compte des insuffisances dj constates et de la demande prvisible dans un futur plus ou moins proche.1.2.1. Les prvisions des besoins en logements au MarocLes prvisions des besoins cumuls en logements en milieu urbain sont reprises dans le tableau suivant:

Tableau 1: Prvisions des besoins cumuls en logements l'horizon dfini selon la rgion conomique.1.2.2. Estimation des besoins selon les grandes typologies de logements TrancheCatgorie socioprofessionnelleTypologie delogements associs

TrancheSuprieure Membres des corps lgislatifs lus locaux, responsables hirarchiques de la fonction publique, directeurs et cadre de direction dentreprises Cadres suprieurs et membres de professions libralesLogement de standingmoyen suprieur

Tranchemoyenne Cadres moyens Employs Commerants, intermdiaires commerciaux et financiers Exploitants agricoles pcheurs, forestiers, chasseurs et travailleurs assimils Logement de standingmoyen conomique

TrancheInfrieure Artisans et ouvriers qualifis des mtiers artisanaux Ouvriers et manuvres agricoles et de la pche (y compris les ouvriers qualifis) Conducteurs dinstallations et de machines et ouvriers de lassemblage Manuvres non agricoles, manutentionnaires et travailleurs des petits mtiers

Logement conomique social

Tableau 2: Contenu des tranches retenues pour l'valuation des besoins en logements selon les grandes typologiesDes Prvisions des besoins cumuls en logements selon la typologie de logementsillustres dans le tableau ci-dessous : Tableau 3 : Prvisions des besoins cumuls en logements l'horizon dfini selon la typologie de logementsIl en ressort que l'essentiel de l'effort est porter sur la tranche dite moyenneet la tranche infrieure.

1.2.3. Dficit en logements urbains selon la rgion Tableau 4: Dficit en logements urbains selon la rgion en l'an 2000 valu sur la base de l'unit (mnage)Le dficit en logements dans la rgion de Taza-Al-Hoceima-Taounate tait 2.35% de dficit global. Aujourdhui, le dficit dans la rgion a augment, d aux effets conjugus de la pousse dmographique et de lexode rural.

Le programme du logement social comme solution

1.3. Dfinition de logement socialUnlogement socialest unlogementdestin, la suite d'une initiative publique ou prive, des personnes revenus modestes qui auraient des difficults se loger sur le march priv. L'expression sert aussi dsigner le secteur conomique constitu par cemarch immobilieret les politiques d'conomie socialequi prsident son administration.NB: Dans ce qui suit nous nous intressons au logement social pour la classe moyenne (Logement de standing moyen conomique) de 250000 DH.1.4. Politique gouvernementale : Dans le cadre de la politique gouvernementale visant doter la classe moyenne dun produit qui rponds ses besoins et adapt ses moyens financiers, Le programme de logement destin la classe moyenne, attendu depuis longtemps, a connu rcemment un dynamisme travers ladhsion de 22 socits de promotion immobilire visant la ralisation de prs de 10000 logements, dont 3680 logements ont fait lobjet de signature dune convention cadre entre le ministre de lhabitat et la politique de la ville et le holding damnagement AL-Omrane en dcembre 2013.

Figure 2: Le ministre de lhabitat et de la politique de la ville et le Groupe Al Omrane, singent le 18 dcembre, au sige du Ministre, la 1re convention cadre

Ce programme permettra de donner des centaines de milliers de familles marocaines un accs un habitat dcent des prix dfiant toute concurrence. Ce programme est certes attractif en termes de prix et de superficie.Dans le cadre des orientations du programme gouvernemental visant la rduction de dficit en logements prs de 50 % lhorizon de 2016, par lintensification et la diversification de loffre, une autre convention cadre portant sur la ralisation de 20000 logements destins la classe moyenne a t signe entre le ministre de lhabitat et de la politique de la ville et la fdration nationale des promoteurs immobiliers, le 09 avril 2014.

Figure3 : Le Ministre de lHabitat et de la politique de la ville et la fdration nationale des promoteurs immobiliers, signent, le 09 avril 2014 la 2me convention cadre

1.5. Caractristiques dune unit de logement social de 250000 DH Spcifications du produit Appartement correspondant 3 pices (Salon, deux chambres, cuisine, salle d'eau) dont les superficies minimales sont prcises dans le cahier de charges Surface couverte entre 50 et 100 m2 Logement habitable (fini) avec prestations conomiques

Population cible dont le revenu varie entre 2.800 et 6763 DH selon les chiffres de haut commissariat au plan (HCP)

Dispositions urbanistiques et architecturales Units de voisinage chelle humaine Immeubles en R+4 maximum Equipements socio-collectifs et de proximit Espaces verts, aires de jeux et de sport

Respect des normes de scurit (Construction parasismique) Prestations conomiques

CHAPITRE 2: Prsentation gnrale

2.1. Cadre du projetSa Majest le Roi Mohammed VI, que Dieu Lassiste, a procd, jeudi 27 Juin 2013 Al Hoceima, au lancement et l'inauguration d'importants projets destins au dveloppement des aptitudes sportives et artistiques des enfants et des jeunes, la lutte contre la dlinquance et le dcrochage scolaire, au renforcement des quipements de proximit et la satisfaction des besoins des classes moyennes et mnages revenus limits en terme dhabitat.Ces projets s'inscrivent en droite ligne des efforts bnis du Souverain pour la consolidation des chantiers de laction sociale, de la promotion du dveloppement humain et du renforcement des infrastructures de base.

Figure 4: Sa Majest le Roi Mohammed VI, procde le jeudi 27 Juin 2013 au lancement du projet relatif au ple urbain sidi AbidLe Souverain a procd au lancement du projet de construction de 315 logements sociaux 250.000 DH, dans le cadre du nouveau ple urbain "Sidi Abid" Al-Hoceima, pour un investissement global de 77 millions de dirhams.Ce projet, qui sera ralis dans le cadre dun partenariat public/priv sur une superficie globale de 10.000 m2, Fruit d'un partenariat entre le groupe Al-Omrane et la socit immobilire Arif Iskane, ce projet intgr, traduit la sollicitude constante dont Sa Majest le Roi entoure les classes moyennes et mnages revenus limits, en leur permettant d'accder un logement dcent des conditions avantageuses. Il ne manquera pas de donner une forte impulsion la politique de lutte contre l'habitat insalubre, comme il contribuera la diversification de l'offre en logements.Ce projet fait partie intgrante du nouveau ple urbain Sidi Abid qui stend sur une superficie globale de 53 ha et abritera, terme, 99 lots pour villas, 58 lots (R+4), 179 lots (R+3), 87 lots (R+2), 7 lots ddis aux logements sociaux, ainsi que 30 quipements sociaux et conomiques.Dot dune enveloppe budgtaire de 459 millions de dirhams, le nouveau ple urbain Sidi Abid assurera, pour les annes venir, une urbanisation quilibre qui serait en mesure de mettre un terme lhabitat insalubre, dattnuer les pressions sur la ville dAl Hoceima et surtout de mettre sur le march un habitat correspondant aux besoins de toutes les couches sociales, principalement celles revenu moyen.

Figure 5: Sa Majest le Roi Mohammed VI, procde le jeudi 27 Juin 2013 au lancement du projet de construction de 315 logements sociaux250.000 DH2.2. Dfinition du projet Pour mettre en application les connaissances acquises pendant notre formation dingnieur en gnie civil, nous allons procder ltude dun logement conomique prenant en compte les matriaux utiliss, les systmes de contreventement et le rglement parasismique rgissant la rgion de limplantation de cet ouvrage.Pour ce faire, nous avons choisi le type le plus courant pour les projets dhabitat social; un btiment constitu de rez-de-chausse et quatre tages (R+4) avec ossature en bton arm.De ce fait, Le prsent rapport a pour objet de rpondre deux exigences : Tout dabord, proposer plusieurs solutions techniques pour la conception dune structure de btiment en R+4 conformment aux normes marocaines. Et puis, faire une comparaison conomique des solutions proposes en se basant sur les prix du march marocain du BTP afin de calculer le cot total du btiment et trouver la structure la plus optimale, et par suite valuer le surcot parasismique.Lexemple trait concerne deux blocs identiques (D1 et D2) dune superficie de 314 m pour chaque bloc. Chaque tage contient quatre appartements de 65 m. La parcelle tudie est incluse dans une surface totale de 10000 m porte notamment sur la construction de 15 blocs dappartements totalisant 315 units de logement, deux commerces de proximit, deux bureaux de syndic, une maison de jeunes, des parkings, ainsi que des amnagements paysagers (espaces verts, chemins pitons). Vu que le terrain rserv pour le projet prsente une topographie gnralement incline, avec une pente moyenne de lordre de 15 % peu prs, les blocs sont diviss en deux parties dun dcalage de niveau de 4,5 m. Les figures au-dessous montrent la zone de projet dans sa totalit et les diffrentes coupes de la structure.

Figure 6: Limite foncire du ple urbain sidi Abid (plan de situation du projet)

Figure 7: Plan de masse du projet (Bloc D1 et D1 entours en rouge)

Figure 8: Faade principale cot haut de bloc D

Figure 9: Faade cot bas de bloc

2.3. Situation Gographie La zone dtude est situe Sidi Abid au centre nord de la ville dAl Hoceima sur le littoral mditerranen (Voir Figure 10).

Figure 10: Image satellitaire montrant la situation gographique de la zone dtude2.4. Caractristiques topographiquesSitu au centre nord du Maroc sur le littoral mditerranen une altitude moyenne de 135 m peu prs, le terrain rserv pour le projet prsente une topographie gnralement incline, avec une pente moyenne de lordre de 15 % peu prs.

Figure 11: Photo montrant la topographie incline de la zone dtude

2.5. Donnes gologiquesLa zone dtude se trouve dans la rgion dAl Hoceima appartenant au domaine structural du Rif. Elle se trouve lOuest de la baie dAl Hoceima reprsente par des formations gologiques des zones internes du domaine rifain (chaine calcaire).

Figure 12: Schma structural du secteur d'Al Hoceima

2.6. Nature lithologiqueDu point de vue lithologique, les matriaux dominants sont des carbonates massifs et rigides affleurant en surface.

Figure 13: Photos montrant la nature lithologique du site de projet

Donc daprs ce qui prcde et pour des tassements faibles et admissibles, on a pris 2,5 bars pour valeur de surpression admissible du sol, cest la valeur donne par le laboratoire dessai gotechnique Pour effectuer le calcul dans les conditions de ltat limite ultime (ELU) (voir Annexe partie de recommandations de laboratoire), on a pris cette valeur de la contrainte admissible majore par 33%.

2.7. Gnralits sur la sismicit au MarocLe btiment, objet dtude sera difi dans la ville dAl-Hoceima. Celle-ci se situe dans la zone 3 ainsi dlimites par le RPS 2000. En effet, pour simplifier le calcul des charges sismiques et uniformiser les exigences de dimensionnement des structures, le RPS 2000 utilise lapproche des zones qui consiste diviser le pays en plusieurs zones de sismicit homogne prsentant approximativement le mme niveau de risque sismique pour une probabilit dapparition donne.Il serait alors judicieux de confronter le zonage tabli par le RPS 2000 la carte de rpartition des picentres sur le royaume. Celle-ci nous permet de distinguer trois domaines de concentration des picentres: Domaine atlasique: o lactivit sismique est principalement localise dans le Moyen Atlas et le Haut Atlas central. Cette sismicit est due en grande partie la prsence dun rseau complexe de failles tectoniquement actives; dans le Haut Atlas, laccident sud atlasique, qui part dAgadir et passe proximit de Figuig, est jalonn par des picentres qui peuvent tre violents comme celui dAgadir. Domaine btico-rifain: cest toute la rgion comprise entre le sud-est de lEspagne au Nord et la chane rifaine au Sud. Il est le sige dune activit sismique intense qui tmoigne du rapprochement et de la collision des deux plaques Afrique-Eurasie. Domaine atlantique : o lon distingue clairement la limite entre les deux plaques, reprsente par la ligne sismique Aores- Gibraltar Sicile. Celle-ci est jalonne par des sismes de magnitude pouvant atteindre ou dpasser le degr 7. Par ailleurs, ces sismes ocaniques peuvent affecter le Maroc et la pninsule Ibrique comme ce fut le cas lors des tremblements de terre de 1755 et 1969.

Figure 14 : Carte de sismicit du Maroc2.8. Variantes tudiesLe choix des variantes est bas sur deux critres: le premier cest le type de contreventement savoir, contreventement par portiques ou par voiles, et puis, le type de plancher soit en dalle pleine, ou dalle hourdis avec ventuellement deux entrevous en bton et en polystyrne.On va tudier les quatre variantes rsumes dans le tableau suivant:

VarianteType de contreventementType de plancher

Variante 1contreventement par portiquedalle hourdis avec entrevousen bton

Variante 2contreventement par voiledalle hourdis avec entrevous en bton

Variante 3contreventement par voiledalle hourdis avec entrevous en polystyrne

Variante 4contreventement par voiledalle pleine

Tableau 5 : Variantes tudies dans le projet

2.9. Caractristiques de la structureLe btiment stend sur une largeur de 15.7 m et une longueur de 20 m, divis en deux parties.

Figure 15 : Plan architecte du btimentIl ya un dcalage entre la partie bas gauche qui a une dnivele de 4,5 m par rapport la partie haute droite (voir les figures ci-dessous). Le nombre de niveau pour chaque partie est 5; le RDC et 4 tages de hauteur 3.2 m chacune, la hauteur de lacrotre est 1.2met la hauteur de la cage escalier est de 2.5m. Ce qui fait une hauteur de 23 m.

Figure 16: Coupe vertical du btiment

Figure 17 : Vue en 3D du btiment

CHAPITRE 3: tude de contreventement et systme de plancher

3.1. Etude de contreventement3.1.1. Introduction On dsigne par contreventement un systme statique destin assurer la stabilit globale d'un ouvrage vis--vis des effets horizontaux issus des ventuelles actions sur celui-ci (par exemple : vent, sisme, choc, freinage, etc.). Il sert galement stabiliser localement certaines parties de l'ouvrage (poutres, colonnes) relativement aux phnomnes d'instabilit (flambage ou dversement).Afin d'assurer la stabilit globale d'un btiment, il est ncessaire que celui-ci soit contrevent selon au moins trois plans verticaux non colinaires et un plan horizontal; on distingue donc les contreventements verticaux (destins transmettre les efforts horizontaux dans les fondations) des contreventements horizontaux (destins s'opposer aux effets de torsion dus ces efforts).Un contreventement peut tre ralis par des voiles (contreventements verticaux) ou des plaques (contreventements horizontaux) en bton arm, en maonnerie, en bois ou en tle ondule, ou par des treillis en bois ou en acier.

3.1.2. Types de systme de contreventementTrois grands types de structures bton sont offerts limagination des concepteurs:1. Systme de portiques: Il sagit dune ossature compose de poteaux et poutres nuds rigides, capable de rsister aussi bien aux charges verticales quaux charges horizontales.Les structures en bton arm contreventes par portiques sont relativement rpandues dans les constructions courantes de btiment. Cependant, ce type de structure ne convient pas pour des btiments lancs tant donne leur flexibilit. 1. Systme de refends (voiles):Le systme est constitu de plusieurs murs isols ou coupls, destins rsister aux forces verticales et horizontales. Les murs coupls sont relis entre eux par des linteaux rgulirement espacs et adquatement renforcs.Les btiments avec voiles en bton arm ont montr un excellent comportement sous l'action sismique mme lors des sismes majeurs. Ils ne comportent pas de zones aussi vulnrables tel que les nuds de portiques et la prsence de murs de remplissage n'entrane pas de sollicitations locales graves.1. Systme mixte (voiles-portiques):Dans certains cas o les voiles ne suffisent plus assurer le contreventement pourvu que les charges verticales sont, 80% et plus, prises par les portiques. Une liaison avec des portiques permet daugmenter leur capacit de rsistance. Le calcul manuel est laborieux mais les avances informatiques ont rendu possible ltude dexcution de telles structures.Les difficults dexcution dues la complexit de la structure de rsistance confrent ce type de construction un caractre assez limit.

3.1.3. Objectif Il sagit de faire une comparaison technico-conomique entre deux types de contreventement; contreventement par portique et contreventement par voile.Ainsi cette comparaison prendra un aspect conomique (mtr).

3.1.4. Analyse sismiqueLeffet sismique agit sur la structure dans ces deux plans horizontaux, ainsi on pourra se contenter de faire les calculs suivant les deux axes principaux du btiment pour assurer la rsistance requise faisant face aux vnements sismiques dans toutes les directions.a) Mthode statique quivalenteLes forces relles dynamiques qui se dveloppent dans la construction sont remplaces par un systme de forces statiques fictives dont les effets sont considrs quivalents ceux de laction sismique.Le mouvement du sol peut se faire dans une direction quelconque dans le plan horizontal. Les forces sismiques horizontales quivalentes seront considres appliques successivement suivant deux directions orthogonales caractristiques choisies par le projeteur. Dans le cas gnral, ces deux directions sont les axes principaux du plan horizontal de la structure.Lutilisation de cette mthode ne peut tre dissocie de lapplication rigoureuse des dispositions constructives garantissant la structure : Une ductilit suffisante. La capacit de dissiper lnergie vibratoire des secousses sismiques majeures.Daprs larticle 6.2.1.2 du RPS 2000; Lapproche statique quivalente adopte, est requise dans les conditions suivantes : Le btiment doit tre rgulier conformment aux critres dfinis dans larticle 4.3.1 du RPS. La hauteur du btiment nexcde pas 60 m et sa priode fondamentale ne dpasse pas 2 secondes.b) Analyse modaleLe principe de cette mthode est de rechercher, pour chaque mode de vibration, le maximum des effets quengendrent les forces sismiques dans la structure, reprsentes par un spectre de rponse de calcul. Ces effets seront combins pour avoir la rponse de la structure.La mthode la plus couramment employe pour le calcul dynamique des structures est base sur lutilisation de spectre de rponse.Lapproche dynamique est aussi base sur un calcul direct en fonction du temps par lutilisation dacclrogrammes adapts au site de la construction.Lanalyse modale est la mthode de calcul des effets maximaux dun sisme sur une structure: Un spectre de rponse caractrise la sollicitation sismique. La structure est suppose comportement lastique ce qui permet le calcul des modes propres. La rponse dune structure est prpondrante au voisinage des frquences de rsonance. Le comportement de la structure pour ces frquences de rsonances est appel mode de vibration. Le comportement global est considr comme la somme des contributions des diffrents modes.Le calcul des modes doit tre pouss de faon satisfaire les deux conditions suivantes issues du PS 92 6.6.2.2 : Atteindre la frquence minimale de 33 Hz dite frquence de coupure dans chaque direction dexcitation. Solliciter 90% de la masse M totale du systme dans chaque direction dexcitation.Au-del de la frquence de coupure lapport des modes suprieurs est ngligeable. Ou bien : La suite des modes peut tre interrompue avant la frquence de 33 Hz (priode de 0,03 s) condition que la somme des masses modales reprsente au moins 70 % de la masse totale vibrante M.Pour un sisme donn, la rponse globale de la structure nest constitue que de quelques modes principaux. Ces modes principaux sont retenus en fonction des masses modales effectives. La masse modale tant pour un mode donn la masse effective dans la direction du sisme tudi.

3.1.5. Conditions de dplacementsLe but est de vrifier que la structure volue dans le domaine de ses proprits qui est pris en compte dans le calcul et contenir les dommages structuraux dans des limites acceptables. Il doit tre vrifi que sous leffet des actions densemble les dformations des lments de la structure restent limites aux valeurs maximales fixes par le rglement RPS 2000. Les dplacements latraux inter-tages el valus partir des actions de calcul doivent tre limits :

K x el 0.007 h: Pour les btiments de classe IK x el 0.010 h: Pour les btiments de classe IIAvec:h : tant la hauteur de ltage.K : coefficient du comportement.Le dplacement latral total du btiment g doit tre limit :

g 0.004 HAvecH: tant la hauteur totale de la structure.

3.2. Systme de plancher 3.2.1. IntroductionOn appelle plancher lensemble des lments horizontaux de la structure dun btiment destin reprendre les charges dexploitation ou autres charges permanentes (cloisons, chapes, revtements) et les transmettre sur des lments porteurs verticaux (poteaux, voiles, murs..).

Figure18 : Exemple de Plancher

Les planchers peuvent tre constitus dun ou de plusieurs des lments suivants : Dalles Nervures ou poutrelles Poutres

Les planchers ou les dalles se composent en gnral : de la partie portante du revtementLa partie portante doit rsister aux charges transmises par le poids propre et aux surcharges prvues par les rglements en vigueur. Le poids propre comprend, outre le poids de l'lment porteur lui-mme, le poids du revtement. Les surcharges admettre, dans le calcul des planchers, sont fixes par NF P 06-001, NF P 06-004 et le rglement BAEL 91 Rvis 99.Le choix d'un systme de plancher appropri est une dcision conomique importante. Ce choix dpend de plusieurs paramtres, parmi lesquels on trouve : Lutilisation du btiment: par exemple, dans les btiments rsidentiels, les dimensions des appartements permettent le rapprochement des poteaux et des voiles, diminuant ainsi les portes des dalles. Par contre, les immeubles modernes diffrents usages ncessitent des espaces ouverts dpourvus d'lments structurels. La facilit et la rapidit de la construction jouent galement un rle dans la slection du systme de plancher. Si le btiment est expos des forces horizontales, le plancher doit assurer la fonction de diaphragme (assez rigide pour la transmission des charges).3.2.2. Types de systme de plancher a) Dalle pleine Une dalle pleine est un lment contour gnralement rectangulaire dont les appuis peuvent tre continus (poutres, voiles ou murs maonns) ou ponctuels (poteaux). Les dalles pleines sur appuis continus peuvent porter dans deux directions ou bien dans une seule.

Figure 19: Plancher Dalle pleine

b) Dalle corps creux Entrevous:On dsigne par entrevous des lments intercalaires aux poutrelles, venant sappuyer sur ces dernires sans intervention de dispositif extrieur. On distingue entrevous de coffrage et entrevous porteur. Ils sont fabriques en bton, terre cuite, polystyrne, bois, PVC etc.

Figure20 : Entrevous en bton, terre cuite ( gauche) et en polystyrne ( droite) Le plancher corps creuxLe plancher corps creux est constitu de: poutrelle qui est un lment prfabriqu destin tre associe dautres produits prfabriqus (entrevous) et du bton coul sur place pour constituer la dalle de compression.

Figure 21: Plancher corps creuxIl existe deux types de poutrelle :1. Les poutrelles treillis mtallique, compose dune armature en treillis et dun talon en bton fabriqu en usine. 2. Les poutrelles en T renvers, elles peuvent tre en bton arm ou en bton prcontraint. Ce dernier est beaucoup plus rpandu. Les planchers constitus de la sorte varient de 3 6 mtres de ports et de 16 24 cm dpaisseur. Pour des portes plus grandes, la grosseur des poutrelles est augmente.

Figure 22: PoutrellesLes planchers avec dalle de compression sont constitus de poutrelles et entrevous servant de coffrage, dun treillis soud en armature, de chapeaux, de chanages et dune dalle de bton de 4 5 cm dpaisseur coule en place. Le calcul de plancher semi prfabriqu est ralis par le fabricant de plancher daprs les plans de coffrages. Est reu la livraison, le nombre de poutrelles et entrevous voulus mais aussi tout le ferraillage ncessaire la bonne ralisation de la dalle et la quantit de bton mettre en place. AvantagesC'est le type de plancher le plus employ par les petites entreprises, car: Mise en uvre facile, pas de coffrage, Ne ncessite pas de gros engins de levage, Garantie une isolation thermique amliore, Le plancher est relativement lger, Idal pour la confection des vides sanitaires.

Inconvnients Grande paisseur de plancher, Sous face enduire, Porte limite 6 ou 7 mtres, Rsistance au feu limite sans ajouts spcifique, Pas de souplesse de forme et de taille, Ncessite beaucoup de manutentions, Mise en uvre relativement longue.

3.2.3. Objectif Il sagit de comparer trois types de planchers : Dalle pleine Plancher corps creux avec entrevous en bton Plancher corps creux avec entrevous en polystyrneCette comparaison a pour objectif daboutir un prix par m du plancher.

CHAPITRE 4: Conception parasismique du btiment

4.1. IntroductionDans le contexte sismique, les meilleurs projets en termes de scurit sont obtenus en respectant les principes de conception parasismique.On peut parfaitement concevoir des structures qui ne respectent pas les principes de conception et sont cependant aptes subir avec succs laction sismique de calcul. Le respect des principes de conception a pour rsultat principal de minimiser le supplment de prix ncessaire pour passer dune structure normale une structure parasismique. En outre, la scurit est en gnral mieux assure dans une structure bien conue et calcule de manire approche que dans une structure mal conue pour laquelle des calculs compliqus sont effectus, car plus les calculs sont compliqus, plus il y a dincertitudes sur la qualit de la reprsentation que lon fait, dans un modle, de la structure et de son comportement. Le respect des principes de conception laisse encore le porteur du projet devant plusieurs choix effectuer au dpart, vu que plusieurs solutions sont possibles et qui respectent toutes les principes de conception parasismique.4.2. Problmes de conception et dimensionnement viter PB 1: L'architecte et l'ingnieur civil collaborent demble!Il est tout aussi faux de commencer par concevoir la structure porteuse en fonction des seules charges verticales, puis de choisir les cloisons intrieures non-porteuses et les lments de faade et enfin de complter la structure pour qu'elle rsiste aux actions sismiques. Il en rsulte souvent un bricolage onreux et insatisfaisant.Il est beaucoup plus judicieux et plus avantageux de travailler de concert. L'architecte et l'ingnieur prennent en compte les souhaits esthtiques et les impratifs fonctionnels pour laborer ensemble une structure porteuse polyvalente (adapte aux charges verticales et aux actions sismiques), sre, efficace et bon march. Puis ils choisissent ensemble des cloisons intrieures et des lments de faade dont la dformabilit soit compatible avec la structure porteuse.PB 2: Eviter les rez-de-chausse flexibles et les tages flexibles!

Figure 23 : RDC flexibleLeffondrement dun btiment soumis un tremblement de terre est souvent imputable au fait que si les tages suprieurs sont bien contrevents (parois ou autres), le rez-de-chausse est ajour et ne comprend que des colonnes porteuses. Il en rsulte un niveau flexible dans le plan horizontal.

Or, les colonnes sont souvent incapables de suivre sans dgts les dplacements relatifs entre le sol qui oscille et la partie suprieure du btiment qui tend rester sur place. Les dformations plastiques, dites rotules plastiques, qui apparaissent aux extrmits des colonnes dclenchent un mcanisme redout dit de colonnes (ou d'tage), caractris par une concentration des dformations plastiques aux extrmits des colonnes. Il en rsulte un comportement instable et l'effondrement du btiment est souvent invitable.

Figure 24 : Etage flexibleUn tage peut galement tre plus flexible que les autres s'il est quip de contreventements moins rsistants ou que ces dispositifs font totalement dfaut. Il arrive aussi que la rsistance ultime dans le plan horizontal soit fortement rduite partir dune certaine hauteur dans toute la partie suprieure du btiment. Un tel ouvrage est galement expos au redout mcanisme de colonnes (ou d'tage).PB 3 Eviter les contreventements dissymtriques!

Figure 25 : Contreventement dissymtriqueL'effondrement des btiments sous l'effet d'un tremblement de terre est souvent d la dissymtrie de leurs contreventements. Si les colonnes sont avant tout destines reprendre les charges verticales, elles doivent galement tre mme de suivre les dplacements horizontaux de l'ensemble du btiment sans perdre de leur capacit portanteSi le centre de rsistance ne concide pas avec le centre de masse, qu'il est dcentr, le btiment subit une torsion autour du centre de rigidit lorsque survient un tremblement de terre. Cette torsion gnre notamment d'importants dplacements relatifs entre le pied et la tte des colonnes les plus loignes du centre de rigidit, qui cdent rapidement dans la plupart des cas.C'est pourquoi il est impratif que le centre de rsistance se confonde avec le centre de masse, ou du moins lui soit proche, et que la rsistance la torsion soit suffisamment leve. On remplit simultanment ces deux conditions en prvoyant des contreventements symtriques et disposs le long des faades du btiment, ou en tout cas trs loigns de son centre de masse.PB 4 Eviter les contreventements dcals!

Figure 26 : Superposition des murs de contreventement

Les contreventements sont dcals lorsque leur position diffre dun tage lautre. Les moments de flexion et les efforts tranchants induits par cette disposition ne peuvent gnralement pas tre reports de manire satisfaisante, mme en consentant dimportants surcots.Les dcalages perturbent la transmission des efforts, rduisent la capacit portante et diminuent la ductilit (aptitude se dformer plastiquement) des contreventements. Ils sont en outre responsables dimportantes sollicitations et dformations affectant dautres lments porteurs (p. ex. dalles ou colonnes).En comparaison avec des contreventements continus sur toute la hauteur du btiment et construits dans les rgles de lart, les dcalages augmentent la vulnrabilit de l'ouvrage et rduisent notablement sa tenue au sisme dans la plupart des cas.PB 5 Les sauts de rigidit et de rsistance causent des problmes

Figure 27: Variation de rigidit de btimentEn changeant la section des contreventements dun tage lautre, on cre des discontinuits et on provoque de brusques variations de rigidit et de rsistance du btiment. Il peut en rsulter des htrognits dans le comportement dynamique, do des sollicitations supplmentaires et des problmes de transmission des efforts lchelle locale.Le cas chant, il vaut mieux diminuer la rigidit et la rsistance de bas en haut que faire linverse.

PB 6 Deux parois porteuses lances en bton arm par direction principale!

Figure 28 : Disposition horizontale des murs de contreventementLes parois porteuses en bton arm de section rectangulaire sont les mieux adaptes pour renforcer les btiments ossature contre les actions sismiques. Dans une zone de sismicit modre comme le Maroc, o le sisme de dimensionnement a une intensit modre galement, il suffit en gnral de disposer deux parois ductiles de forme lance, dimensionnes en capacit, dans chacune des directions principales.PB 7 Eviter de remplir les cadres de maonnerie et assurer la sparation des parois non porteuses par des joints!

Figure 29 : Cadres de maonnerieCette combinaison de deux types de construction trs diffrents et peu compatibles ragit mal aux tremblements de terre: les cadres sont relativement souples et ductiles, tandis que la maonnerie non-arme, trs rigide mais fragile, peut dj exploser sous l'effet de petites dformations.Au dbut d'un tremblement de terre, la maonnerie reprend presque toutes les forces sismiques. Mais elle cde ensuite sous l'effet d'un mcanisme de bielles obliques ou par glissement, car le frottement est gnralement faible, d au manque de charges verticales. L'apparition de fissures en croix est caractristique de ce mcanisme.On peut distinguer deux cas: soit les colonnes du cadre sont plus rsistantes que le remplissage de maonnerie, soit c'est l'inverse. Dans le cas de colonnes fortes, la maonnerie est dtruite et tombe hors du cadre. Dans le cas contraire, elle risque d'endommager les colonnes et notamment de les cisailler, ce qui provoque souvent l'effondrement de l'ouvrage.

Figure 30 : Constructions ossatures avec parois non-porteuse spares par des jointsDans les constructions ossature relativement peu rigides, il peut s'avrer judicieux de prvoir des joints pour sparer la structure porteuse et les parois intermdiaires non-porteuses, notamment les parois en maonnerie, qui ont un comportement rigide et fragile.Il convient de disposer des joints le long des colonnes, parois porteuses et dalles, et de les remplir de matriau tout la fois souple et insonorisant, telles les plaques en caoutchouc. Les mousses dures, le lige, etc., sont en revanche trop rigides.L'ouverture des joints, gnralement de 10 40 mm, dpend de la rigidit de la structure porteuse et de la dformabilit des parois intermdiaires, ainsi que du degr de protection souhait.PB 8 Eviter les colonnes courtes!

Figure 31 : Colonnes courtesLa rupture par cisaillement de ce quil est convenu dappeler des colonnes courtes est une cause majeure d'effondrement lors de tremblements de terre. Il s'agit de colonnes trapues, qui sont souvent encastres dans de solides poutres ou sommiers, ou qui sont rigidifies par le remplissage ultrieur d'un cadre.Les extrmits des colonnes de cadres doivent tre sollicites tout au plus jusqu' leur moment plastique (moment de plastification, respectivement de rupture). Les colonnes courtes, dotes d'une grande rsistance la flexion, subissent un norme gradient de moment et par consquent un important effort tranchant, qui entrane souvent une rupture par cisaillement avant mme que le moment plastique ne soit atteint.Une manire de rsoudre le problme consiste concevoir les colonnes selon les rgles du dimensionnement en capacit, l'effort tranchant tant major en tenant compte de la sur-rsistance de l'armature verticale.

PB 9 Eviter de remplir partiellement les cadres!

Figure 32 : Remplissage partiel des cadresLe fait de remplir partiellement un cadre sans prvoir de joints engendre parfois le phnomne de colonne courte (principe prcdent). Remarque : Une armature transversale mieux conue (triers et barres de liaison intervalles rapprochs) aurait probablement permis d'viter la rupture de la colonne par effort tranchant. On peut viter l'effet nfaste du remplissage partiel des cadres, ou le rduire notablement, en disposant des joints entre les colonnes et le remplissage. Le joint peut tre excut dans les rgles de l'art par la mise en place de laine de roche tendre et compressible. Cependant, sa largeur ne permet pas aux colonnes de sincliner de plus de 1 % sans gnrer de contraintes.

PB 10 Sparer les btiments contigus par des joints conformes aux rgles de l'art!

Figure 33 : Espacement entre deux blocs (RPS2000)L'entrechoquement et le martlement de btiments contigus sont susceptibles de provoquer d'importants dgts, si ce n'est leur effondrement. Le risque de ruine est le plus aigu lorsque les dalles de btiments contigus se trouvent des niveaux diffrents et heurtent les colonnes du btiment voisin. Dans cette configuration, il est impratif de prvoir des joints conformes aux rgles de l'art.

Cela signifie quils doivent:a. avoir une ouverture minimale (selon les normes);b. tre vides (ne prsenter aucun point de contact).

PB 11 Privilgier les configurations compactes!

Figure 34 : Oscillations asynchrones en plan et en lvationLors de la conception en plan d'un btiment, on devrait avoir une image aussi raliste que possible du comportement dynamique de ses composants. Dans la configuration en L peu compacte par exemple, les ailes gauche et droite du btiment prsentent des rigidits trs diffrentes vis--vis des actions sismiques dans les deux directions principales horizontales. Elles tendent osciller trs diffremment l'une de l'autre, en se gnant donc mutuellement.Les angles des dalles et l'extrmit des ailes subissent de grosses sollicitations, si bien qu'il faut procder un renforcement parasismique souvent trs onreux. Le problme peut tre vit en sparant les deux ailes par un joint excut dans les rgles de l'art. Il en rsulte deux btiments rectangulaires, trs compacts qui peuvent osciller indpendamment.PB 12 Utiliser des dalles afin de solidariser les lments et rpartir les forces!

Figure 35 : Diaphragmes rigidesDans les btiments plusieurs tages, les dalles doivent se comporter comme des voiles pratiquement rigides. Elles seront relies avec tous les lments porteurs verticaux de manire apte transmettre des efforts tranchants, pour garantir un effet de diaphragme. Ainsi, elles sont mme dassurer la solidarit entre les composants dans le plan horizontal et permettent de rpartir les forces et les dplacements entre les diffrents lments porteurs verticaux, en fonction de leur rigidit.Par exemple, les dalles formes d'lments prfabriqus sont gnralement insuffisantes pour assurer cette fonction de diaphragme moins que les lments soient solidariss par une chape de bton arm coule sur place suffisamment paisse et arme. On leur prfrera des dalles monolithiques en bton arm, qui comprendront si ncessaire des armatures de renforcement dans les bords.PB 13 Dimensionner en capacit pour obtenir une structure porteuse ductile!

Figure 36 : Structure porteuse ductileLes structures porteuses ductiles, trs dformables dans les zones sollicites plastiquement, prsentent en gnral des avantages majeurs par rapport des structures analogues de comportement fragile.La mthode du dimensionnement en capacit offre un procd simple et efficace pour concevoir une structure porteuse ductile: on lui impose prcisment o elle peut et doit se plastifier, et o cela lui est interdit. Il en rsulte un mcanisme plastique favorable. Un dimensionnement en capacit excut dans les rgles de l'art permet d'atteindre un niveau de scurit lev et connu contre l'effondrement.PB 14 Pas d'videments ni ouvertures dans les zones plastiques!

Figure 37 : Ouvertures des voiles viter dans les zones plastiquesSur certains chantiers on a tendance insrer les videments des conduites, les gaines de ventilation ou autres ouvertures n'importe o dans la structure porteuse, sans plan ni concertation avec l'ingnieur civil. Ces installations sont souvent introduites dans le coffrage d'lments en bton arm soumis de fortes sollicitations, si elles ne sont pas carrment repiques aprs coup. Les rpercussions sont particulirement prjudiciables dans les zones plastiques, aussi faut-il imprativement viter cette pratique. Elle peut occasionner la ruine prmature d'lments porteurs vitaux soigneusement planifis et causer de graves problmes de scurit.En revanche, il est gnralement possible et admis de placer des videments bien planifis et judicieusement positionns dans les zones de la structure porteuse conservant un comportement lastique. Ces videments seront par exemple compenss par une solide armature complmentaire ou ventuellement conus l'aide d'un calcul de cadre.PB 15 Tenir compte du danger de liqufaction du sol!

Figure 38 : Influence de liqufaction de solCertains sols sableux ou limoneux saturs peuvent prsenter une bonne capacit portante pour les charges statiques. Mais lorsquils sont soumis un tremblement de terre, ils peuvent se liqufier. Suivant la nature de la structure porteuse, des btiments entiers peuvent s'enfoncer dans le sol ou s'incliner si le terrain est inhomogne ou ingalement liqufi, causant souvent leur effondrement total. C'est pourquoi il faut tudier le danger de liqufaction des sols sableux ou limoneux. Il peut s'avrer ncessaire de prvenir ce phnomne denfoncement dans le sol en consolidant le sol par des injections, en prvoyant des fondations sur pieux, etc.PB 16 Il peut s'avrer plus judicieux d'assouplir que de renforcer!

Figure 39 : Optimisation de souplesse de structureLorsqu'il s'agit d'amliorer la tenue au sisme des btiments existants ou projets, certains architectes et ingnieurs pensent d'abord les renforcer, c'est--dire augmenter leur rsistance ultime vis--vis des forces horizontales.Or, on rigidifie une construction lorsquon la renforce, levant ainsi ses frquences propres. Il s'avre parfois plus judicieux de l'assouplir. En intercalant des appuis sismiques flottants, au-dessus de la fondation (base isolation), on dcale les frquences de l'ouvrage vers le domaine infrieur du spectre de rponse de dimensionnement. Il en rsulte d'autant plus que l'amortissement est gnralement accru une rduction sensible des forces sismiques et, donc, des dgts potentiels. Cependant, les dplacements relatifs augmentent notablement, ce qui requiert un dgagement suffisant autour du btiment isol contre les sismes.Par ailleurs, les conduites de distribution et d'vacuation doivent tre suffisamment flexibles.

PB 17 Ancrer les lments de faade, les parapets et les murs contre les forces horizontales !

Figure 40 : Ancrage des lments de faadeLes ancrages des lments de faade ne sont souvent conus que pour rsister aux forces verticales. Il nest pas rare que des panneaux soient simplement poss sur des consoles et dots dune fixation lgre dans leur partie suprieure. Mais comme le frottement induit par les charges verticales peut tre vaincu par les acclrations horizontales et verticales lors dun tremblement de terre, la chute est alors invitable, menaant notamment les pitons et les vhicules. Il convient donc de dimensionner et de raliser les ancrages des lments de faade de telle faon quils rsistent non seulement aux charges verticales, mais galement aux efforts horizontaux cycliques (traction/compression). Les ancrages et les ventuels joints entre lments de faade tiendront en outre compte des dformations prvisibles de la structure porteuse.Un moment renversant d aux efforts dinertie se produit lors de dplacements horizontaux rapides. S'ils sont insuffisamment ancrs ou encastrs, les lments lancs sont les plus susceptibles de basculer.

PB 18 Bien fixer les faux-plafonds, les luminaires, les installations et les quipements!

Figure 41 : Faux-plafonds

Figure 42 : Installations des quipementsLa chute de faux-plafonds ou de luminaires reprsente un grave danger pour les personnes. Il faut donc prvoir des fixations aptes rsister avec une marge suffisante non seulement au poids propre de ces quipements, mais galement aux efforts occasionns par les acclrations et vibrations verticales et horizontales. Il en va de mme pour les fixations des gaines daration et conduits de toute nature passant dans lespace entre le plafond porteur et le plafond suspendu.Il est trs important dassurer lintgrit des installations et quipements des ouvrages qui doivent rester oprationnels ou dont le maintien en service est souhaitable aprs un fort tremblement de terre (tenir aussi compte des quipements situs en dehors des ouvrages, sur les toits, etc.).PB 19 Les portes faux :

Figure 43 : Effet de torsionLes lments en porte--faux (dalles, poutres ou niveaux entiers) subissent sous laction des composantes verticales des dformations diffrentes de celles du reste de la structure. Les concentrations de contraintes qui en rsultent au droit de la faade sont en gnral acceptables lorsque la porte des porte--faux est faible et leur masse peu importante. En revanche, les porte--faux dpassant 2 m sont relativement vulnrables aux sismes et leur rupture lors dvnements majeurs nest pas rare.Lutilisation de grands porte--faux est donc dconseille. Mme lorsquils sont dimensionns pour les charges sismiques, ils possdent une faible ductilit et, de ce fait, leur dure de rsistance aux charges cycliques est trs rduite. Pour cette raison, les poteaux discontinus ports par des porte--faux ne sont pas admis par les nouveaux rglements. La meilleure solution pour porter les lments ou niveaux en saillie par rapport la faade consiste prvoir des appuis extrieurs : poteaux, murs ou suspentes. Quand on opte pour des lments en porte--faux, il est prfrable dutiliser des poutres en console portant des dalles, plutt que des dalles en console. Lorsquon souhaite opter pour cette dernire solution, les dalles en porte--faux devraient tre disposes en prolongement du plancher pour viter de solliciter la poutre porteuse en torsion.PB 20 Absences des points durs :

Figure 44 : Points durs

Les poteaux ayant des sections nettement plus grandes que les autres poteaux possdent une rigidit transversale trs suprieure. Cette rigidit saccrot, dans chaque direction, proportionnellement au cube de la dimension de la section dans cette direction. Ainsi, un poteau quatre fois plus large quun autre est 64 fois plus rigide dans la direction de sa largeur et reoit dans cette direction une charge horizontale 64 fois plus leve. tant plus rigide, il constitue un point dur qui bloque localement les dformations de limmeuble imposes par les sismes. Or, sa rsistance mcanique na augment que 16 fois, car elle est proportionnelle au carr des dimensions de la section. Lors des sismes forts, les points durs clatent frquemment. Par consquent, il est fortement conseill de sabstenir den crer.

PB 21 Respect du principe poteaux forts poutres faibles :

Figure 45 : Effet de la rigidit des poteauxRespecter le principe "poteau fort-poutre faible" consiste concevoir les portiques de sorte que les poutres possdent une rsistance ultime infrieure celle des poteaux et des nuds. Le but est de localiser les dommages sismiques structuraux (rotules plastiques) dans les poutres, facilement rparables, et de prvenir leur apparition dans les poteaux ou les nuds, qui assurent la stabilit du btiment. Cette dmarche est exige par les rgles parasismiques, mais elle peut tre favorise par des choix de conception judicieux.

PB 22 Poteaux et poutres placs dans un mme plan:

Figure 46 : Configuration de lintersection poteau-poutreAfin de souligner lhorizontalit ou la verticalit dun btiment, les concepteurs font parfois ressortir les poutres ou les poteaux par rapport au plan de la faade. Vis--vis des sismes, cette dmarche est en gnral neutre dans le cas des ossatures contreventes, mais prjudiciable lorsquil sagit dun systme en portiques, car dans ce cas les poteaux et poutres font partie de la structure principale, assurant la rsistance aux charges horizontales.Dans les nuds des portiques, ces charges doivent suivre une descente de charges en forme de baonnette, ce qui engendre de fortes contraintes de cisaillement. Cette situation donne en gnral lieu une rupture fragile de nuds, car leur capacit se dformer plutt que de rompre est faible. De tels nuds supportent trs mal les chargements cycliques.PB 23 Superposition des poteaux :Les poteaux non superposs sont en gnral ports par des poutres dimensionnes pour la descente de charges qui en rsulte. En rgime statique, cette situation est acceptable. Cependant, pendant un tremblement de terre, donc en rgime dynamique, les tronons courts des poutres situs entre deux poteaux, trs sollicits en cisaillement, peuvent se rompre brutalement car leur ductilit, cest- dire la capacit subir de grandes dformations sous charges cycliques, est trs faible ( la diffrence des sollicitations de flexion, celles de cisaillement nautorisent pas une ductilit significative). La dure de rsistance de louvrage aux charges dynamiques est ainsi rduite. Il est donc prfrable de superposer les poteaux de portiques. Lorsque des poteaux discontinus sont utiliss, il ne doit pas y avoir dexcentricit de leur axe par rapport laxe des poutres. Par ailleurs, les nouveaux rglements nadmettent pas que des poteaux soient ports par des poutres en porte--faux.

CHAPITRE 5:tude manuel statique

5.1. Caractristiques des matriaux de constructionLes valeurs prises dans le calcul se rsument dans le tableau suivant :

La rsistance caractristique du bton25 MPa

La limite lastique de lacier500 MPa

La contrainte de calcul du btonbc = 14.17 MPa

La contrainte de calcul de laciersu = = 434.8 MPa

La fissurationpeu prjudiciable (prjudiciable pour les fondations

Enrobage des aciers3 cm pour tous les lments en BA et 5 cm pour les fondations

Tableau 6 : Caractristiques des matriaux de construction5.2. Rglements en vigueur:Tous les calculs faits dans le projet se basent sur Le BAEL91: pour les calculs de dimensionnement de structures en bton arm.5.3. Pr-dimensionnement des lments de structure: 5.3.1. Les dalles pleines Dalle reposant sur deux appuis: Lx /35 < e < Lx/30

Dalle reposant sur trois ou quatre appuis:

Lx /50 < e < Lx / 40Avec: Lx: est la petite porte du panneau le plus sollicit.

5.3.2. Les dalles en corps -creuxLpaisseur du plancher est dtermine partir de la condition de flche :

Avec: e : lpaisseur totale du plancher L : la porte maximale entre nus dappuis.

5.3.3. Les poutresLes poutres sont rectangulaires, de section bh, avec b la largeur et h la hauteur de la poutre. Selon les rgles de pr-dimensionnement des poutres, on doit avoir :

h : la hauteur de la poutre L : la porte entre nus dappuis de la poutre

Dans notre cas, pour plus de scurit, on a fix les hauteurs des poutres la valeur de L/10, dautre part on a fix les largeurs des poutres b 25 cm.

5.3.2. Les poteauxDaprs la descente des charges, les dimensions des poteaux sont choisies partir de la relation:

5.4. Descente de charges: Dfinition des charges par plancher: Niveau du plancherCharge permanente G (KN/m)Charge dexploitationQ (KN/m)

6,651,75

5,55

5,55

5,55

5,55

5,55

5,55

Tableau 7 : Dfinition des charges par plancherElmentCharge KN/m

Dalle 15+52,80

Forme de pente2,20

Complexe d'tanchit1,5

Protection1,10

Enduit/faux plafond0,40

G6,65

Tableau 8 : Dtails de la charge permanente apporte par les tages courantsElmentCharge KN/m

Dalle 15+52,80

Revtement1,60

Cloisons de distribution0,75

Enduit/faux plafond0,40

G5,55

Tableau 9 : Dtails de la charge permanente apporte par la terrasseElmentCharge KN/m

Dalle pleine3,00

Revtement1,60

Enduit/faux plafond0,40

G5,00

Q3,50

Tableau 10 : Dtails de la charge permanente et dexploitation apporte par le balcon5.5. Dimensionnement de la structure: 5.5.1. Dimensionnement des poutres Le calcul des poutres est effectu pour chaque axe en fonction des moments maximums en trave et en appui, les calculs seront donc faits en flexion simple partir du rglement B.A.E.L 91.

Combinaison de calcul: E.L.U: 1,35 G + 1,5 E.L.S: G + Q Calcul des moments :Pour le calcul des moments on utilisera la mthode de Caquot. Exemple de calcul (poutre N1) On prend comme exemple la poutre situe ltage courant, constitu de cinq traves et six appuis: Les caractristiques de notre poutre sont rsumes dans le tableau suivant:Traveb (cm)h (cm)L (cm)

Trave 12535335

Trave 22525210

Trave 32565645

Trave 42525210

Trave 52535335

Tableau 11 : Les caractristiques de la poutre tudie

Les cas de charge sur chaque trave: TraveCharg (KN)Dcharg (KN)

Trave 12,9531252,953125

Trave 22,1093752,109375

Trave 344,183812534,1431875

Trave 42,1093752,109375

Trave 52,9531252,953125

Tableau 12 : Les charges sur chaque trave de la poutre tudie

Moments aux appuis: Les moments aux appuis dextrmit sont nuls: MA = MF = 0

Avec:: La charge sur trave west: La charge sur trave est: La longueur de la trave west : La longueur de la trave est.: Le moment dinertie de la trave west : Le moment dinertie de la trave est.Il faut calculer les moments sur appuis en considrant trois cas: Ti charg - Ti+1 charg. Ti charg- Ti+1 dcharg. Ti dcharg- Ti+1 charg.Pour le cas de lappui B, les caractristiques des traves T1 et T2 sont rsumes dans le tableau suivant:

3,351,680,000893230,000325521,37609552

On calcul le moment sur lappui A avec T1 charg et T2 charg:

De mme on obtient les autres valeurs des moments sur appuispour les autres cas de charges:M-appuisMoment (cas C-C) (KN.m)Moment (cas C-D) (KN.m)Moment (cas D-C) (KN.m)

Appuis B2,046562112,046562112,04656211

Appuis C21,184408716,505811321,1844087

Appuis D21,184408721,184408716,5058113

Appuis E2,046562112,046562112,04656211

Tableau 13 : Les valeurs des moments sur appuis de la poutre tudie Moments sur les traves: Moment sur trave -1-:

On remplace la valeur de x dans lquation (1), on obtient:

De mme, on calcule .Le tableau 14 ci-dessous reprsente les valeurs des moments sur traves 1, 2, 3, 4 et 5.

Trave 1Trave 2Trave 3Trave 4Trave 5

Moments en KN.m3,182589623,12409079208,5852243,124090793,18258962

Tableau 14 : les valeurs des moments sur traves 1, 2, 3, 4 et 5 de la poutre tudie

Calcul du ferraillage de la poutre N1:

Armatures longitudinales:Pour la trave -1- ona :

Et0,011

En utilisant la mme mthode, on obtient les sections dacier pour les autres traves et appuis reprsents dans le tableau 15 ci-dessous:d

Trave13,182589620,009054190,3150,011369450,995452220,2334426

Trave23,124090790,017420020,2250,021968070,991212770,32218453

Trave3208,5852240,172052880,5850,237658780,904936499,06233298

Trave43,124090790,017420020,2250,021968070,991212770,32218453

Trave53,182589620,009054190,3150,011369450,995452220,2334426

AppuiB2,046562110,011411690,2250,014346950,994261220,21041289

AppuiC21,18440870,01747410,5850,022036870,991185250,84030334

AppuiD21,18440870,11812490,2250,157589960,936964012,31122038

AppuiE2,046562110,005822290,3150,007299180,997080330,14986999

Tableau 15 : Les sections dacier pour les traves et appuis de la poutre tudieLa section dacier minimale suivant la condition de non fragilitest :

Ainsi, les nouvelles sections dacier sont:TraveAs

Trave 10,760725

Trave 20,543375

Trave 39,06233298

Trave 40,543375

Trave 50,760725

Appui B0,543375

Appui C1,412775

Appui D2,31122038

Appui E0,760725

Armatures transversales:Pour reprendre leffort tranchant et limiter les fissures, des armatures transversales sont disposes en cours successifs plans et normaux Laxe longitudinal de la pice. Contrainte tangente conventionnelle:

Cisaillement du bton est vrifi

Disposition Constructive:

=0.8 cm =1,4 cm Vrifi Espacement:

Avec:

Lespacement maximal est donn par :

On opte pour un espacement St =40cm, chaque espacement sera rpt n=3 fois.Le premier cadre sera plac = 20 cm de lappui.5.5.2. Dimensionnement des poteaux Dtermination de la charge: Le tableau suivant nous donne les charges ultimes / services appliques sur le poteau P3pour chaque niveauen utilisant la mthode des efforts tranchants: Les efforts tranchants sont calculs par la mthode de Caquot.Poteau (P3)

R.D.C-bas1er tage bas2me tage bas3me tage bas4me tage bas

Ultime(KN)210,594287210,594287

208,166977208,166977206,07684

Service(KN)

155,397484152,181029150,459803150,459803149,706333

Tableau 16 : Poteau 3 soumis aux charges ultimes/services Par accumulation des charges on obtient :

Dtermination de coffrage: On fixe un lancement 35le coefficient de flambage est: = 35 = 0.708On Calcule la section rduite du bton avec Ath= 0 partir de la relation qui permet de calculer leffort normal.

On aura:

Avec = 0.708 et = 1.5 Donc Br =795,97 On fixe a=25 cm

Ainsi, les valeurs adoptes sont: On vrifie la section trouve en tenant compte du poids propre reldu poteau:

On a 5 niveaux , do =31KN

La charge totale applique sur le poteau (P3) est:Nu = 1043,59937+41,85=1085,45 KNNser = 758,204453+31= 789,25KNLa section rduite :

Calcul de (b): b = 40cm vrifiLa section du poteau adopte (25 x 40) est acceptable.

Calcul du ferraillage du poteau (P3): Armature longitudinale:Vrifier la condition du non flambement: Pour les poteaux, le pr dimensionnement se base sur la limitation de llancement mcanique . En effet, pour limiter le risque de flambement, llancement doit tre infrieur 70.

Avec: L f: longueur de flambement i min: rayon de giration minimum I: moment dinertie de la section I=. B: aire total de la section du poteau. a: petite dimension de la section du bton du poteau. b: grande dimension de la section du bton du poteau.

=31,04 35 70 vrifi

Valeurs du coefficient de flambage:

Pour = 0,73

Pour

Pour , on ne peut pas calculer le poteau par la mthode forfaitaire.

La section dacier minimale

Pour notre cas on a:

4u =5,2cm2 0,2B/100 = 2 cm2 Amin= 5,2 cm2 Avec:

u : primtre du poteau en m B : section du poteau en cm la section dacier thorique La section du bton et la section dacier doivent pouvoir quilibrer leffort normal ultime Nu:

Br = (0,25-0.02)(0,40-0.02)= 0,0874 m2

Avec:

Nu : Effort normal ultime en MN Br : Section rduite de bton en m : Coefficient de flambage Ath : Section dacier en m fc28 et fe : en MPa La section dacier maximale

Avec:

Donc:

vrifi

Armatures transversales:

Le rle principal des armatures transversales est dempcher le flambage des aciers longitudinaux. Leur diamtre est tel que: Valeurs de leur espacementPour lespacement des armatures transversales, on adopte:

Donc5.5.3. Dimensionnementdes semelles : Calcul de leffort normal:La semelle (S3) supporte la charge concentre applique sur le poteau et transmet cette charge au sol.La charge totale applique au pied du poteau (P3) est:

Poids propre du poteau de fondation (hauteur gale 1,2 m):

La charge totale applique sur la semelle (S3) est:

Dtermination du coffrage:La contrainte du sol lELS: La contrainte du sol lELU:

Il faut vrifier La condition: On a:

Aprs la rsolution du systme, on trouve:

Calcul de h:

On dimensionne la semelle en tenant compte de son poids propre: Poids propre de la semelle: La charge totale applique au pied de la semelle (S3) est:

On a: Aprs rsolution du systme on trouve: Donc on prend une nouvelle dimension de la semelle (180 x 200) cm

vrifi Calcul du ferraillage de la semelle:

La fissuration est prjudiciable, donc on majore les sections daciers trouves lELU par un coefficient gal 1.1:

CHAPITRE 6: tude parasismique laide dArche Ossatures

6.1. Hypothses sismiquesLeffet sismique agit sur la structure dans ces deux plans horizontaux, ainsi on pourra se contenter de faire les calculs suivant les deux axes principaux du btiment pour assurer la rsistance requise faisant face aux vnements sismiques dans toutes les directions. L'intensit avec laquelle un sisme est ressenti en un lieu donn, dpend dans une large mesure de la nature des sols traverss par ronde sismique et des conditions gologiques et gotechniques locales. Les conditions locales du sol sont trs importantes. En effet, si la frquence du sol est proche de celle de la structure. On est en prsence d'une amplification dynamique du sol.

Figure49 : Zonage sismique du Maroc

Les caractristiques de la sismicit de la rgion suivant le rglement parasismique marocain (RPS 2000) sont les suivants : Zone sismique 3 Coefficient dacclration A max = 0,16/g Classe II coefficient de priorit 1.0 Type de site : S1 Coefficient de site = 1.0 Structure peu ductiles ND1. Facteur de comportement K=2. Coefficient damortissement = 5%.

6.2. Dfinition de chargementLes chargements pris en compte sont les suivants : Etage Courant : Charge permanente : G=2.5 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/m Terrasse : Charge permanente : G=3.50 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/m

Remarque :Pour la modlisation des charges dans le logiciel Arche Ossature en lments finis et pour tenir compte du poids propre des corps creux dans le cas dune dalle hourdis avec entrevous en bton (ou en polystyrne), on a adopt la dmarche suivante : Aprs la saisie de poutrelles et de la dalle de la compression en bton et puisque Arche Ossature gnre automatiquement le poids propres des lments de la structure, alors il ne reste quajouter aux charges permanentes le poids propre des entrevous (bton ou polystyrne).Afin de trouver le poids propre des entrevous on a appliqu la formule suivante :Pentrevous = Pplancher Ppoutrelle Pdalle de compression (KN.)Avec : P est le poids propre de llment nomm en indice.

Tableau 17 : Poids propres surfaciques des planchers hourdis

En tenant compte les valeurs du tableau prcdent, on trouve les charges suivantes :Dalle hourdis avec entrevous en bton : 16+5 Etage Courant : Charge permanente : G=3.5 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/m Terrasse : Charge permanente : G=4.50 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/mDalle hourdis avec entrevous en polystyrne : 16+5 Etage Courant : Charge permanente : G=2.8 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/m Terrasse : Charge permanente : G=3.8 KN/m Charge dexploitation : Q=1.75 KN/m6.3. Critres de rgularit: Une structure est considre rgulire si les conditions suivantes, relatives sa configuration en plan et en lvation sont satisfaites. Forme en plan: a) La structure doit prsenter une forme en plan simple, tel que le rectangle, et une distribution de masse et de rigidit sensiblement symtrique vis vis de deux directions orthogonales au moins, le long desquelles sont orients les lments structuraux.b) En prsence de parties saillantes ou rentrantes leurs dimensions ne doivent pas dpasser 0.25 fois la dimension du ct correspondant :a + b 0.25 B

Figure 50 : Conditions de rgularit sur parties saillantesc) A chaque niveau, la distance entre le centre de masse et le centre de rigidit, mesure perpendiculairement la direction de laction sismique, ne doit pas dpasser 0.20 fois la racine carre du rapport de la raideur de torsion sur la raideur de translation.d) Llancement (grand cot L/petit ct B) ne doit pas dpasser la valeur 3.5 3.5 Forme en lvation: a) La distribution de la rigidit et de la masse doit tre sensiblement rgulire le long de la hauteur. Les variations de la rigidit et de la masse entre deux tages successifs ne doivent pas dpasser respectivement 30% et 15 %.b) Dans le cas dun rtrcissement graduel en lvation, le retrait chaque niveau ne doit pas dpasser 0.15 fois la dimension en plan du niveau prcdent sans que le retrait global ne dpasse 25% de la dimension en plan au niveau du sol.c) Dans le cas dun largissement graduel sur la hauteur, la saillie ne doit pas dpasser 10% de la dimension en plan du niveau prcdent sans que le dbordement global ne dpasse 25% de la dimension en plan au niveau du sol.d) Pour les btiments dont la hauteur totale ne d passe pas 12 m ; les pourcentages relatifs la configuration peuvent tre ramens 40%.

ConclusionOn a commenc par la vrification des critres de rgularit de la forme en plan et en lvation de notre btiment. Alors, il nous apparat que la structure tudie ne rpond pas aux 2 exigences a) et b) des critres de rgularit de la forme en lvation ce qui veut dire quon est face une structure irrgulire. Et par consquence, lapplication de la mthode statique quivalente nest pas valable.6.4. Modlisation sur Arche6.4.1. Introduction La modlisation de la structure est effectue par le logiciel de calcul des structures, Arche ossatures . Arche Ossature est un logiciel de simulation de btiment qui permet de mener rapidement et en toute rigueur les tudes de descente de charges, de contreventement et de sisme, en respectant les mthodes usuelles de la profession. La description dtaille du logiciel est donne dans lannexe.Les images suivantes montrent les vues en 3D des diffrentes variantes tudies :

Figure 51 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Portique/hourdis avec entrevous en bton

Figure 52 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/hourdis avec entrevous en bton

Figure 53 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/hourdis avec entrevous en polystyrne

Figure 54 : Btiment en 3D sur Arche Ossature de la variante contreventement par Voile/Plancher Dalle pleine

6.4.2. Etapes respecter Pour modliser notre structure sur Arche Ossature, on devrait respecter les tapes suivantes : Etape1 : Ouvrir Arche Ossature de la plateforme OMD

Figure 55 : Licne de Arche Ossature sur la plateforme OMD

Etape2 : Paramtrage des rglements de calculsAprs le lancement du logiciel, il est important de choisir les normes relatives au calcul bton arm et les rglements sismiques du Maroc.

Figure 56 : Configuration de la localisation

Etape3 : Configuration des paramtresa) Units: On choisit la commande Units du menu Options. Une fentre apparait lcran et indique les units par dfaut.

Figure 57 : Choix des units

b) MatriauxOn met jour le catalogue des matriaux, en slectionnant dans le menu Hypothses, la commande Matriaux.La partie prsentation du projet indique les types et caractristiques des matriaux utiliss dans le projet.

Figure 58 : Listes des matriaux

c) La grille On dfinit une grille cartsienne, en utilisant un pas de 1 m dans les deux directions : Ox et Oy par le biais de la bote de dialogue Outils/Grille.

Figure 59 : Dfinition de la grille

d) Gestion de ltage :A tout moment, on a la possibilit de naviguer entre les diffrents tages et redfinir la hauteur grce la fentre de commande suivante :

Etape4 : Dessin des lments de la structureOn cre dans ce stade, les diffrents lments de la structure en utilisant la Barre dOutils Mode Saisie.

Remarque :Le dessin des dalles devrait tre accompagn par la saisie des charges. Dans la partie chargement, on a indiqu les charges prises en compte dans ce projet.

Figure 60 : Les charges (/m) Etape5 : Copie dtagesOn copie ltage en cours en cliquant une fois sur licne suivante. Cette action permet de gnrer toutes les proprits de structure et de charge