Modélisation 3D d’un bâtiment sous Revit Structure 2012 puis export vers Robot 2012 pour le...
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Modélisation 3D d’un bâtiment sous Revit Structure 2012 puis export vers Robot 2012 pour le calcul de la structure
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Projet de fin dtude
2011 / 2012
INTRODUCTION
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Projet de fin dtude
2011 / 2012
INTRODUCTION GENERALE
En tant qulves Ingnieurs en gnie modlisation et informatique scientifique,
nous avons choisi deffectuer notre projet de fin dtudes au sein du bureau dtudes
OGER INTERNATIONAL MAROC, spcialis dans le domaine du btiment. Cest un
domaine qui nous tient tout particulirement cur.
La proposition, puisque notre avenir professionnel y sera li, que nous a faite le
bureau dtude OGER INTERNATIONAL MAROC est particulirement bien adapte
llaboration dun projet de fin dtudes. En effet, il sagit dun sujet permettant dassocier
la modlisation au calcul de structure.
Durant le stage, nous avons acquis une exprience importante de la vie
professionnelle qui nous a enrichis et permis de nous confronter un des domaines
nouveaux. En effet, ce sujet joint la partie thorique apprise l'cole la partie pratique
applique au bureau d'tudes.
Le thme traiter est ltude dun btiment qui constitue un dortoir pour les
lves, dans le cadre du projet de construction dinstallations diverses, lanc par le
ministre de lintrieur de lArabie saoudite. Cette tude seffectuera sous environnement
BIM (Building Information Modeling). En termes simples, le BIM est la gestion de
linformation dun projet de btiment, tant au niveau de la gnration des donnes du
projet de construction que du processus itratif dchange de donnes. BIM est
lintelligence ajoute aux donnes du projet afin de les rendre correctement traitables et
interprtables par des requtes des utilisateurs. Laccs instantan linformation mise
jour en permanence rduit ainsi le risque de supposition et dapriori de toutes sortes. BIM
est le processus par lequel la bonne information est rendue disponible la bonne personne
au bon moment.
Nous dbuterons notre projet par une prsentation gnrale du projet, des
technologies utilises, et des rglements de calcul sur lesquels nous nous baserons pour la
conception et le calcul de structure.
En deuxime partie nous ferons la conception structurale c.--d. nous choisirons le
systme constructif, en particulier les planchers, nous dterminerons aussi les principes de
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stabilit du btiment et la disposition des joints de dilatation ainsi que les dimensions des
blocs. Ensuite nous effectuerons un pr-dimensionnement des lments bton arme de la
structure tel que les fondations, les poteaux, les poutres et les voiles. Nous allons dfinir
par la suite les diffrents lments structuraux et nous allons effectuer une modlisation 3D
du btiment sur Revit structure 2012. Aprs cela nous allons dfinir et rectifier les erreurs
dans le modle analytique du btiment sur Revit structure 2012 afin de permettre son
exploitation sur le logiciel Robot 2012. Enfin nous allons mettre en vidence quelques
rgles et principes respecter pour obtenir un modle Revit exploitable.
En troisime partie; nous allons exporter le modle analytique du btiment vers le
logiciel de calcul aux lments finis ROBOT 2012 pour l'tude de la structure. L aussi
nous allons dfinir et rectifier les erreurs trouves afin de pouvoir lancer le calcul. Enfin
nous allons vrifier par quelques tests la possibilit d'exploiter ce modles 3D pour des
calculs de structure.
La quatrime partie consiste tudier la structure du btiment partir des rsultats
issus du logiciel de calcul ROBOT 2012. Pour cela nous allons vrifier les dimensions des
diffrents lments bton arm de la structure : fondation, poteau, poutre, plancher et
voile ; ensuite nous allons vrifier la stabilit d'ensemble et les dformations verticales et
horizontales, nous allons enfin dterminer le ferraillage des diffrents lments bton arm
principaux de la structure.
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Le btiment sur lequel se basera notre tude est un R+2 usage
internat pour les tudiants, ltude de ce btiment est ralise dans le cadre
dun projet lanc par le ministre de lintrieur de lArabie saoudite. Le site
du projet est situ sur la route Khurais 50 km environ de la ville de
Riyad. Mais pour les besoins de notre projet et afin de pouvoir appliquer les
rglementations utilises au Maroc comme le BAEL et le RPS2000, nous
allons supposer que le btiment sera situ dans la ville de Casablanca.
CHAPITRE I
PRESENTATION GENERALE
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1.1. PRESENTATION DE LENTREPRISE D'ACCUEIL: [1]
OGER INTERNATIONAL MAROC est succursale dOGER INTERNATIONAL.
Cette dernire est une Socit Anonyme au capital de 20 millions deuros. Elle a t cre
en 1979 linitiative de Rafic HARIRI et a pour origine lEntreprise OGER fonde en
1950. Monsieur Gry CAROT en est le Prsident - Directeur Gnral.
OGER INTERNATIONAL travaille dans plusieurs domaines dactivit savoir :
Matrise d'uvre Technique (MOT) : Ces missions font intervenir, selon la mission
contractuelle les diffrents services et les fonctions d'tudes de la socit.
Ordonnancement, Pilotage et Coordination (OPC) : Ces missions comprennent
l'analyse, le fractionnement et l'ordonnancement d'oprations en tches, la mise en
application de ces tches puis leur coordination sur le chantier, en fonction des
intervenants.
Assistance Matre d'Ouvrage (AMO) : Ces missions permettent OGER
INTERNATIONAL MAROC d'assister tout Matre d'Ouvrage, toutes phases du projet.
Missions Mono spcialit (MNS) : Ces missions se rapportent l'intervention d'une
seule spcialit ou service d'OGER INTERNATIONAL MAROC, comme les missions
Mthodes de la Construction (MTH) relatives aux tudes permettant l'excution de
chantiers de gros uvre.
Toutes ces missions sont excutes en troite collaboration avec le sige Paris.
- Les filiales dOGER INTERNATIONAL :
OGER INTERNATIONAL possde plusieurs filiales qui sont rparties partout dans le
monde. Ces filiales sont :
OGER INTERNATIONAL MAGHREB :
OGER INTERNATIONAL MAROC : OIM (lieu de notre projet de fin dtudes)
OGER INTERNATIONAL TUNISIE : OIT
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OGER INTERNATIONAL TUNISIE DEVELOPPEMENT : OITD
OGER INTERNATIONAL MOYEN ORIENT :
OGER INTERNATIONAL ARABIE : OIA
OGER INTERNATIONAL ABU DHABI : OIAD
OGER INTERNATIONAL BEYROUTH : OIB
OGER INTERNATIONAL ASIE :
OGER INTERNATIONAL CHINE : OIC
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- Organigramme gnral dOGER INTERNATIONAL :
Figure 1.1 : Organigramme gnral dOGER INTERNATIONAL
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OGER INTERNATIONAL MAROC dpend de la Direction des Agences Internationales,
Rattache la Direction gnrale. Monsieur Omar Joseph BAROUD est le Directeur des
Agences internationales.
Depuis 1996, OGER INTERNATIONAL sest de faon prenne au Maroc et y cre une
agence, Casablanca - OGER INTERNATIONAL MAROC (OIM). OGER
INTERNATIONAL MAROC bnficie en totale transparence de la solidarit et de la
capacit financire dOGER INTERNATIONAL, dont la solidit financire est de premier
ordre.
Au sein de lorganisation dOIM, on distingue le Service Administratif/Ressource
humaines, service contrle de gestion, Comptabilit, Services gnraux et informatique,
Systme damnagement Intgr, OPC/Planning, Bureau dtudes et Projets.
Les responsables des diffrents services, sous lautorit du Directeur rgional veillent ce
que soit applique la politique du Systme de Management Intgr dans le cadre de la
norme ISO 9001 version 2008 et ISO 14001 dont lobjectif principal est la satisfaction des
clients, au travers dune gestion conomique adapte en respectant les exigences lgales
affrentes, notamment en termes de scurit et denvironnement.
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- Organigramme gnral dOGER INTERNATIONAL MAROC :
Figure 1.2 : Organigramme gnral dOGER INTERNATIONAL MAROC
- Quelques exemples de projet de rfrences :
Figure 1.3 : Projet de rfrence dOGER INTERNATIONAL
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AEROPORT DE CASABLANCA
PALAIS DE JUSTICE A CAEN
TWIN CENTER A CASABLANCA (MAROC)
LHPR A RIYAD (ARABIE SAOUDITE)
KSAR MENARA A MARRAKECH (MAROC)
Etc
- Contexte du projet :
Depuis quelque annes OGER INTERNATIONAL a intgr la technologie BIM dans sa
mthode de travail, et ce dans le cadre du dveloppement de sa productivit. Depuis, le
dveloppement du BIM fait partie des cibles des services dOGER INTERNATIONAL
Maroc et en particulier le service structure.
Le service structure DOGER INTERNATIONAL Maroc a concentr ses recherches dans
un premier temps sur le logiciel BIM Revit structure. En particulier la recherche sur les
capacits du logiciel changer les donnes dun btiment avec un logiciel de calcul de
structure comme Robot ou encore Etabs. Si cet change russit, ceci leurs permettra
daugmenter leurs productivit tout en optimisant les cots.
Quelques recherches et tests ont t raliss dans les diffrentes filiales dOGER
INTERNATIONAL mais elles nont jamais abouti de bons rsultats et donc elles nont
jamais t appliques des projets rels.
Avec le dveloppement du logiciel Revit structure 2012, le bureau dtude OGER
INTERNATIONAL MAROC nous a fait la proposition de tester la capacit
dinteroprabilit entre les deux logiciels Revit structure 2012 et Robot 2012.
Pour cela, OGER INTERNATIONAL MAROC nous a propos de nous fournir au dbut
de notre stage une bref formation sur le logiciel Revit structure 2012 avec laide du
personnel dOGER INTERNATIONAL MAROC, afin de pouvoir matriser les outils de
ce logiciel et modliser notre btiment.
Par la suite nous devions faire une autoformation afin de pouvoir vrifier et corriger le
modle analytique de Revit structure 2012, et aussi connatre les procdures dexport vers
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le logiciel Robot 2012. Cest l o rside la difficult de notre PFE car aucun employ du
bureau na jamais test cette liaison et vu le manque de la documentation. Cela nous a
pouss fournir un grand effort afin davoir un modle exploitable.
Dans la dernire partie de notre stage nous devions vrifier la stabilit de notre btiment et
calculer la structure.
1.2. PRESENTATION DES TECHNOLOGIES ET LOGICIELS UTILISES :
1.2.1 La technologie BIM [2] :
De plus en plus de professionnels : architectes, ingnieurs et constructeurs montrent
un intrt dans lutilisation du BIM. Cependant, nombreux sont ceux qui ne savent pas
encore de quoi il sagit. Il est pourtant indniable que le BIM, de par sa puissance et sa
capacit de modlisation des donnes, est lun des aspects les plus visibles dun
changement profond et fondamental en voie de transformer le secteur de la construction
partout dans le monde. Et tout professionnel, donneur douvrage, propritaire ou
gestionnaire de btiment a intrt sen informer.
Dfinition du concept BIM (Building Information Model):
Le concept BIM se dfinit comme tant une mthode ou un processus permettant
de gnrer et de grer les donnes dun btiment tout au long de son cycle de vie. Appuy
par un modle 3D dynamique et intelligent, tous les intervenants impliqus dans
larchitecture, lingnierie, la construction et la gestion du btiment peuvent communiquer
plus efficacement entre eux, partager les informations et procder des modifications tout
en mesurant les impacts durant lensemble des tapes de cration du btiment permettant
ainsi doptimiser les cots et les chanciers.
En gnral, ce modle est affich dans un logiciel de modlisation dynamique
utilisant les trois dimensions, afin d'augmenter la productivit dans la conception des
btiments et constructions. Le processus produit le Building Information Model (BIM en
abrg), qui englobe la gomtrie de la construction, les relations spatiales, les
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informations gographiques, les quantits ainsi que les proprits des lments de
construction. Le BIM ainsi cr lors du processus de conception du btiment pourra tre
utilis lors de son exploitation mais aussi lors de sa dmolition (aspects structurels,
empreinte cologique des matriaux, rutilisation).
Lors de sa conception, un btiment passe par diffrentes tapes. Sur un processus
traditionnel, une quantit d'information importante est perdue entre chaque tape car en
gnral les acteurs ne sont pas les mmes et n'utilisent pas les mmes outils et donc pas les
mmes formats de donnes. Le BIM permet de capitaliser chaque tape de ce processus.
Ainsi, l'ensemble, ou tout du moins une bonne partie des rsultats de chaque tape du
processus, sont fdrs dans le BIM (calculs nergtiques, dimensionnements chauffage,
climatisation, emplacement des quipements...).
Figure 1.4 : Cycle de la technologie BIM
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Les avantages des solutions BIM pour la construction de btiments [3] :
BIM offre un avantage comptitif grce :
- La reprsentation en trois dimensions (3D) : le modle 3D dun projet de
construction est considr comme un avantage convaincant pour intgrer la technologie
BIM dans le monde de la construction. En effet, les reprsentations en 3D permettent
lquipe de conception de :
Comprendre, visualiser et rsoudre les problmes de conception tout au long de
llaboration du projet.
Prvoir des erreurs de conception ce qui fait quil y a moins de changements
pendant la construction.
- Raliser plus rapidement le projet
- Obtenir une productivit accrue par une qualit suprieure
- Rduire les cots
- Grande amlioration de la communication et de la coordination : La modlisation
des donnes dun btiment offre des vues et des dtails cohrents et coordonns quil est
facile de choisir pour la mise en page et limpression dun plan. les modles peuvent tre
exports en formats usuels de dessins (comme .dwg ou .dxf) et en tableurs, pour crer des
tableaux (pour valuer les cots, calculer les quantits de matriaux, etc.) de plus le
modle peut tre export directement dans le ROBOT (Calcul de structure) ou dans le
TEKLA (Armature) pour le calcul de structure. A partir des rsultats de ces logiciels, les
plans de coffrage et de ferraillage seront gnrs automatiquement.
Le modle fournit les informations ncessaires pour le calcul des tudes CVC (Volume,
Surface, Caractristique thermique des murs, etc.).
En rcapitulant, dune part les cots de main d'uvre de dessinateur, de mtreur, de
technicien de synthse, des tudes de mthode et de gestion de chantier seront
sensiblement rduits, dautre part les erreurs de la mise en uvre seront trs rduites.
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Les dfis de la technologie BIM :
Comme nous lavons dj cit, un projet de construction implique toujours de nombreux
intervenants, tels que le matre d'uvre, les architectes, les ingnieurs, les sous-traitants,
les pouvoirs publics et les fournisseurs, entre lesquels circulent souvent des informations
redondantes et seffectuent des transferts de donnes multiples (conceptions qui sont
passes en revue et modifies, dtails, mtrs, etc.). Le partage numrique des donnes
procure un gain defficacit et une amlioration de la qualit de ces changes lors du
processus de construction. La plupart des diteurs de logiciels ont implment des
mthodes visant partager les donnes de leurs modles avec des fournisseurs tiers. Mais
une question subsiste : les technologies disponibles sont-elles suffisamment efficaces en ce
qui concerne les divers niveaux dinteroprabilit ?
- Les diffrents niveaux dInteroprabilit:
Le premier niveau consiste permettre aux utilisateurs dexporter et dimporter des
donnes dans leur application logicielle. Par exemple, une application DAO (plans de
ferraillage) doit pouvoir lire les donnes calcules par un logiciel IAO (armatures
ncessaires sous la forme dlments structurels). Dans la plupart des cas, lchange de
donnes concerne des donnes non intelligentes et purement gomtriques (points,
polylignes, plans, volumes). Chaque logiciel possde son propre mcanisme de stockage
de donnes propritaire, de sorte que linteroprabilit doit respecter une direction : dun
programme vers un autre.
La technique dimportation/exportation classique ncessite une intervention manuelle pour
un placement correct des donnes importes. Chaque fois que des modifications ou des
rvisions savrent ncessaires, limportation/exportation doit tre rpte. Dans le cadre
de projets de grande envergure, composs de plusieurs milliers de dessins, cette mthode
de travail nest pas raliste.
Sans compter que les divers intervenants utilisent des produits diffrents, ce qui ajoute
encore la complexit et linefficacit de ce niveau dinteroprabilit.
Le deuxime niveau doit permettre lutilisation de formats dchange standard, afin
que les utilisateurs puissent lire et crire des donnes dans un large ventail de
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programmes. La technologie dchange du standard IFC (Industry Foundation Classes) est
la plus adapte dans le contexte de ce workflow ( flux de travail ) : (Un fichier IFC est,
selon la logique, un sous ensemble dun modle BIM complet dans lequel les donnes sont
filtres en fonction de lapplication). Il sagit dun standard international dfini sur la base
de la modlisation du produit. Le format IFC (Industry Foundation Classes) offre une
multitude dinformations : lutilisation dobjets de construction DAO 3D intelligents tels
que les parois, les fentres et les dalles. Ces objets comportent des attributs et des
proprits spcifiques et approuvs, qui offrent lutilisateur une grande souplesse.
Lchange des donnes gomtriques 2D et 3D ainsi que le positionnement et les relations
structurelles entre les lments sont grs. Par consquent, le format IFC amliore
considrablement la collaboration et la productivit dans le secteur de la construction,
mme en cas dutilisation de diffrents systmes de DAO.
Cependant lIFC a ses limites : Quelle que soit la mthode de conversion de fichier
applique, une dgradation de la qualit du modle risque dtre observe.
Le niveau le plus avanc consiste en une liaison directe entre les diffrentes
applications logicielles : les donnes sont partages entre au moins deux programmes.
Nous nous intressons dans ce projet la liaison de Revit Structures un logiciel IAO tel
quEtabs ou Robot au moyen dune liaison API (Application Programming Interface)
directe. Il sagit dune relation intelligente un--un entre deux programmes, dune grande
efficacit dans la mesure o elle vite les saisies de donnes rptitives. Ce niveau
dintelligence est dfini dans un protocole agr. Les diffrentes caractristiques de ces
liaisons seront dcrites plus loin dans ce rapport.
1.2.2 Prsentation du logiciel revit structure [4] :
Revit Structure est un logiciel se basant sur la notion du BIM et comprenant des
outils conus spcifiquement pour la conception et l'analyse de projets :
Revit Structure combine un modle physique du btiment entirement associ
un modle analytique modifiable. Le modle physique est utilis des fins de production
et de coordination des dessins, tandis que le modle d'analyse est utilis par des
applications d'analyse structurelle. Toute modification apporte la conception pendant
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l'analyse met automatiquement jour le modle physique, de mme que les documents de
construction.
Dans Revit Structure, chaque vue 2D ou 3D, chaque feuille de dessin, chaque dtail
et chaque nomenclature est une prsentation directe d'informations provenant de la mme
base de donnes de construction sous-jacente. Ds que nous apportons une modification
la conception, le logiciel rpercute cette modification sur l'ensemble du modle et met
jour chaque coupe, lvation, nomenclature ou plan associ.
Revit Structure importe, exporte et lie les donnes avec des formats leaders du
secteur dont DWG, DXF ce qui permet de travailler avec tous les types de donnes des
consultants, clients et matres d'uvre. Revit Structure prend en charge les flux de travail
classiques o la modlisation structurelle commence avec des fichiers DWG fournis par
larchitecte qui utilise le logiciel Auto CAD ou Auto CAD Architecture. De mme, Revit
Structure peut exporter des modles 3D vers Auto CAD Architecture, o des recherches de
proprits structurelles peuvent tre effectues.
Le modle analytique de Revit Structure offre un lien bidirectionnel avec des
programmes externes de conception et danalyses structurelles. Ces liens bidirectionnels
signifient que les rsultats des analyses mettent prcisment et automatiquement jour le
modle en cas de modification de la taille de l'un des membres. En plus, la technologie de
modification paramtrique coordonne ces mises jour dans chaque vue et dans chaque
dessin de construction du projet. Parmi les informations analytiques pouvant tre partages
avec des programmes de conception et d'analyse structurelles, citons par exemple les
conditions de relchement et dappui, les charges et les combinaisons de charges, ou
encore les proprits de matriau et de coupe.
Le travail en collaboration est parmi les points forts de Revit Structure. En effet ; il
gre deux types de travail collaboratif pour un projet : le travail collaboratif interne et le
travail collaboratif externe.
o Le travail collaboratif interne : Ce type de collaboration permet plusieurs
utilisateurs dans un dpartement de travailler en mme temps sur le mme projet. Cette
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collaboration demande un environnement de travail particulier: un serveur ddi (le
serveur MIB) et un systme de gestion des fichiers avec des sous-projets dans Revit.
o Le travail en collaboration externe : Dans le cas dune collaboration entre deux (ou
plus) dpartements, Revit Structure permet un change dinformation entre modles 3D.
Cette configuration peut tre utilise dans le cas dune collaboration entre un modle
structurel et un modle darchitecture, mais aussi dans le cas dun projet divis en
plusieurs parties rparties entre diffrent dpartements.
1.2.3 Prsentation du logiciel Robot structural analysis [4] :
Autodesk Robot Structural Analysis (Robot) est un logiciel de calcul des structures.
Il utilise la mthode danalyse par lments finis pour tudier les structures planes et
spatiales de type: Treillis, Portiques, Structures mixtes, Grillages de poutres, Plaques,
Coques, Contraintes planes, Dformations planes, Elments axisymtriques.
Ce logiciel peut calculer les structures un nombre de barres et un nombre de nuds
illimits. Les seules limitations dcoulent des paramtres de lordinateur sur lesquels les
calculs sont effectus (mmoire vive et espace disque disponibles). Et il permet deffectuer
des analyses statiques et dynamiques, ainsi que des analyses Linaires ou non-linaires.
Ce logiciel permet une meilleure gestion des flux de travail, et, son interoprabilit avec
Revit Structure augmente considrablement les possibilits et processus du BIM
(modlisation des donnes du btiment). Les ingnieurs peuvent ainsi calculer et
dimensionner plus rapidement des ouvrages et btiments, dans tous les domaines de la
construction et du gnie civil.
1.3 PRESENTATION DU PROJET :
Ltude de notre btiment rentre dans le cadre du projet de la construction
d'installations pour le ministre de lIntrieur de lArabie saoudite. Les structures
proposes sont principalement constitues de btiment administratif, btiment
ducationnel, de dortoir et dinstallation sportives ayant dun trois tages sans sous-sol.
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Le btiment de notre projet est un dortoir. La figure ci-dessous montre le site des
installations :
Figure 1.5 : Site de construction des installations
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1.3.1 Descriptif de louvrage
Le btiment qui sera ralis se compose d'un RDC et de deux tages. Chaque tage
comprend 29 chambres pour les tudiants, des locaux sanitaires, un foyer et un rfectoire.
Lensemble est desservi par trois cages descaliers au milieu et aux deux cots du
btiment.
1.3.2 Caractristiques du btiment :
Surfaces construites
- Plancher haut RDC : 1891.84m
- Plancher haut 1ertage : 1891.84m
- Plancher haut 2me
tage : 1891.84 m
Dimensions
Tableau 1.1 : Dimensions du btiment
Dimensions en plan Dimensions en lvation
Longueur totale du btiment : L=73.9 m
Largeur totale du btiment : B=25.6 m
Hauteur totale du btiment: H =15.5 m
Hauteur de ltage courant et du RDC: h = 4.2 m
1.4 HYPOTHESES DE CALCUL :
1.4.1 Les rglementations utilises:
Le calcul de notre structure se fera conformment aux rglements:
BAEL 91mod 99
RPS2000 ou dfaut le PS92
NV65
Les DTU feu et fondations
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1.4.2 Hypothses du calcul sismique :
Nous avons une acclration maximale gale a A=0.08 g (Zones 2). Nous avons
donc un sisme faible intensit, le calcul doit permettre dattribuer la structure une
rigidit suffisante afin de limiter les dformations et viter les dommages dans les lments
structuraux ou non structuraux.
Notre btiment est de Classe I car cest un dortoir pour les lves officiers il peut
donc tre considr comme un btiment dimportance, il devrait rester fonctionnelle, avec
peu de dommages, pendant le sisme.
Nous avons un coefficient dimportance ou de priorit I gal 1,3.
Notre btiment a un niveau de ductilit 1 : ND1
Le Facteur de comportement ou coefficient de ductilit K est gal 1.4
1.4.3 Caractristique des matriaux :
Rsistance caractristique la compression du bton arme: Cest la valeur de
la rsistance en dessous de laquelle on peut sattendre rencontrer 5% au plus de
lensemble des ruptures des essais de compression.
Pour notre projet nous avons :
fc28= 35 MPa
Limite d'lasticit de lacier:
Pour notre projet nous allons travailler avec les aciers feE500 de limite lastique fe= 500
MPa.
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Projet de fin dtude
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Module d'lasticit de lacier :
Le module dlasticit longitudinal de lacier est pris gal : Es=200 000 MPa
1.4.4 Hypothses climatiques (Vent) suivant NV65 :
Pression de base : 53.5 daN/m h=10m
Nous nallons pas considrer les effets du vent car nous avons R+2
Conclusion :
Aprs avoir dfini notre projet ainsi que les technologies, hypothses et rglements utiliss
pour le calcul, nous allons nous intresser dans la partie qui suit la conception structurale,
ainsi quau pr-dimensionnement et enfin a la modlisation du btiment sous Revit
structure 2012.
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La conception est la premire tape dans un projet de btiment, cest une tche
complexe qui rsulte dun compromis entre plusieurs facteurs : architecturale,
conomique et esthtique. Elle prsente aussi la base du pr-dimensionnement, de la
modlisation, du calcul et de la dtermination du ferraillage. En effet cest tout lesprit
dingnierie qui entre en jeu afin de fixer la structure la plus adquate pour ltude en
question. Dans ce chapitre nous expliciterons les rgles dterminantes que nous avons
respectes lors de la conception de notre btiment, en particulier pour le choix des types
de planchers, et aussi pour la sparation du btiment en blocs. Ensuite nous raliserons le
pr- dimensionnement des poutres, des poteaux et des planchers de notre btiment. Aprs
la ralisation de ces deux tapes nous modliserons en 3D notre btiment sur Revit
Structure 2012.
CHAPITRE II
CONCEPTION STRUCTURALE,
PRE-DIMENSIONEMENT ET
MODELISATION
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2.1 CONCEPTION STRUCTURALE DES ELEMENTS :
La conception revient dfinir la structure du btiment partir du plan
architectural. Cest dire quon devra dcrire de faon prcise les lments porteurs qui
constituent le squelette de la structure sans enduit et sans revtement.
Le squelette ou lossature dun btiment joue un rle trs important. Il est compos
des lments qui assurent la stabilit de louvrage, transmettent les charges de ces points
dapplication jusquau sol travers les fondations et gardent la rsistance et la rigidit de
lensemble.
Les types dlments quon rencontrera dans notre projet sont :
Les poteaux
Les poutres
Diffrents types de planchers
Les voiles
Les fondations
En effet pour bien concevoir notre structure nous nous sommes bass sur les critres
suivants :
Respecter les plans architecturaux pour conserver laspect architectural et
esthtique du btiment.
Assurer la stabilit et la rigidit de la structure.
Assurer une bonne fonctionnalit des locaux.
Prendre en considration les mthodes dexcution sur le chantier pour faciliter la
tche de la main duvre.
Une bonne conception est celle prenant globalement en compte tous ces facteurs.
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2.1.1 Facteurs dterminants pour la conception :
Pour bien russir cette phase de conception nous devrons tenir compte de
beaucoup de contraintes fonctionnelles, cest--dire ladquation entre la forme du
btiment, son architecture et sa fonction ; tout en assurant la stabilit et la rsistance ainsi
que La durabilit, qui est un critre essentiel pour des raisons conomiques videntes et qui
tend occuper un rle de plus en plus important.
Ainsi, pour la conception de notre btiment nous avons respect certains facteurs
dterminant savoir:
Choix du systme porteur : Lossature choisie pour notre btiment est constitue
dun ensemble de poutraisons qui reprennent les charges transmises par les planchers. Ces
poutres s'appuient sur des lments verticaux appels poteaux et voiles, ces derniers
transmettent les efforts la fondation qui les transmet au sol.
Notre choix a t fix de manire :
- Assurer la solidit de louvrage :
Par rapport au sisme,
Sans se rompre,
Sans dformations excessives.
- Assurer la transmission complte et adquate des charges suivant le circuit :
Plancher Poutres Poteaux et voiles Fondations Sol
Autres facteurs importants pour la conception : Il faut faire en sorte de porter les
planchers par le minimum de poutres possible et dans la mme logique, les poutres par le
minimum de poteaux. Cependant des contraintes rgissent cette conception :
- Pour les poutres :
Il faut viter les grandes portes qui crent d'une part des moments flchissant
importants, donc des grandes sections d'aciers. D'autres parts, les grandes portes imposent
des grandes hauteurs de poutres qui entranent des nuisances esthtiques. Cependant
parfois nous sommes dans l'obligation de prendre des grandes portes.
-
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Projet de fin dtude
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Il faut viter les grandes retombes des poutres dans les milieux visibles du
btiment car cela influence son esthtique, les poutres doivent tre donc noyes dans les
murs et ne figurant pas dans les pices.
Le choix du sens des nervures se fait suivant la porte la plus petite dune surface
coffre. (Sauf si on ne tolre pas une retombe dans la poutre portante).
- Pour les poteaux :
Pour l'emplacement des poteaux, nous devons avoir le minimum de poteaux qui
assurent la stabilit du btiment et n'affectent pas son esthtique. Pour ceci, la distance
entre deux poteaux ne doit pas dpasser les 6 m sinon on se trouvera avec des poteaux de
grande section et donc apparents. De plus les poutres auront des retombes assez
importantes. De mme, la distance ne doit pas tre infrieure 1.5m sauf dans des cas
comme pour le soulagement d'une poutre ou d'un poteau. .
- Pour les planchers : nous avons choisi quatre types de planchers diffrents :
Planchers dalle pleine : Cest un plancher en bton arm dune paisseur de 15
20 cm. [5]
Nous avons choisi de mettre les planchers dalle pleine dans la toiture de la cage
descalier et dans les locaux sanitaires car ils contiennent plusieurs rservations pour les
canalisations, un plancher dalle pleine est parfaitement convenable pour ce genre de
problmes. Cependant les dalles pleines ncessitent 28 jours pour les dcoffrer ce qui
prsente un temps perdu. En plus elles ncessitent un systme d'isolation thermique et
acoustique.
Planchers poutres croises : Les planchers poutres croises sont constitus de
deux ou plusieurs systmes de poutres reposant elles-mmes sur des poutres principales ou
des voiles, le cas le plus courant est celui de deux systmes de poutres orthogonaux. [6]
Ce type de plancher peut tre utilis chaque fois que nous pouvons utiliser quatre
appuis continus. Nous lavons mis dans les planchers hauts du foyer dtudiant du RDC et
du 1er tage, car nous avons une grande porte dune valeur de 10.3m et nous avons de
fortes charges dexploitation.
-
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Projet de fin dtude
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Planchers dalles alvoles : Ces planchers se composent dlments creux
prfabriqus en usine, Ils se manipulent au palonnier.
Ces dalles prcontraintes allges et dpaisseur rduite permettent de franchir des portes
exceptionnellement leves.
A la rapidit de mise en uvre sajoute une simplification de la structure par la
suppression des porteurs intermdiaires et une rduction de la hauteur finie des btiments.
Les grands volumes ainsi dgags, grce lutilisation de ce type de plancher, permettent
une trs grande latitude dans lamnagement intrieur des locaux. [6]
Nous avons choisi ce type pour le plancher haut du 2me tage correspondant au
foyer dtudiant car, comme les planchers poutres croises, ce plancher peut supporter
des grandes portes atteignant 16 20 m sans aciers complmentaires.
Planchers corps creux : Ces planchers sont composs de 3 lments principaux :
Les corps creux ou "entrevous", leur rle consiste au dpart supporter le poids de
la dalle de compression en phase de coulage. Ce sont donc des lments de coffrage perdu.
Mais on peut aussi leur octroyer un rle d'isolant. Leur hauteur varie de 9 30 cm suivant
la porte du plancher. La largeur varie de 16 21 cm. La longueur est constante et
correspond lespacement des poutrelles.
Les poutrelles en bton arm ou prcontraint assurent la tenue de l'ensemble et
reprennent les efforts de traction grce leurs armatures.
Une dalle de compression arme coule sur les entrevous qui reprend les efforts de
compression, a gnralement une paisseur suprieure 4 cm. [6]
Nous avons choisi de mettre ce type de planchers dans une grande partie du
btiment car il une mise en uvre facile, il est relativement lger, en plus dune Isolation
thermique amliore.
-
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Projet de fin dtude
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2.1.2 La conception parasismique :
Le sisme est un phnomne naturel qui nest pas matris par ltre humain, et qui peut se
produire nimporte quel moment. La seule possibilit qui reste pour se prmunir des
effets de sisme est de concevoir une structure parasismique. Donc, la prvention en zone
risque sismique est la construction parasismique, cest--dire lart de construire
de manire telle que les btiments, mme endommags, ne seffondrent pas. Le but est en
premier lieu dviter les pertes humaines, en maintenant la stabilit, lintgrit ou la
fonctionnalit dinstallations sensibles, stratgiques ou potentiellement dangereuses.
Dans tous les cas, la meilleur faon denvisager des constructions parasismiques consiste
formuler des critres la fois conomiquement justifis et techniquement cohrents.
Choix du site [7]:
Le choix du site de construction est d'une grande importance dans la mesure ou l'action des
secousses sismiques sur le sol peut provoquer des tassements, des effondrements ou mme
une diminution de la force portante. il est donc fortement conseill dans la mesure du
possible d'viter de construire au voisinage des failles actives ou passives et sur tous les
sites risque tels que :
La prsence de remblai non compact ou sol reconstitu ;
La prsence de nappe peu profonde susceptible de donner lieu une liqufaction en cas
de sisme ;
Le risque de glissement de terrain.
Le site de construction de notre btiment rpond parfaitement ces exigences.
Choix du systme de fondation [7]:
Le systme de fondation choisi doit pouvoir assurer lencastrement de la structure dans le
terrain, le transfert au sol de la totalit des efforts issus de la superstructure et la limitation
des tassements diffrentiels et des dplacements relatifs horizontaux qui pourraient rduire
la rigidit et/ou la rsistance du systme structural.
Grace l'apprciation de l'tat du sol, le laboratoire responsable de ltude du sol a
confirm que tout type de fondations peu profondes est considr comme
ralisable pour la structure propose sur le site.
-
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Projet de fin dtude
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Dimensions des blocs entre joints :
Le btiment sur lequel porte notre projet a une configuration rectangulaire avec les
dimensions suivantes:
Figure 2.1 : Vue en plan dun tage courant du btiment
En vue de pouvoir ngliger les effets du retrait et des variations de temprature qui
compliquent les calculs de structure et aussi en vue de faciliter l'excution de notre
btiment sur le chantier, nous avons dcid de le diviser en blocs.
Nous pouvons ngliger ces effets thermiques en respectant certaines dimensions pour
les lments de construction compris entre joints distants [8]. Cependant il n'y a pas de
prescription spciale sur ces dimensions dans les annexes du BAEL pour les rgions du
Maroc comme il yen a pour les rgions de la France. Pour remdier ce problme nous
avons procd une comparaison entre le climat de la France et celui du Maroc afin de
trouver une ville franaise quivalente en termes de climat la ville de Casablanca.
-
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Projet de fin dtude
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Selon lASHARAE (the American society of heating, refrigerating and air conditioning
engineers), nous avons les valeurs suivantes:
Tableau 2.1 : Climat de Casablanca et des rgions de France
Temprature
moyenne lt
(C)
Temprature
moyenne lhiver
(C)
Humidit
relative lt
(%)
Humidit
relative lhiver
(%)
Casablanca 35 5 45 80
Biarritz (littoral
atlantique
franais)
32 -5 35 80
Bordeaux
(littoral
atlantique
franais)
32 -5 40 80
Nantes (littoral
atlantique
franais)
30 -7 40 85
Vue les valeurs prsentes ci haut, nous constatons que les conditions climatiques
(le gradient thermique et lhumidit relative) de Casablanca sont trs proches de celles de
Biarritz, bordeaux et Nantes situes sur le littoral atlantique franais.
Donc nous pourrons admettre, comme dimensions entre joints, des longueurs arrivant
jusqu 50 m et ngliger les effets du retrait et des variations de temprature [8].
En tenant compte des contraintes architecturales nous avons choisi les dimensions
suivantes :
-
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Projet de fin dtude
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Figure 2.2 : dimensions des blocs du btiment
Espacement entre les blocs:
Les joints de sparation doivent tre vides afin dviter la transmission deffort dun bloc
lautre.
La largeur L du joint entre deux blocs doit tre suprieure a*H2 ; avec H2 la hauteur du
bloc le moins lev et a = 0.003 [8].
Donc L 15.5*0.003 = 0.0465 m
La largeur minimale du joint considrer est 5 cm.
La forme du btiment:
La forme des btiments est un lment important dans la conception parasismique car elle
peut viter des dsordres graves voir la ruine totale de l'ouvrage mme si les rgles ont t
respectes.
La forme devrait tre aussi simple, symtrique et rgulire que possible pour viter des
contraintes dues la torsion d'ensemble dvastatrices qui reste bien souvent un facteur
majeur de ruine.
Pour notre btiment nous allons vrifier sa rgularit, et ce en vrifiant si certaines
conditions sont satisfaites [7]:
-
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- Vrification de llancement (grand ct L/petit ct B) :
-
Figure 2.3 : Dimensions du btiment
Nous avons les rsultats suivants :
Tableau 2.2 : Rsultats de la vrification de llancement
L B L/B
Bloc1 31.5 25.6 1.23
Bloc 2 42.3 25.6 1.65
Llancement L/B doit tre infrieur ou gal 3.5. On remarque que la condition
est bien vrifie.
- Vrification des parties saillantes ou rentrantes
Nous avons les rsultats suivants :
Tableau 2.3 : Rsultats de la vrification des parties saillantes
l L l/L b B b/B
Bloc 1 2.5 31.2 0.08 8 25.6 0.3
Bloc 2 2.5 42.3 0.05 8 25.6 0.3
-
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Les dimensions l et b des parties saillantes ne doivent pas dpasser 0.25 fois la
dimension du cot correspondant L et B : b 0.25 B et l 0.25 L. Nous
remarquons que cette condition nest pas vrifie.
Puisque cette condition nest pas vrifie donc notre btiment est considr comme
irrgulier, ce nest pas la peine de vrifier les autres conditions de rgularit [7].
Pour le calcul sismique de la structure, nous nallons pas donc suivre une approche statique
quivalente car cette dernire est requise seulement dans le cas dun btiment rgulier.
Nous allons par contre adopter une Approche dynamique. Les dtails de ces deux
mthodes seront expliqus dans le quatrime chapitre concernant le calcul de la structure.
Le contreventement du btiment [7]:
Le contreventement dune structure doit tre horizontal (diaphragmes) et vertical (pales
de stabilit) et dimensionn en fonction des acclrations attendues.
- Le contreventement des plans horizontaux permet de transmettre et rpartir les
actions latrales subies par la construction (et ses charges de fonctionnement) sur les
lments de contreventement vertical. Chaque niveau, y compris les pans de toiture, doit
tre contrevent, cest--dire rsistant aux dformations .
- Les lments du contreventement vertical, ou pales de stabilit , doivent
rsister aux efforts horizontaux dans leur plan chaque niveau de la construction et assurer
la descente des charges dynamiques vers les fondations. On distingue trois types de
contreventement :
Contreventement par voiles : ce type de contreventement est gnralement trs
raide, ce qui prsente lavantage de limiter des valeurs trs petites les dformations
imposes aux lments non structuraux (remplissage, cloisons, fentres).
Ce type de contreventement est adquat dans le cas de fondation sur sol relativement mou,
et dans le cas des btiments grande hauteur.
-
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Contreventement par portiques : tant beaucoup plus souple que le
contreventement par voiles, ce type de contreventement impose donc des dformations
importantes aux lments non structuraux, ce qui peut compromettre leur tenue ; par
contre, il conduit des efforts sismiques plus faibles et prsente, en gnral, une meilleure
ductilit. Il peut tre particulirement avantageux dans le cas de fondations sur rocher.
Ce type de contreventement est adquat pour des immeubles faible et moyenne hauteur.
Contreventement mixte : cest le systme structural compos de portiques et de
voiles o les charges verticales sont, 80% et plus, prises par les portiques. La rsistance
aux efforts latraux est assure par les refends et les portiques proportionnellement leurs
rigidits respectives.
Pour notre btiment nous avons choisi un systme de contreventement pas voiles.
Disposition des lments de contreventement [9] :
D'une manire gnrale, le contreventement devrait confrer la construction
sensiblement la mme rigidit dans les directions transversale et longitudinale.
Pour la disposition des lments de contreventement nous avons suivi les rgles suivantes :
Les voiles devraient tre :
- Les plus longs possibles : courant ventuellement sur plusieurs traves. Car plus les
lments sont troits plus ils sont soumis des efforts levs, donnant lieu des
dformations importantes.
- Disposs en faade ou prs des faades : et ceci pour confrer un grand bras de
levier au couple rsistant la torsion. La solution la plus efficace consiste
utiliser la totalit des faades en tant qu'lment de contreventement. Si le
contreventement ne peut occuper qu'une partie des faades, il est souhaitable de
rigidifier les angles. Lorsqu'une triangulation s'effectue sur toute la hauteur du
btiment, elle doit tre lie aux planchers de tous les niveaux.
-
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Figure 2.4 : Bras de levier selon la disposition des voiles
- Disposs symtriquement par rapport au centre de gravit du niveau :Dans le cas
d'une distribution asymtrique des lments de contreventement, la construction
est soumise pendant les sismes, des efforts supplmentaires dus la torsion
d'axe vertical. En effet, les charges sismiques sont communiques principalement
aux lments de contreventement en raison de leur rigidit. La rsultante des
forces de rsistance aux charges horizontales passe donc ncessairement par le
centre de rigidit. Si celui-ci se trouve dcal par rapport au centre des masses
(centre de gravit) o passe la rsultante des charges sismiques, la
construction est soumise une torsion d'axe vertical d'autant plus importante que
la distance entre le centre des masses et le centre de rigidit est grande. C'est
autour de ce dernier que la rotation se produit ; il joue le rle de centre de torsion.
Figure 2.5 : Excentrements d la distance entre le centre de masse et le centre de torsion
La torsion affecte de plus les poteaux d'angle et les liaisons entre les diaphragmes
horizontaux et le contreventement vertical. Les dommages aux lments verticaux
augmentent avec leur distance au centre de rigidit. Les poteaux situs aux extrmits du
Fi
g
u
r
e
-
1
5
-
-
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btiment opposes au centre de torsion peuvent subir des dplacements diffrentiels
importants entre leur tte et leur pied. Ces dplacements peuvent entraner leur clatement.
La rpartition symtrique ou quasi symtrique des lments de contreventement,
permet que les centres de rigidit et de gravit de la construction soient confondus ou
rapprochs, et par consquent cest une caractristique essentielle d'une bonne
construction parasismique.
Figure 2.6 : Rpartition symtrique des voiles
La disposition des voiles est comme suit pour les deux blocs:
Figure 2.7 : Vue en plan dun tage du btiment avec la disposition des voiles
Nous n'avons pas dispos par contre des voiles dans les cages d'escalier se trouvant
aux deux extrmits du btiment car il ya des possibilits dextension du btiment.
-
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2.2 PRE-DIMENSIONNEMENT :
Le pr-dimensionnement du btiment est trs important, il est considr comme un
avant-projet qui doit tre bien vrifi, il consiste proposer des dimensions temporaires
des diffrents lments de la structure afin de rsister aux sollicitations horizontales dues
au sisme et aux sollicitations verticales dues aux charges permanentes et aux surcharges
(charges dexploitation).
Les lments structuraux en bton arm doivent donc tre pr-dimensionns et
excuts selon les rglements en vigueur savoir : le BAEL91et le RPS2000.
2.2.1 Pr-dimensionnement des planchers [8] :
Les planchers corps creux :
- Rsistance au feu: Selon les DTU feu, un entrevous dune hauteur suprieur 16
cm ne rsiste au feu que 30 min. donc quelle que soit lpaisseur adopte pour ce
plancher, nous devrons lui ajouter sa sous-face un enduit protecteur dpaisseur 3
cm, car nous devons avoir pour ce btiment deux heures de coupe-feu, et chaque
centimtre de cet enduit rsiste au feu pour une dure de 30 min.
- La condition de la flche :
Daprs les rgles du BAEL la hauteur totale du plancher h, doit vrifier la
condition de la flche :
h L/ 22,5
Avec :
L: longueur de la porte libre maximale de la grande trave dans le sens des poutrelles.
Nous avons L =6.5m donc h 28.9cm
Donc la hauteur convenable prendre est de 30cm (25+5), or dans les catalogues de
planchers qui sont fournis par le bureau dtude il n'y a pas de plancher correspondant
cette hauteur donc nous allons prendre la hauteur qui existe dans le catalogue et qui est
directement suprieure celle-ci. C.--d. h=37 cm : (30+7).
-
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Plancher dalles alvoles [6] :
Les dalles alvoles sont des produits prfabriqus en usine, qui comportent des
videments longitudinaux disposs intervalles gnralement rguliers dnomms
alvoles.
Les dalles alvoles sont poses jointivement puis assembles par un bton de clavetage
dans les joints et associes ou non une dalle collaborant coule en uvre.
Les dalles alvoles sont gnralement en bton prcontraint, dpaisseur comprise entre
12 et 40 cm, de largeur standard 1,20 m et de longueur pouvant aller jusqu 20 m.
Lpaisseur de la dalle alvole que nous avons choisie est de 30 cm avec une table de
compression dpaisseur 7 cm. Ce choix a t effectu de telle sorte uniformiser les
paisseurs des planchers de notre btiment tout en respectant les dimensions fournies dans
les catalogues.
Plancher poutres croises :
Lpaisseur du plancher poutres croises que nous avons choisie est de 37 cm. Ce choix
a t effectu de la mme manire que pour les plancher dalles alvoles c.--d. pour
uniformiser les paisseurs des planchers de notre btiment tout en respectant les
dimensions existantes dans le catalogue qui nous a t fourni.
- Les dalles pleines :
Nous avons :
Lx et Ly correspondent aux dimensions entre les axes des lignes dappui avec Lx Ly
Linconnue est lpaisseur de la dalle (e) :
-
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Projet de fin dtude
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Figure 2.8 : Dimensions dune dalle pleine
Le pr-dimensionnement de la dalle pleine se fait selon la condition suivante :
e Lx/20 = 0.17
Nous avons aussi la condition disolation : e 15 cm
Et la condition de la scurit en matire dincendie : e=11 cm pour deux heures de coupe-
feu.
On adopte : e=20cm
2.2.2 Pr-dimensionnement des poutres :
Les poutres de notre btiment sont des lments en bton arm de section rectangulaire,
elles seront pr dimensionnes selon les formules empiriques donnes par BAEL91 et
vrifies par la suite selon le RPS2000.
Le nombre dinconnues lever est deux :
- la hauteur (h)
- la largeur (b)
Figure 2.9 : Dimensions dune poutre
-
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Avec : L : porte maximale de la poutre.
Daprs le BAEL [8] :
Pour les poutres isostatiques:
- L/15 h L/10
- 0.3h b 0.7h
Pour les poutres hyperstatiques:
- L/15 h L/12
- 0.3h b 0.6h
Les dimensions choisies pour les poutres sont comme suit :
Sur les poutres extrieures reposent des doubles cloisons dune paisseur totale de 35 cm
(y compris lenduit de 2 cm de part et dautre du mur et 5 cm disolant entre les 2
cloisons). Pour que toute la charge soit entirement reprise par les poutres nous prendrons
une largeur au moins gale 35 cm pour les poutres extrieures. Dans la mme logique
nous choisissons pour les autres poutres supportant des cloisons une largeur minimale
gale la largeur de la cloison.
Pour assurer une bonne continuit entre les poutres et le plancher nous limitons la hauteur des
poutres au moins lpaisseur du plancher qui est de 37 cm.
Et pour choisir entre lune des extrmits de lintervalle, nous nous baserons sur
lorientation des poutrelles dans chaque cas ; si la poutre considre supporte les
poutrelles, nous avons intrt augmenter la hauteur. Sinon, nous conomisons et nous
prenons la borne infrieure tout en essayant au maximum possible duniformiser les
hauteurs des poutres continues pour faciliter lexcution et aussi en respectant au
maximum possible les plans d'architecte.
Le tableau 2.4 reprsente les diffrentes dimensions des poutres:
-
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Tableau 2.4 : Dimensions des poutres du btiment
lment Porte
dimensions
ip1
L=10.3
h=100cm
b=40cm
ip2
L=6.8m
h=70cm
b=35cm
Hp2
L=6.5m
h=70cm
b=35cm
Hp3
L=3.2m
h=50cm
b=20cm
Hp4
L=6.35m
h=70cm
b=30cm
Hp5
L=7m
h=37cm
b=120cm
Hp6
L=5.6m
h=37cm
b=70cm
Hp7
L=6.3
h=50cm
b=1000cm
Hp8
L=3.3m
h=37cm
b=75cm
-
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Les dimensions des poutres sont vrifies par le RPS 2000 comme suit [7]:
b20 cm. vrifie.
h/b 4cm vrifie
b bc + hc / 2 vrifie
Lexcentricit entre la poutre et le poteau qui la supporte doit tre infrieure 0.25
fois la largeur du poteau vrifie
Avec
bc: la dimension de la section du poteau perpendiculaire laxe de la poutre.
hc : la dimension de la section du poteau parallle laxe de la poutre.
2.2.3 Pr-dimensionnement des voiles [7] :
Lpaisseur minimale du voile est fonction de la hauteur nette he de ltage (RPS 2000) :
e min = min (15 cm, he/20) pour un voile non rigidifi ses deux extrmits.
e min = min (15 cm, he/22) pour un voile rigidifi une extrmit.
e min = min (15 cm, he/25) pour un voile rigidifi ses deux extrmits.
Nous prendrons une paisseur minimale de : e= 20 cm
2.2.4 Pr-dimensionnement des poteaux [10] :
Avant de commencer le pr-dimensionnement des poteaux il est convenable de faire une
estimation des actions appliques notre btiment :
2.2.4.1 Calcul des charges:
Les actions permanentes G :
Les charges permanentes que nous avons prises en considration sont :
-
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Tableau 2.5 : Charges permanentes
Elment Charges (KN/m)
Revtement 2.40
Enduit de pltre (3 cm) 0.3
Faux plafond 0.5
Cloisons (voir dtail ci-dessus)
Etanchit + isolation +forme de pente
en terrasse:
3.5
- Dtails des cloisons en maonnerie :
Le tableau 2.6 explicite les dtails des lments prendre en considration pour les
cloisons :
Tableau 2.6 : Charges des cloisons
Description de
la cloison
Poids des briques
( )
Poids du pltre
( )
(2cm/ct)
Poids de
lisolation
( )
Poids total du
mur ( )
(somme)
Epaisseur 20
cm
16*0.2=3.2
20*0.02*2=0.8
-----------------
4
Epaisseur
15cm
16*0.15=2.4
20*0.02*2=0.8
-----------------
3.2
Epaisseur 10
cm
16*0.1=1.6
20*0.02*2=0.8
------------------
2.4
Epaisseur
10cm + isolant
de 5 cm +
Epaisseur
15cm
16*(0.1+0.15)=4
20*0.02*2=0.8
0.15
4.95
Epaisseur
15cm + vide
de 5 cm +
Epaisseur
15cm
16*(0.15+0.15)=4.8
20*0.02*2=0.8
0.15
5.75
-
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Les charges appliques par un mur sappuyant sur poutres seront des charges linaires.
Donc nous devrons multiplier le poids surfacique total du mur par sa hauteur comme suit :
Pour les cloisons dpaisseur15 cm :
Ces cloisons sont utilises pour sparer les chambres. Leur charge sera applique sur les
poutres qui les supportent. La valeur de ces charges linaires est donne comme suit :
3.2*(4.2-0.37)=12.26KN/m (4.2 tant la hauteur de ltage et 0.37 est celle de la poutre.
Donc la diffrence donne la hauteur du mur).
Pour les cloisons dpaisseur 35cm :
Ces cloisons sont des murs de faade. Leur charge linaire est donne par :
5.75*(4.2-0.7)=20.13 KN/m.
Pour les cloisons dpaisseur 30cm :
Ces cloisons sont utilises autour des locaux sanitaires. Leur charge linaire est la
suivante :
4.95*(4.2-0.7)=17.33 KN/m.
La charge des cloisons se trouvant lintrieur des locaux sanitaires sera
considre comme une charge surfacique car ces cloisons reposent directement
sur le plancher. Le dtail du calcul est le suivant :
Nous avons :
Lpaisseur des cloisons est de 10 cm
La longueur totale des cloisons est de 40.8m
Le poids des cloisons est donc : 2.4*40.8*(4.2-2)=391.68 KN
La surface des locaux sanitaires sur laquelle nous allons appliquer cette
charge est : 98.10 m
Le poids surfacique appliquer est donc : 391.68/98.10 = 4KN/m
Les actions variables Q:
Les charges dexploitation que nous avons prises en considration sont comme suit :
-
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Terrasse technique : 200kg/m
Terrasse inaccessible : 100kg/m
Chambre : 200kg/m
Couloir : 500kg/m
Locaux sanitaires : 200kg/m
Escaliers: 500kg/m
2.2.4.2 Calcul des dimensions du poteau :
Sa forme sera impose dans la majorit des cas par larchitecte.
Figure 2.10 : Dimensions dun poteau
Pour le pr-dimensionnement des poteaux c.--d. la dtermination des dimensions a et b du
poteau il faut suivre les tapes suivantes :
1. Dabord il faut dterminer la charge Nu applique chaque poteau dans chaque
niveau.
2. Se fixer un lancement 70, Nous prenons = 70
3. Dterminer le coefficient de flambage :
Nous avons :
Donc
4. Calculer la section rduite de bton :
-
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Si on prend Ath=0 on tire :
Br 0.9 b Nu / fc28
Br : section rduite du poteau (en cm).
Ath : section dacier comprim prise en compte dans le calcul.
fc28 : rsistance la compression de bton.
fe : limite dlasticit de lacier utilis.
b = 1,5 coefficient de scurit du bton.
5. Calculer les dimensions du poteau.
- a lf.3 /35
- si b < a b = a (poteau carr)
Rsultats de calculs
Nous avons des poteaux de section rectangulaire a*b donc :
a 20 cm
En respectant les contraintes architecturaux, nous prenons une dimension minimale des
poteaux : a= 30cm
Nous allons considrer le poteau le plus sollicit du btiment pour la descente de charge :
-
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Tableau 2.7 : Descente de charge et section des poteaux
Niveaux Charges permanentes Charges
dexploitation
Effort
tranchant
Section
du poteau
Dimension
minimal
de b (m)
Poids
Planchers
Poids
poteaux
Poids
poutres
G Gcum Q Qcum N=Gcum+
Qcum
Section
minimal
(cm)
N3
121.62
0 41.56 163.18 163.18 200 200 363.18 233 0.10
N2
121.62
9.45 41.56 172.63 335.81 200 400 735.81 473 0.20
N1
121.62
9.45 41.56 172.63 508.44 200 600 1108.44 712.5 0.30
N0
0 9.45 14.51 23.96 532.4 0 600 1132.4 727.9 0.30
Donc la section minimale adopter pour un poteau est (30cm x 30 cm). Cependant compte
tenu des conditions dutilisation et architecturale du btiment nous adoptons des sections
plus grandes.
2.3 MODELISATION 3D SOUS REVIT STRUCUTURE 2012:
Lorsque lon modlise un btiment sur le Revit structure, le modle analytique qui sera
exploit pour le calcul de structure dans les logiciels danalyse comme Robot est gnr
automatiquement pour les lments structurels. Le calcul rsultant dpend donc du modle
analytique gnr et ce dernier dpend de la faon de modliser. Donc pour gnrer des
rsultats exacts il faut avoir un modle analytique exacte, et donc un modle physique
ralis selon certaines rgles.
-
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2.3.1 Dmarches avant de commencer la modlisation :
Les gabarits [11]
La premire chose faire, lors de la cration dun projet dans Revit Structure 2012 est
louverture dun gabarit :
Les gabarits de projet Revit Structure permettent de dfinir les lments suivants :
- Informations sur le projet. Ces informations peuvent inclure le nom du projet, le
numro de projet, le nom du client, etc.
- Paramtres du projet. Par exemple le style de ligne des composants et des lignes,
les motifs de remplissage des matriaux, les units du projet, les incrments
d'accrochage des vues de modle, etc.
- Vues de projet. Nous pouvons prdfinir les vues en plan, les niveaux, les
nomenclatures, les lgendes, les feuilles, etc.
- Paramtres de visibilit et de graphismes.
- Paramtres d'impression.
- Etc.
Ainsi tout nouveau projet bas sur ce gabarit hrite de ses familles, de ses paramtres
(units, motifs de remplissage, styles de ligne, paisseurs de ligne et chelles de vues) et de
sa gomtrie. (Voir le manuel page 59 : Cration d'un projet l'aide d'un gabarit)
Lignes de quadrillage et niveaux [11] :
Avant de commencer la conception de notre btiment, nous avons plac dabord les lignes
de quadrillage adquat. Ceci nous a permis par la suite dajouter des poteaux le long des
lignes de quadrillage. (Voir le manuel page 103 : Ajout quadrillage).
Nous avons aussi plac les diffrents niveaux, ces derniers sont dfinis comme des plans
horizontaux finis servant de rfrence aux lments qu'ils hbergent, par exemple des
poutres, des sols ou des plafonds.
Lors de l'ajout de niveaux, nous avons cr paralllement les vue en plan associes.
-
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2.3.2 Modlisation de lossature du btiment :
Aprs le placement du quadrillage, des niveaux et des vues en plan nous avons procd au
placement des poteaux, poutres et longrines, planchers et des voiles. Pour cela nous
sommes passs par trois tapes:
La premire tape : comparaison lments du projet avec les lments existant dans
le logiciel : La modlisation sur le logiciel REVIT STRUCTURE 2012 se base sur
la notion de famille, citons titre dexemple la famille des ossatures qui se
compose de plusieurs groupes ou types, comme les poutres, les longrines etc.
La diffrence entre ces groupes peut tre focalise sur le matriau de fabrication, sa
densit, et pour chaque groupe nous trouvons des lments dont la diffrence est la
dimension. Nous sommes donc obligs de comparer entre les lments prdfinis
par le logiciel et les lments de notre projet afin de crer les lments manquants
dans la base de donnes du logiciel.
La deuxime tape : dition des lments : pour cela REVIT STRUCTURE
propose une solution, cest de crer des familles ou des groupes pour complter le
manque des donnes, cela peut se faire de deux faons :
- Cration dune famille en se basant sur une existante.
- Dupliquer un lment existant et changer les valeurs ncessaires (exemple :
hauteur, largeur).
La troisime tape : placement des lments : Ceci consiste importer les plans
darchitecte vers revit structure et qui sont sous format DWG, ces derniers
constitueront un arrire-plan pour que nous puissions placer facilement les
diffrents lments structuraux.
-
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Projet de fin dtude
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Rsultat de la modlisation :
Figure 2.11 : Modle 3D du btiment
2.4 LE MODELE ANALYTIQUE:
2.4.1 Gnralits sur le modle analytique :
Prsentation du modle analytique structurel [11] :
Dans Revit Structure, un modle analytique constitue une reprsentation 3D simplifie de
la description technique complte d'un modle structurel physique. Il est gnr
automatiquement lors de la cration du modle physique et peut tre export vers d'autres
applications d'analyse et de conception comme ROBOT.
Les lments structurels suivants disposent de modles analytiques d'lments de structure
: les poteaux porteurs, les poutres, les planchers et les voiles.
Dans les illustrations reprsentes la figure 2.12, le modle analytique de notre btiment :
-
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Figure 2.12 : Modle analytique du btiment
Caractristiques du modle analytique [11] :
- Plan de projection analytique : il rfrence l'emplacement ou les limites d'un
modle analytique d'lment de structure. On dfinit ci-dessous le plan de
projection analytique par Dfaut pour chaque type d'lment structurel :
Les poteaux : ils prsentent un plan de projection analytique leur sommet et
leur base. Ces plans horizontaux sont dcals par rapport un niveau et
dfinissent les limites du modle analytique des poteaux porteurs.
Murs porteurs : Plan central du mur.
Les poutres : elles prsentent un plan de projection analytique parallle leur
axe X.
Planchers : Le plan de projection analytique d'un plancher est parallle au
niveau de plan lors du premier placement.
-
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Projet de fin dtude
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- La position par dfaut par rapport l'lment de structure : Le modle analytique
qui est gnr dans Revit Structure est positionn par dfaut dans un emplacement
prcis par rapport son modle physique. Par exemple :
La jonction par dfaut entre une poutre et un
poteau se dfinit en haut de la poutre et au centre
du poteau
La jonction par dfaut entre deux poutres se dfinit
en haut de chacune d'elles.
La jonction par dfaut entre une poutre en bton et
un mur se dfinit au centre de la poutre et au centre
du mur.
- Les conditions d'appui du btiment dfinissent les conditions de support d'un
lment structurel par l'environnement dans lequel il se trouve. Par exemple, le sol
est le support de la fondation d'une structure. Ces lments permettent de transfrer
aux logiciels d'analyse des informations techniques sur les conditions de support.
Certains logiciels d'analyse interprtent les conditions d'appui comme des
contraintes ou des supports. Pour notre btiment nous ne dfinissons pas les
conditions dappui sur revit structure, cela se fera sur Robot.
- Conditions de relchement : Les conditions de relchement de Revit Structure sont
les suivantes : Fixe, Verrouill, Moment de flexion et Dfini par l'utilisateur.
La condition de relchement "Verrouill" signifie que llment est relch
tout moment c.--d. un "appui simple".
La condition de relchement "Fixe" signifie quil ny a aucun relchement c.--
d. un "encastrement".
La condition de relchement "Moment de flexion" signifie que "my" et "mz"
sont relches (flexion non relche).
-
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La condition de relchement "Dfini par l'utilisateur "signifie que tous les
relchements peuvent tre dfinis par les ingnieurs.
2.4.2 Les problmes rencontrs sur le modle analytique :
Aprs avoir fini la modlisation gomtrique de notre btiment, nous avons pu consulter
le modle analytique afin de procder au rglage ncessaire pour optimiser lopration de
lexport vers le logiciel de calcul de structure Robot 2012.
Dabord nous avons commenc par lancer la vrification automatique :
Dfinition de la Vrification automatique : si ce paramtre est activ, Revit
vrifie que les lments possdent des supports. Si ce n'est pas le cas, un message
d'avertissement s'affiche. Ainsi, les ingnieurs peuvent contrler trs prcisment
les modles qu'ils laborent avant de les soumettre des analyses compltes.
Pour lancer la vrification automatique il faut cocher les cases : "conditions
d'appui" et "cohrence entre les modles analytique et physique" et aussi
slectionner les options dans "paramtres du modle analytique" que nous voulions
activer pendant les vrifications, comme le montre la figure suivante:
-
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Figure 2.13 : Palette des paramtres de structure
Le paramtre "Distance d'appui" indique la distance tolre entre llment structurel et
son support pour sy accrocher.
Le paramtre "Distance entre les modles analytique et physique" indique la distance
tolre entre les modles analytique et physique pour quil y reste li.
Le paramtre "Distance de rglage analytique" indique la distance tolre du modle
analytique par rapport l'emplacement par dfaut.
Le paramtre "Dtection automatique horizontale" indique la distance tolre entre les
modles analytique et physique pour les lments horizontaux.
Le paramtre "Dtection automatique verticale" indique la distance tolre entre les
modles analytique et physique pour les lments verticaux.
-
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Nous avons laiss ces valeurs telles que nous les avons trouves. Aprs avoir lanc la
vrification automatique, Revit Structure gnre alors des avertissements pour tous les
lments structurels ne possdant pas de support (indiquant que l'lment structurel ne
s'appuie pas sur un autre lment structurel). Il cherche aussi toutes les incohrences
potentielles dans le modle analytique ou entre les modles physique et analytique.
Nous avons trouv les avertissements suivants:
Figure 2.14 : Fentre des avertissements
Incohrences du modle analytique:
Nous avons essay de vrifier manuellement les erreurs gnres lors de la vrification
automatique, nous en avons trouv un grand nombre. Parmi ces incohrences nous citons :
- Pour un poteau qui se trouve proximit
d'un mur, Revit structure insre le modle
analytique du poteau et celui du mur dans le
mme plan comme le montre limage
-
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droite.
- Le modle analytique des poutres qui s'tendent sur deux poteaux qui sont dcals
dans une vue en plan est inclin ne respectant pas ainsi lalignement avec son
modle physique, revit structure lie les extrmits du modle analytique de la
poutre aux modles analytique des poteaux, comme le montre la figure 2.15 :
Figure 2.15 : Modle analytique dune poutre appuye sur deux poteaux excentrs
- Dans certains cas le modle analytique de la poutre ne passe mme pas par son axe,
comme le montre la figure 2.16 :
Figure 2.16 : Modle analytique dune poutre ne passant pas par son axe
- Le modle analytique des planchers ne s'appuie pas sur celui des poutres, comme le
montre la figure 2.17 :
Figure 2.17 : Modle analytique des planchers
-
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- Le modle analytique dune poutrelle reposant sur une poutre principale saccroche
dans certains cas au poteau le plus proche et non pas au modle analytique de la
poutre, comme le montre la figue 2.18 :
Figure 2.18 : Modle analytique des poutrelles
- Dans certains cas nous avions deux trois modles analytiques de poteau pour un
seul modle physique du poteau, comme le montre la figure 2.19 :
Figure 2.19 : Modles analytiques dun poteau
-
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Pour rgler ces problmes, nous avons procd plusieurs rglages d'adaptation du modle
analytique:
Rglage manuel du modle analytique :
Loption "rglage analytique" nous a permis de rgler le modle analytique sans
changer le modle gomtrique. Pour cela on devra suivre la procdure suivante : Dans
le groupe de fonctions "Outils du modle analytique" de l'onglet "Analyser", nous
cliquons sur "Rglage analytique" pour rgler le modle analytique.
- Par exemples : Rglage manuel du modle analytique de deux poteaux de
diffrentes tailles et une poutre dans un plan :
Figure 2.20 : Modle analytique non corrig dune poutre appuye sur deux poteaux
Dans cet exemple, nous allons aligner manuellement les poteaux en alignant le modle
analytique de la poutre sur son modle physique :
Nous faisons glisser le modle analytique du poteau afin d'aligner le modle analytique de
la poutre sur son modle physique.
Figure 2.21 : Modle analytique corrig dune poutre appuye sur deux poteaux
Certes, ce modle ne respecte pas lalignement avec son modle physique car il yaura des
diffrences de rsultats entre le cas o il ya excentrement et le cas o il ny en a pas. Mais
ces diffrences de rsultats sont souvent ngligeables car le moment supplmentaire d
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lexcentrement est infinitsimal vu que sin (1)=0.017. Le modle peut admettre jusqu
10cm dexcentrement sans changer les rsultats dune manire radicale. Cependant cette
prise de dcision est la charge de lingnieur calculateur.
Dans notre btiment, nous avons choisi de laisser la majorit des poutres avec cette lgre
inclinaison, car il ny a pas un grand excentrement. Ce choix a t effectu de manire
gagner du temps et viter les erreurs dues au rglage manuel. Cependant quelques cas de
poutres ont ncessit la recherche dune autre solution afin de remdier ce problme.
Nous expliquerons plus loin dans ce chapitre la solution propose.
- Un autre exemple cest le rglage manuel du modle analytique dun poteau : dans
le cas o nous avons deux modles analytiques de poteau qui apparat alors quil
n'y en a quun seul dans le modle physique :
Figure 2.22 : Modle analytique dun poteau
Dans cet exemple, nous allons dplacer manuellement les nuds du poteau vers le centre
de son modle physique.
Figure 2.23 : Modle analytique corrig dun poteau
-
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Utilisation de la liaison rigide:
La deuxime mthode que nous avons adopte pour le rglage du modle analytique est
lutilisation de la liaison rigide.
- Une liaison rigide connecte une extrmit du modle analytique d'une poutre au
modle analytique d'un poteau. Dans les applications de conception et d'analyse,
elle est interprte comme un lment de cadre infiniment rigide et sans poids.
Figure 2.24 : Modle analytique dun poteau avec liaison rigide
La liaison rigide peut tre active pour les poteaux et les poutres dans le modle analytique
des lments.
Quand nous avons une excentricit entre une poutre et le poteau sur lequel elle repose
comme dans le cas suivant, nous devons activer la liaison rigide pour le poteau :
Figure 2.25 : Modle analytique de deux poutres appuy sur un poteau
Aprs avoir activ la liaison rigide on obtient un modle analytique de la poutre presque
align avec son modle physique:
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Figure 2.26 : Modle analytique de deux poutres appuyes sur un poteau avec liaison rigide
Cependant nous avons remarqu quau-del de 400 mm dexcentrement la liaison rigide
napparait pas (figure 2.27)
Figure 2.27 : Distances entre lextrmit du modle analytique de la poutre et celui du poteau
-
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Il faut donc revenir au rglage manuel du model analytique afin de rapprocher de quelques
millimtres (1-4 mm) le modle analytique de la poutre jusqu ce que la liaison rigide
apparaisse.
Nous conseillons dviter lutilisation de la liaison rigide sauf si ncessaire, car lors
de lexport vers le logiciel de calcul de structure robot 2012, elle gnre des nuds
supplmentaires sur le modle de calcul. Ce qui rend le maillage incohrent.
La troisime mthode que nous avons adopte pour le rglage du modle analytique se
base sur le Rglage automatique du modle analytique (dtection automatique).
Rglage automatique du modle analytique:
Ce dernier s'effectue sur un lment structurel, en fonction d'un lment structurel
voisin. Revit Structure peut rgler automatiquement le modle analytique des poutres,
des poteaux porteurs, des murs porteurs et des planchers pour assurer la prcision de
l'alignement. Si le paramtre n'est pas dfini sur "Dtection automatique" ou si le
paramtre de dtection automatique horizontale est dfini sur Faux, le rglage
automatique ne s'effectue pas. Nous avons donc dfini le paramtre sur "Dtection
automatique". Ensuite, le rglage s'effectue, condition que l'lment adjacent se
trouve dans les limites de la distance tolre.
- Exemple de dtection automatique :
Poteaux : A la cration, la fonction de
dtection automatique insre le modle
analytique des poteaux et des murs sur le
mme plan.
Parfois ce nest pas notre but de mettre le
poteau et le mur sur le mme plan, comme
dans lexemple suivant :
-
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Projet de fin dtude
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Pour ce cas on active le paramtre "projection"
pour le poteau, on obtient un modle
analytique cohrent:
2.4.3 Rgles de cration :
Chaque composant de structure (poteau, poutre, etc.) doit tre pris en charge dans
le modle physique l'aide d'un point de support (lment de support prsentant un
point d'intersection avec un lment requrant un support):
- Un poteau doit possder au moins un point de support. Un autre poteau, une
fondation isole ou continue, une poutre, un mur, un sol ou une rampe d'accs
constituent des supports valides.
- Un mur doit possder au moins deux points de support ou une ligne de support. Un
poteau, une fondation isole ou continue, une poutre, un sol ou une rampe
constituent des supports valides.
- Une poutre doit possder au moins deux points de support ou un point de support
situ une extrmit dont la condition de relchement est dfinie sur fixe ou une
surface de support. Un poteau, une fondation isole ou continue, ou une poutre
constituent des supports valides.
- Un sol doit possder l'un des supports suivants : au moins trois points de support,
une ligne de support et un point de support non situ sur la ligne, deux lignes de
support non colinaires ou une surface de support. Un poteau, une fondation isole
ou continue, ou une poutre constituent des supports valides.
Les lments qui ninterviennent pas dans le calcul ne doivent pas tre crs
partir des familles dlments structuraux.
A chaque lment cr, il est essentiel de vrifier la rectitude du modle analytique
avec les lments existants. Le gain de temps est considrable par rapport une
correction du modle analytique la fin du projet.
-
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Pour viter la majorit des problmes que nous avons rencontrs, il est ncessaire
de suivre les tapes suivantes dans lordre lors de la modlisation :
1. Mettre en place les poteaux puis les poutres et les longrines, vrifier leur modle
analytique et corriger les incohrences trouves par lune des mthodes convenables dans
chaque cas comme cit prcdemment.
2. modliser les murs, et ne pas oublier dactiver le paramtre "projection" pour le
modle analytique des poteaux qui se sont accrochs aux murs.
3. Enfin Mettre en place les planchers, tout en prenant en considration les points
suivants :
lesquisse du plancher doit se confondre avec le modle analytique de la poutre.
Pour cela il faut activer la vue du modle analytique avant de commencer lesquisse et
utiliser loption choisir des lignes afin de pouvoir avoir le modle analytique des
planchers superpos parfaitement avec celui des poutres.
Dfinir le sens de porte avant de valider lesquisse.
Dfinir les conditions de relchement pour chaque lment structurel.
Remarque :
Nous avons modlis les planchers avec tous leurs dtails et nous avons dsactiv leur
modle analytique. Nous les avons modliss une deuxime fois avec des dalles
quivalentes en masse ces planchers et cette fois ci nous avons activ le modle
analytique et nous les avons cachs dans la vue. Car lors de lexport robot na pas de
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modle pour les planchers corps creux ou les planchers dalles alvoles. Ci-dessous
nous expliquons les dtails de calcul pour trouver lpaisseur de la dalle quivalente :
Pour les planchers corps creux:
Soit :
1 la masse volumique dun plancher corps creux et m1 sa masse
2 celle dun plancher dalle pleine et m2 sa masse.
Nous cherchons l'paisseur d'une dalle pleine quivalente en masse notre dalle corps
creux qui a une paisseur de 0.37 m.
Donc si on crit lgalit des masses des deux planchers on obtient :
m1= m2 donc 1.L.l.37= 2.L.l.e
Avec:
L est la longueur de la dalle, l sa largeur et e l'paisseur de la dalle pleine que nous
cherchons.
Alors:
Or: 1=1400 kg/ et 2=2500 kg/
Nous dduisons que l'paisseur de la dalle pleine quivalente en masse la dalle corps
creux est : e= 20.72 cm.
Nous prenons e = 21cm
Pour les planchers alvols :
Soit :
La masse surfacique dun lment creux dpaisseur du plancher alvol est : 356
kg/m.
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La masse surfacique de la dalle de compression dpaisseur 0.07 m est :
2500*0.07=175 kg/m.
Donc la masse volumique du plancher alvol est : 1= (175+356)/0.37=1435 kg/m3
Comme nous lavons dmontr prcdemment on a :
Do e=21 cm
Pour les planchers poutres croises :
Les poutres constituant ce plancher sont de dimension (0.2*0.5) m. Nous avons 10 poutres
horizontales de longueur 10.9 m et 11 poutres verticales de longueur 10.275m, avec une
dalle de compression de 0.07m. Donc la masse volumique de ce plancher est :
10 * (0.2 * 0.5 * 10.9 * 2500) + 11 * (0.2 * 0.5 * 10.275 * 2500) + (0.07 * 10.9 * 10.275 *
2500) / (0.37 * 10.9 * 10.275) = 1812.4 kg/m3
De la mme manire on trouve : e= 27 cm
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La premire approche veut que larchitecte cre le modle architectural sans se
proccuper des aspects structurels. Une fois le modle architectural prt, il est transmis
lingnieur, qui limporte dans Revit Structure, le modifie puis gnre le modle
analytique. A laide de Revit Extensions lingnieur structure peut exporter le modle
analytique dans le logiciel de calcul de structure Robot et aprs avoir dfini certaines
donnes ; par exemple sur les charges, le type danalyse, etc. lingnieur structure peut
commencer le calcul de la structure. Toutes les modifications dans le modle analytique
pour des poteaux, des poutres, des planchers et des murs, faites sur Robot peuvent tre
refltes dans le modle analytique correspondant Revit Structure. Voyons maintenant
lautre approche. Les modles analytique et structurel sont tous deux crs dans robot
puis exports dans Revit Structure. Lutilisateur Revit Structure peut alors se servir des
outils de ce logiciel. Il ny a pas dingnierie d'change au niveau des plans du ferraillage
(barres, maillages) entre les deux programmes.
Quelle que soit lapproche adopte, les ingnieurs peuvent vrifier, modifier,
corriger et mettre jour le modle analytique dans robot en fonction des donnes
danalyse comme les informations sismiques ou de stabilit, au moyen des outils
spcialement dvelopps leur intention.
Ensuite, une fois la conception acheve, ils pourront au besoin mettre jour le modle
Revit Structure.
Le lien entre Robot et Revit Structure est vraiment bidirectionnel et aide faire une
analyse dans le processus BIM. Ce niveau avanc dinteroprabilit a pu tre obtenu
grce aux API des deux programmes qui ont garanti la compatibilit des objets
structurels.
CHAPITRE III
ECHANGE DE DONNEES AVEC
LE LOGICIEL ROBOT
-
67
Projet de fin dtude
2011 / 2012
3.1 DEFINITION DE L'API [12]:
