Projet de Memoire pour la fin d'etude Joseph Haba

8/20/2019 Projet de Memoire pour la fin d'etude Joseph Haba

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, , Genie civil.Chaire de Bâtiments et Constuctions

Candidats : HABA Joseph et CAMARA Aissata([email protected]/[email protected] Tel : 64708029-64265571-68708029

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On dédie ce modeste travail à :A la mémoire de notre frère HABA

Yokoui et notre cher Papa CAMARA

Sultan qui auraientt bien voulu voircet instant et dont la responsabilité,l’engagement et le soutien à nos côtéstant sur le plan moral que financier ontété capitaux pour la consécration denotre parcours. Que leurs âmesreposent en paix (amen).

A nos frères et sœurs, parents,proches et amis qui n’ont cessé chacunde nous apporter leur assistance.

DEDICACES


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Les problèmes essentiels qui se posent à l’homme dans la lutte pour la domination de lanature est de trouver des moyens de s’instruire.

L’homme depuis l’apparution des écritures jusqu’à nos jours avec le développement de lascience de la technologie met une lutte incessante pour tirer de la nature des besoins.

L’école étant définie comme étant un établissement dans lequel est donné un enseignementcollectif général et spécialisé ; est la base incontestable et fondamentale de toute éducation.

Notre pays la Guinée (comme tout autre pays du sud) est confrontée à des problèmes socio-économiques mais surtout éducatifs.Comme il est de règle et pour apporter notre modeste contribution à la recherche des solutionsdurables aux problèmes qui se posent à notre pays, nous avons choisi comme mémoiresanctionnant la fin de nos études intitulé « Projet de construction d’un lycée techniqueindustriel à Nzérékoré ».

En effet l’Institut Polytechnique de Conakry connait de véritables problèmes sur le niveaudes nouveaux étudiants inscrits ; car ceux-ci n’ayant pas une formation très basée sur lesmatières techniques. Alors ce lycée est destiné à former des futurs étudiants de l’InstitutPolytechnique de Conakry pour afin améliorer la qualité d’enseignement au sein de cetinstitut.

C’est dans le but de satisfaire les besoins de la population Guinéenne et de contribuerhumblement au développement de notre cher pays que nous avons jugé utile de traiter cethème cité ci-haut.

Il est à noter que le travail effectué peut présenter des lacunes. Toutes critiques etsuggestions viendront pour l’amélioration de son contenu en vu de lui conférer un bon mérite.

L’élaboration de ce mémoire nous à fait connaitre assez de difficultés qui ont étésurmontées grâce à certains cadres et professeurs du département Génie Civil.Nous remercions donc très vivement les autorités à tous les niveaux de l’université GamalAbdel Nasser de Conakry (UGANC) particulièrement le corps professoral du département de

Génie Civil en occurrence le chef de département Dr DIAKITE Siné ; le chef de chaire DrDOUMBOUYA Ibrahima ; Dr TOURE Mamadi DG de l’ISAU et les vaillants professeurs :Dr KOLMOGOROV AnatoliDr KLOKOV AlexandreDr SOW DiouldéIng. DIABY SékoubaDr VIKHTEV GennadyMme SVET LilianaDr BARRY Bademba

Avant Propos


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Dr GLEB VictorovIng. KALLE Lansana,

Grâce auxquels nous avons surmonté les difficultés rencontrées aucours de l’élaboration dece mémoire, qu’ils trouvent ici l’expression de notre profonde reconnaissance.

Nos profondes gratitudes vont également vers nos pères , mères, oncles ,tantes, frères,cousins pour nous avoir assisté moralement et matériellement durant tout notre cycle scolaireet universitaire, qu’ils trouvent en ce mémoire la récompense de leurs efforts, leursdévouements et de tout leur soutient dont nous avons été l’objet pendant toutes nos études.Nous saisissons la même occasion pour remercier tous ceux qui de près ou de loin ontcontribué à notre formation et à l’élaboration de ce mémoire particulièrement au GroupeGUICOPRES SA et à l’entreprise DAN CONSTRUCTION, à nos collègues de la 46 ème promotion de l’IPC et ceux de Bâtiment en particulier dont nous avons partagé les momentsde peines et de joies.

Nous vous remercions.


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Le niveau de vie d’une population s’exprime en partie par sa civilisation. Lascolarisation des enfants reste la base fondamentale de toute éducation, elle aboutit à undéveloppement meilleur lorsqu’elle s’agit de la transmission des valeurs culturelles,constructives, progressives pour la formation de l’homme, de son épanouissement et de sondevenir, autrement dit du développement harmonieux d’une nation, donc pour sa réussite, il

faut la participation effective de toutes les couches sociales plus particulièrement celleintellectuelle qui est l’une des plus significatives.

Ayant pris conscience que notre pays souffre d’une manière aigue d’un déficit encapacité techniques et le secteur formel a de sérieuses difficultés à recruter des spécialistes.C’est pourquoi le gouvernement Guinéen avec l’appui de certains partenaires audéveloppement, a mis en place des structures socio-éducatives afin de trouver des solutionsfiables.

Ainsi pour apporter notre modeste contribution à cette politique, nous avons jugénécessaire de choisir un thème de mémoire de fin d’études supérieures « Projet de

construction d’un lycée technique industriel à Nzérékoré ».Pour l’élaboration de ce mémoire, nous avons fait une étude approfondie et détaillée du

bâtiment principal qui est présentée en deux parties :- Une partie théorique dans la brochure composée de six(6) chapitres :

Chapitre I: Présentation géophysique du site ;Chapitre II : Urbanisme et Architecture ;Chapitre III : Calculs statiques ;Chapitre IV : Calculs des elements en béton armé ;Chapitre V : Equipements sanitaires et Plomberie ;Chapitre VI : Technologie, Organisation et Economie de la construction.

- Une partie graphique composée de 10 planches illustrant de façon concrète les travauxdu projet à réaliser.

INTRODUCTION


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1- Données géographiques

Le problème majeur de l’implantation des ouvrages de Génie Civil dans une localitédonnée nécessite la connaissance suffisante des données caractérisant la localité et permettantde prendre les dispositions nécessaires d’ordre constructif.

Dans la mesure de satisfaire ce problème nous avons jugé nécessaire de considérercertaines généralités de la ville de Nzérékoré et quelques données spécifiques du site.Le bâtiment qui fait l’objet de notre étude sera projeté dans la ville de Nzérékoré, l’une des

plus grandes villes de la Guinée située au Sud Est de celle-ci ; elle est la capitale de la régionforestière.

La Guinée forestière ou dorsale guinéenne s’étend sur une superficie de 49374km2 ,soit 21% du territoire national est composée des préfectures suivantes : Nzérékoré, Beyla,Lola, Macenta, Gueckedou, Kissidougou et Yomou.Sa population est estimée à 1554817hbts en 1996 avec une densité moyenne de 34.26hbt /km 2

et un taux d’accroissement naturel de 32%.Elle se compose de plusieurs ethnies : les Guerzés (kpèlè, gbalya, konon), les Kissi,Toma, Manon, Konianké.

Nzérékoré ; couvrant une superficie de 3800km2 (occupe 8% du territoire de laGuinée forestière) .Elle est limitée :A l’Est par la préfecture de Lola ;A l’Ouest par la préfecture de Macenta ;Au Nord par la préfecture de Beyla ;Au Sud-est par la République de Libéria ;Au Sud par la préfecture de Yomou.

2- PopulationLa région de Nzérékoré est l’une des régions de la Guinée qui connaît une démographie

croissante, surtout avec l’arrivée des refugiés des pays voisins en conflits. La populationactuelle de la préfecture s’élève à environ 68.667 hbts en 1996.

3- ReliefLa Guinée Forestière, dans son ensemble est une région essentiellement montagneuse

entrecoupée en quelques parties par des vallées. La dorsale guinéenne, composée de chainonsélevés qui se succèdent sont : la chaine de Ziama haute de 1656 m, le pic de Fon, dans de sud-

CHAPITRE I :

PRESENTATIONGEOPHYSI UE DU SITE


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est, où se dressent les monts Nimba (point culminant du pays à 1.752m d’altitude), la limiteentre la République de Guinée, le Libéria et la Côte d’Ivoire. La partie guinéenne s’étend surune longueur de 50km et une largeur variant entre 10 à12km. Il en est de même pour lapréfecture de Nzérékoré, dont les plateaux s’étendent sur toute la région avec une altitude

moyenne de 500m, altitude rehaussant vers le nord.4- Climat

La Guinée Forestière a un climat de type subéquatorial. Ce climat est dominé par unvent humide venant des mers et provoque d’abondantes pluies et un vent sec venant du nordvers l’Est. L’humidité atmosphérique est de 60% en saison sèche contre 95 % en saisonpluvieuse.

L’année est divisée en deux saisons distinctes :- La saison sèche (Novembre-Février)- La saison pluvieuse (Mars-Octobre), avec une pluviométrie qui atteind 1000mm à

2000mm par an.Les températures sont élevées de 25° à 35°. Le maximum des pluies tombe entre le moisde juillet et août où il tombe plus de 200 mm d’eau de pluie par jour, qui coïncide à unminimum thermique de 22°c.

5-VégétationLa région de Nzérékoré est recouverte dans sa partie méridionale d’une forêt intacte

(forêt classés de Ziama au nord et les forêts classées de Diécké au sud), partie intégrante de lavaste selve qui s’étend du Libéria à la Cote d’Ivoire. Ces forêts de types primaires ou naturelsà bois durs et semi durs et de types de forêts de substitutions issues d’anciens terrains decultures ou de jachères très longue, constituent des réserves forestières de fait de leurs intérêtséconomiques. Cependant, le patrimoine forestier se dégrade de plus en plus rapidement, lasavane arborée gagne du terrain à cause de déboisement, des feux de brousse, des pratiquesagricoles et subit des menaces catastrophiques.

6-VentsLa mousson est le vent caractéristique de cette zone. Elle souffle de juin en octobre à la

période de fortes pluies. La déforestation agricole et industrielle a fait que l’harmattan gagneprogressivement du terrain et souffle de décembre à janvier. Durant quatorze ansd’observation (1992-2006), la vitesse maximale du vent a été enregistrée en avril 2003(35m /s) de direction Est, et la minimale en août 2000 et 2001 (3m/s) et juin 2003 (3m/s) de

direction sud-ouest. La rose des vents pour la région de Nzérékoré se présente comme suit :Tableau : Données sur la vitesse du vent du jour et de la nuit.

Directions N N-E E S-E S S-O O N-O

Fréquencede vents

Jour 8 5 8 5 17 3 20 20

Nuit 25 20 35 15 4 8 26 4


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Source : Direction nationale de la Météorologie.

10-HydrographieLa région forestière est la région de forte pluviométrie, Nzérékoré et les autres

préfectures bénéficient d’un réseau hydrographique considérable. La nature du relief etl’orientation générale divergent des bassins versants des montagnes et des collines imprimentau cours d’eaux d’un aspect torrentiel dans leurs cours supérieurs, tandis que dans leursmoyens et inférieurs, ils sont d’une importance capitale au point de vue agricole. La plupartde ces cours d’eaux ont un régime irrégulier et coulent dans les vallées généralementencaissées et difficilement accessibles. Les principaux sont : Oulé, Diani,…On rencontre toutau long de ces fleuves des pâturages qui servent généralement d’abreuvement des animaux entoute saison.

8- SolsD’après les études effectuées par les géologues de la Direction Nationale des Mines et

Géologie, en procédant au sondage des différentes zones de la région, il se révèle que le solest prédominé par du sable fin en surface et par de l’argile semi-dure (ce qui explique labonne résistance de ce sol en plusieurs points). Pour le cas de notre site, à défaut d’une coupelithologique et les caractéristiques physico-mécaniques des sols de cette zones, nous prenonspour contrainte admissible, Rser=0,3MPa.

9- Aperçu économique et voies de communication a) Activités économiques : Si au Fouta Djallon, on assiste actuellement à un

développement considérable des marchés ruraux de bétails, et en Haute Guinée à une ruéesur les mines d’or (Siguiri, Madiana) et le diamant (Kérouané), la Guinée Forestièreconnaît quant à elle une reprise spectaculaire des plantations de café qui étaientabandonnées par les paysans motivés par le prix plus élevé. Le niveau de dévéloppementrural dans la région vise les mêmes objectifs essentiels que les autres régions, à savoir : -La sécurité alimentaire qu’il n’a pas ici ; il faut préciser la même acuité qu’ailleurs.


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-L’amélioration des revenus agricoles dont la performance à court terme est étroitementliée à la politique gouvernementale en matière de prix aux producteurs ; des efforts devantviser à encourager l’agriculture à produire un surplus au-delà de la subsistance.

A moyen et long terme, l’amélioration des infrastructures routières existantes, le

développement de l’agriculture irriguée et les industries de transformation des produitsagricoles pourraient jouer un rôle important.Nous pouvons conclure que les problèmes généraux liés au développement de la collectivitéet qui concernent la population sont entre autres :

-L’enclavement ;-La dégradation et l’insuffisance des infrastructures de base ;-La non satisfaction des besoins fondamentaux à la fois individuels et collectifs ;-Le manque de mesures d’accompagnements appropriés pour les terres cultivables.

Cependant, la région forestière en dépit de tous ces problèmes, reste le principal grenier dela Guinée à travers ces multiples cultures vivrières dont nous pouvons citer entre autres : leriz, le mais, le manioc, la banane, le palmier à huile. Sur le plan de l’élevage, on y rencontredes bovins, caprins, porcins et des volailles en petites unités.

b) Perspectives futures : La région de Nzérékoré est aussi une région dotéed’immenses ressources naturelles ; au niveau de cette préfecture, il existe aucune gisementen exploitation industrielle ; mais il existe de petites exploitations artisanales (carrières). Desindices d’or et de diamant ont été trouvés à plusieurs endroits, dont : Or à Bounouma,Samoé et Gouécké ; Diamant à Koropara et Bounouma. On attend toujours le démarrage desprojets pour la mise en valeur de ces gisements.

c)Voies de Communication : Le développement d’une nation nécessite généralement

l’amélioration des infrastructures de communication. Les voies de communication dans larégion forestière sont essentiellement basées sur le réseau routier auquel s’ajoute unirrégulier transport aérien. La région de Nzérékoré dans son ensemble possède desinfrastructures de communication centres urbains, depuis l’indépendance et surtout àl’avènement de la 3ème république, les efforts du gouvernement ont abouti à la réalisation dequelques réseaux routiers notamment le tronçon Sérédou Nzérékoré (environ 130KM et letronçon Lola_N’zérékoré plus de 42KM)

Cependant, en dépit des énormes efforts assentis dans de led omaine routier, ilfaut remarquer que la raison rend la plupart des routes impraticables .Ceci est du à

Un manque d’entretien, à la nature du sol et au fait que la majorité des routes non bituméesest exposées à toutes sortes de dégradation.


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2.1 URBANISMEDans la projection d’une ville et des éléments entrant dans sa composition, l’urbanisme

doit tenir compte de leur importance administrative, culturelle et historique ainsi que desconditions climatiques locales des ouvrages qui font la fierté nationale.

L’urbanisme est des règles techniques, économique, hygiéniques, sociales,architecturales qui permettent d’avoir un développement harmonieux de nos agglomérations.

1-1 Choix du site Les écoles sont de préférences préférence projetée dans l’entourage des zones

résidentielles qui sont éloignées des zones de pollution, poussiéreuses, des chemins de fer, desroutes de grandes circulations, des aéroports et dans un bon climat dans des terrainsfacilement accessibles.

Le terrain ciblé se situe dans le secteur 3 du quartier Nyien de la ville de Nzérékoré. Qui faitd’une réserve de l’Etat et ayant de 19600m2.

1-2 Planification verticaleElle consiste à organiser l’implantation des ouvrages sur le terrain, en vue de permettre

les meilleures conditions de fonctionnement de l’établissement. Les exigences se rapportant àl’ouvrage principal sont :

Exigences dues à la ventilation et à l’éclairage : il est de tenir compte dans la projectiondes bâtiments pour une meilleure ventilation des locaux, des distances qui séparent deuximmeubles situés côte à côte.Pour cela afin de d’éviter l’effet masque, les façades des ailes du bâtiment doivent être à unedistance D≥2H(ou H est la hauteur de l’aile de le plus haut).

Exigences climatiques : dans les soucis d’éviter un surchauffement des locaux, l’axelongitudinal le plus grand de notre bâtiment est orienté suivant la direction Est-Ouest, ce qui a

permis de projeter les grandes façades de tout ensoleillement. Cette mesure favoriseégalement la ventilation naturelle des salles de classe, dans la disposition des baies dans ladirection des vents dominants.

Les espaces verts qui sont partout dans la cour de notre établissement contribuent à lacaptation de la chaleur, des émanations de gaz et à la création d’un milieu vital ambiant.

La constitution fonctionnelle de l’établissement ; l’évolution simultanée et sans gêne desactivités intellectuelles et sportives au sein de l’établissement est rendu possible par laplanification en deux zones distinctes, suivant l’occupation du terrain et la destination desouvrages implantés.

CHAPITRE II :

URBANISME ET ARCHITECTURE


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Notre ouvrage est situé au centre du terrain et faisant face à une route de 20m. Les zonessportives sont classées derrière le bâtiment principal et separés par de l’espace vert. On a aussiles ouvrages tels que la cantine, les reposoirs et la guerite qui sont sans doutes indispensablesà la projection d’une école.

1-3 Accès et voies de circulationL’établissement communique avec l’extérieur par un accès pour véhicules et un accès depiétons.

A l’intérieur de notre établissement, les allées pour piétons et les bandes de circulationsont projetées pour la communication des différentes zones du domaine. Les bandes decirculation sont projetées en panneaux de dalle d’une largeur de 3.5m et les allées pourpiétons en dallettes d’une largeur de 1.5m et deux parking ouverts sont prévus au Sud dubâtiment principal.

1-4 Planification verticaleLe choix de la solution architecturale, les tracées des rues de conditions optimales, de

l’aménagement des territoires exigent la transformation du relief existant en fonction de lasolution du projet : la planification verticale.

Cette étude s’effectue à partir de courbes des niveaux et nous a permis de réaliser despentes douces sur le domaine afin de permettre l’évacuation des eaux de ruissellement, labonne circulation des personnes et des véhicules

Assurée une bonne harmonie entre les bâtiments, déterminer les altitudes des pointsd’intersection des axes, des rues et des sommets des bâtiments.

2.2 ARCHITECTURE

Dans le sens moderne, l’architecture est un art d’élaborer et d’édifier les immeubles ;les ouvrages et leurs ensembles. Elles organisent tous les processus vitaux. En tant qu’unepartie des moyens de productions (bâtiment des usines et des fabriques, ouvrages pourtransport, pour l’énergétique etc.), comme celle du milieu matériel d’existence de la société(immeubles d’habitation et des édifices publics), l’architecture présente un domaine de laculture matérielle en même temps sur le plan esthétique, l’architecture entre dans la sphère dela culture spirituelle tout en exprimant en image des idées sociales, la tradition, lesparticularités des représentations ethniques et nationales.

La conception architecturale consiste à réunir et assurer le fonctionnement d’ensemble deséléments nécessaires à la création d’un espace de vie permettant principalementl’accomplissement des occupations d’un édifice et aussi principalement la fonctionnalité de sadestination.

L’objet principal de ce sous chapitre est donc la création d’un milieu vital àl’enseignement.


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2-1 Détermination de la capacité d’accueilLe nombre de places à prévoir dans la projection d’un établissement d’enseignement

secondaire est déterminé en tenant compte de la taille de la population et du niveau del’enseignement devant y être dispensé.

Connaissant la surface totale de notre terrain qui est de 19600m2

et les normes deprojections qui disent :

-Normes russes Sn,u = 20m2 /élève

-Normes allemandes Sn,u = 25m2 /élève

Nous déterminons l’effectif total selon les normes-Normes russes Sn,u = 19600/20 = 980 élèves-Normes allemandes Sn,u = 19600/25 = 784élèves

Compte tenu que notre école est technique et des besoins de notre pays pour l’instant,nous ne pouvons pas dimensionner un ouvrage avec la capacité d’accueil calculée, nous nouslimitons à un nombre restreint qui est 960élèves afin de donner une formation plus qualifiantepour relever le défis qui est à la porte. Avec cet effectif nous projetons les salles de cours decapacité d’accueil de 40 élèves par classes. A ce nombre d’élèves par classe nous auronsbesoin de 24 salles de classes.. 2-2 Conception de la cellule de base de l’école

L’activité principale dans les établissements d’enseignement étant essentiellement assuréepar la communication orale, la base de leur conception est un cadre limité, permettant uneperception normale et une audition excellente. Ce cadre appelé classe, constitue la cellule debase de l’école. L’Architecture de la classe, sa forme et sa dimension sont en plus de biend’autres facteurs, fonction surtout de l’effectif des élèves. Cet effectif est à son tour lié aux

réalités économiques, au dessus desquelles, doit être privilégié le processus fonctionnel, vuque le phénomène de pléthore pourrait rendre difficile, sinon impossible, la communicationentre formateurs et élèves. L’effectif étant de 40 élèves par classe, nous faisons notreconception conformément à cela tout en respectant les paramètres suivants garantissant le bonfonctionnement du processus fonctionnel :1- Pour une meilleure perception, l’angle d’observation doit être α ≥ 32°2- Distance d’observation : 2m ≤ d ≤ 9m3- Largeur de passage entre les rangées des pupitres : b ≥ 60cm4- Fond libre de la salle : lf ≥ 80cm

5- Surface normative : Sn= (1,2à1, 5) m2

/ élève6- Volume normatif : Vn= (3,4à 4,0) m3 /élève2-3 Dimensionnement de la cellule de base

a-Largeur des salles : Il est nécessaire de tenir compte de la distance minimaled’observation d et de l’angle d’observation α.

Pour une perception normale nous prenons une distance minimale dm=2,8m, alors ladistance maximale d’observation (de l’axe du tableau aux observations des rangées normale)est : l0-max=d/tgαmin=2,8/tg32 = 4.48m alors l0-max = 4.48m.

Ainsi la largeur maximale exigée sera : lex=2(l0-max+b0+b)-lt ou lt =3.2m


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Où b0 -est la position de l’observateur par rapport à l’extrême du pupitre dans sadirection longitudinale.

b-la distance séparant deux rangées côte à côte ou une rangée du mur.lt- la largeur du tableau.

lex-max=2(4.48+0.3+0.6)-3.2=7.56m.Pour une ligne comprenant deux pupitres de deux places et un de trois places, nous aurons :lex=2l1 +l2 +4b =2x1.20+1.80+4x0.6 =6.6m ≤7.56 m où l1 et l2 sont respectivement leslongueurs des pupitres b la distance entre deux pupitres. Alors,

tgα’ min= d/[(lt+lex)/2 - (b0+b)]tgα’min=2.8[(3.2+6.6)/2 – (0.3+0.6)] =0.70 alors α

’min=35≥32° ce qui veut dire que la

perception sera normale.d=d0+d1 ou d0 est la largeur du pupitre et d1 la distance entre le pupitre et le tableau, alors

d= 0.65+2.15=2.8.b-Longueur de salle : La longueur exigée de la salle est : Lex =d1 +nl (bp+e)-e +lf +et ou

Nl-est le nombre des lignes de pupitres : 40≤8l≤50 ou 40et 50 étant l’effectif minimal etmaximal dans la salle de classe. Alors nl =nlmax bp-est la largeur du pupitre prise égale à 0.80m ;e-est l’espace entre deux pupitres consécutifs égal à 2 cm ;et =5cm, est l’épaisseur du tableau.Lex=2.15+6(0.80+0.020)-0.020+0.80+0.05=7.90≈8.00m.En définitif nous prenons la longueur de notre salle égale à 8 m.Ainsi nous fixons les dimensions de nos salles de classes à : L x l =8x6 m.

-Hauteur de la salle : La hauteur des salles est fonction du volume d’air unitaire et des

conditions d’éclairage naturel. Pour un meilleur éclairage, la hauteur des salles de classe estgénéralement prise entre 3.0 à 3.75 m pour des profondeurs allant de 6 à 8 m. Soit v u levolume d’air nécessaire allant de 3.4 à 4.0 m3 et plus par élève.

Dans notre cas nous fixons la hauteur de notre étage à 3.6m, alors pour un ratio de1.77m2 /élève, nous aurons un volume v=6,37m3 /élève qui est nettement supérieur à celuidonné par les normes (4m3 /élève).L’éclairage des salles est parfaitement assuré car nous avons des fenêtres de grandesdimensions dont la somme des aires se trouve bien dans les marges normatives de 1 /2 à 1/5de l’aire du plancher ; Cependant pour éviter l’éclairage excessif et l’éblouissement des élèves

par les radiations solaires, nous prévoyons des fenêtres métalliques persiennées. Les allègessont placées à 90cm pour éviter l’effet d’ombrage sur les pupitres.Nous signalons aussi que le choix des formes des salles de classes est justifié du fait

qu’elles garantissent de meilleurs conditions de communication, de transmission de son et deperception. Cette forme est favorable à l’audibilité et à l’acoustique sans écho de son.

2-4 Composition fonctionnelle du bâtiment principalSuivant la fonctionnalité de notre bâtiment, nous avons prévu les différents locaux

administratifs et des salles de classe de la manière suivante :1- Au Rez de chaussée ;


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Un labo géotechnique, Un labo de chimie, Un atelier de mécanique, Un atelier d’électricité,

Un cyber, Un restaurant, Un magasin, Une salle des professeurs, Une infirmerie, Une surveillance générale, Une comptabilité, Un secrétariat général, Des toilettes.

2- Au premier étage Bureau du proviseur, Bureau du directeur des études, Bureau du chargé à l’orientation, La scolarité, Huit salles de classe, Des toilettes.

3-Au deuxième et troisième étage (étage courant) Huit salles de clases par niveau. Une salle de dessin,

Une salle d’informatique, Des toilettes.

4-Au quatrième étage Une salle de réunion, Une bibliothèque.

2-5 Communication horizontale et verticalePour une communication entre les différents locaux et différents niveaux des mesures

adéquates sont entreprises :La communication horizontale est assurée par les galeries dont la largeur dépend du flux du

mouvement humain et de la disposition unilatérale et bilatérale des portes. Nous fixons lalargeur de notre galerie à 3.0 m qui est supérieure à celle donnée par les normes pour lesécoles (≥ 2,5 m).

La communication verticale est assurée par les escaliers qui sont dans les ailes du bâtimentet dans la partie centrale qui servent aussi à l’évacuation des hommes en cas de forcesmajeures.

2-6 Dispositifs sanitairesLe choix des installations sanitaires est fonction du bâtiment, du nombre et de la

catégorie des destinataires. Notre choix est porté sur les sièges de w.c (water closet) à la


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turque, cela n’est pas un fait du hasard mais tout simplement pour éviter les risques decontaminations et de préserver les conditions minimales d’hygiènes publiques.

Pour la projection de ces équipements, les normes recommandent 1wc et 2 urinoirs pour40 garçons et 1 w.c pour un nombre allant de 20 à 25 filles. Nous prenons le cas ou le nombre

des garçons dépasse celui des filles (600 garçons et 360 filles), car d’après les analyses, denos jours les filles n’aiment pas les filières techniques. Pour les filles : Nwc=360/25 =15 Pour les garçons :Nwc=600/40 =15 ;Nur=2x600/40 =30Nous avons aussi prévu les toilettes pour l’administration et le corps enseignant.

2-7 Mesure de projection contre l’incendieLes mesures de protection contre l’incendie réunies dans le cadre de notre bâtiment

sont :1-Les structures porteuses (dalles, poutres, poteaux, escaliers etc.) sont réalisés en béton

armé car c’est un matériau qui a une grande résistance au feu. Sa durée de résistanceminimale au feu est de deux heures.

2-les allées de 60cm entre les différentes rangées de pupitres ; les largeurs suffisantes depassage des portes, des escaliers et des galeries ; ainsi que le nombre et la disposition desescaliers, peuvent assurer sans difficultés majeures, l’évacuation complète de tous lesoccupants en cas de d’incendie.

3- Le secours ordinaire : les escaliers sont munis de sellettes encastrées dans le mur àchaque deux étage. Soit, une au rez-de-chaussée et la seconde au palier de repos du 2è étage.La sellette contient : un robinet d’incendie avec demi-raccord et un tuyau en caoutchouc munid’un demi-raccord mobile à l’une de ces extrémités et d’une lance incendie avec ajoutage, à

l’autre.2.8 Eléments de construction et choix des matériaux :

-Ossatures : Les principaux éléments porteurs de ce projet sont en béton armémonolithes, ce choix est basé sur des raisons suivantes : coût de construction relativement bascomparé à celui d’une construction entièrement en acier ; la durabilité du béton, sa résistanceau feu et aux agents atmosphériques, assurant ainsi la protection de l’acier contre lacorrosion ; une résistance excellente sous charges statiques ; la provenance locale de certainsde ces constituants ( sable, gravier ou pierres concassées) ; le comportement excellent dubéton en milieu humide, condition favorable à l’accroissement de la résistance.

-Murs de remplissage : Ils sont des éléments de remplissage, de séparation des locauxdes uns des autres et de protection contre les intempéries. Les murs de jour sont les mursayant un contact direct avec l’extérieur et censés protéger les locaux des intempéries. Lesmurs de jour et de cloison sont en agglos creux de 15x20x40cm. Les murs cloisonnant leslocaux sanitaires (intérieurs) sont en agglos creux de 10x20x40cm et ont une hauteur de2,50m permettant ainsi la ventilation et l’aération des blocs compacts. Les murs des locauxsanitaires sont revêtus en carreaux faïence sur une hauteur de 1,80m afin de palier à l’actiondégradante de l’eau.


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-Les planchers : Nous avons prévu des planchers à hourdis pour des raisons économiques

et le souci de diminuer le poids des planchers par rapport aux dalles monolithes entièrement

en béton armé ainsi que le souci d’avoir une construction avec isolation acoustique.

Les planchers comprennent les hourdis, les dalles de compression (épaisseur 4cm) et lespoutrelles qui sont noyées.

Au Rez de chaussée, nous avons un plancher de sol, composés de la terre meuble, une petite

couche de sable, un film polyane, une dalle en béton armé et une couche de mortier pour la

mise en place des carreaux céramiques.

-Le plancher de toiture : il est exposé à toutes les intempéries des saisons, nous avons

prévu en dehors des hourdis et de leur support une couche thermo-isolante luttant contre

l’effet calorifique et une couche de carton bitumineux de largeur égale à 1,5cm comme

couche hydro-isolante contre les eaux de pluie; cette couche est prévu au dessous de la

gouttière.


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, , GChaire de Bâtiments et Constuctions

Candidats : HABA Joseph et CAMARA Aissata ([email protected]/[email protected] Tel

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1

PERSPECTIVE PRINCIPALE GAUCHE DU BATIME


18/217



1

PERSPECTIVE PRINCIPALE DU BATIMENT


19/217



1

PERSPECTIVE POSTERIEURE DU BATIMENT


20/217



20

PERSPECTIVE POSTERIEURE DROITE DU BATIM


21/217



21

PLAN DE FONDATIONS ECH : 1/400


22/217



22

PLAN DE REZ-DE–CHAUSSEE. ECH : 1/400

1 9 7 5

5 9 4

5

1 0 5


23/217



2

PLAN DE PREMIER ETAGE. ECH : 1/400


24/217



2

PLAN DE DEUXIEME ET TROISIEME ETAGE. ECH


25/217



2

PLAN DU 4ème ETAGE ECH : 1/400


26/217



2

PLAN DE LA TOITURE ECH : 1/400


27/217



2

PLAN DE LA COUPE A –A ECH : 1/400


28/217



2

PLAN DE LA COUPE B-B ECH 1/400

±0,00Rez de chaussée

+3,60Etage 1er

+7,20Etage 2

+10,803 Etage

+14.4Dalle de Couverture

18.0Dalle de Couverture



29/217



2

La structure portante de notre bâtiment est un portique qui est soumis à plusieurs

types de charges : charges propres ou permanentes, charges extérieures ou

surcharges, suivant leur direction d’action, les charges se divisent en verticale et

horizontale. Le calcul statique consiste à la détermination des efforts des éléments

du portique.

Le calcul statique de la structure se compose des opérations suivantes :

. Le choix de la méthode de calcul

. La détermination des dimensions des éléments de la structure

. L’analyse du cas de chargement du portique sous l’action des différentes charges

(verticale et horizontale)

. Le calcul de la structure proprement dit.

CHAPITRE III

CALCULS DES STRUCTURES

±0,00Rez de chaussée

+3,60Etage 1er

+7,20Etage 2

+10,803 Etage


Dalle de Couverture


+18.0


30/217



0

3.1 Choix de la méthode de calcul

Notre bâtiment est constitué d’un système de portique hyperstatique en béton armé.Pour le calcul des systèmes hyperstatiques, il existe plusieurs méthodes de calcul dont les

plus usuelles sont : la méthode de déplacement, la méthode de force et la méthode des

éléments finis.

Nous faisons le calcul du portique par la méthode des éléments finis à l’aide du

programme STR (calcul de structure) à l’ordinateur.

Les résultats du calcul seront présentés dans les tableaux suivis des diagrammes des

moments fléchissant, les efforts tranchants et les efforts normaux des variantes de

chargement.

3-2 Propriétés mécaniques des matériaux des éléments porteurs

La détermination des sollicitations de calcul exige la connaissance des propriétés

physiques et mécaniques des matériaux constituant la structure. Ces propriétés sont

fonctions des qualités dont le choix repose sur des recommandations visant principalement

une utilisation rationnelle des matériaux. Nous choisissons ainsi :

-Pour l’exécution des dalles, poutres, poteaux, chainages, linteaux et appuis des

fenêtres, le béton de classe B20. De caractéristiques mécaniques : résistance de calcul à la

compression Rb=11,5MPa ; résistances de calcul à la traction Rbt=0,9MPa, module

d’élasticité Eb=27000MPa.

-Pour les éléments de la fondation : semelles et socles de poteaux, le béton de classeB20, de caractéristiques mécaniques : Rb=11,5MPa, Rbt=0,9MPa ; Eb=27000MPa.

-Pour le ferraillage de la dalle de plancher et l’armature transversale des poutrelles, desaciers de la classe Bp1 de caractéristiques mécaniques : module d’élasticitéEs=170000MPa, résistances de calcul à la traction Rs =(360-375)MPa.

-Comme armature transversale des éléments porteurs, des barres d’aciers de classe A1 de caractéristiques mécaniques. Résistances de calcul des armatures verticales à la tractionRsw=175MPa ; résistance de calcul des armatures longitudinales à la traction R s=365MPa ;module d’élasticité Es=210000MPa.

-Comme armature longitudinale des éléments porteurs, des barres d’aciers de classeAIII avec Rs=365MPa ; Es=210000MPa.

L’humidité du site étant W=87,2%, nous prenons ainsi pour les éléments exposésW≤75% → γ b2 =0,9 et pour les éléments de fondation, W>75% →γ b2=1,0.


31/217



1

3-3 Détermination des dimensions des éléments de la structure

Les dimensions de la section transversale des poutres se déterminent par : D'après les

normes, la hauteur des sections des poutres principales peut être de 81151à de la portée.

Donc )53.01(881

151

81

151

mmààlppàhpp =×

=

=

Prenons mmh pp 700= La largeur normative de la poutre principale est comprise entre (0,3 à 0,5) hpp

( ) mmààbpp 3502107005,03,0 =×= . Prenons mmb pp 300= Les dimensions de la section transversale des poteaux peuvent être préalablement

déterminées en fonction des efforts de compression qu'ils doivent supporter. Pour despoteaux soumis à la compression composée (tel est notre cas) on recommande de lesprendre d'après la condition.

( )( ) Rbb N à Apot ×= 2 / 5,12,1 Ici:Apot=Aire du poteauN=effort de compressionRb=résistance du béton à la compression

b =coefficient de condition de travail ; (1,2 à 1,5)=dépendent du moment de fixationDéterminons d’abord les charges normatives et de calcul sur 1m2 du plancher de

couverture, ainsi que celles du plancher intermédiaire.

Tableau 3.1 : Charges normatives et de calcul sur 1 m2 plancher de couverture

Genre des charges

Valeurs

normatives

KN/m2

Coefficient de

majoration

γ f

Valeurs de

calcul

KN/m2

Charges permanentes-Poids propre du plancher à corps creux :

δ = 160+ 40 mm

- Poids propre de forme de pente

δ m = 100mm ; ρ = 18KN/m3

- Mortier de ciment : δ = 20mm ; ρ = 20KN/m3

2.65

1,80

0,40

0,15

1,2

1,3

1,3

1,3

3.18

2,34

0,52

0,195


32/217



2

- Trois couches de carton bitumé

- Couche d’enduit : δ = 10mm ; ρ = 20KN/m3

0,20 1,3 0,26

Total gn=5,2 g= 6.495

Charges utiles (surcharges)- Courte durée Vcd = 1 V

n = 1,00 1,3 Vcouv= 1,30

Tableau: Charges normatives et de calcul sur 1m

2

du plancher intermédiaire

Genre des charges

Valeurs

normatives

KN/m2

Coefficient de

majoration

f

Valeurs

de calcul

KN/m2

Charges permanentes

-Poids propre du plancher à corps creux :

δ = 160 + 40 mm

- Mortier de ciment : δ = 20mm ; ρ = 20KN/m3

-Couche d’enduit : δ = 10mm ; ρ = 20KN/m3

- Revêtement à carreaux : δ = 10mm ; ρ = 20KN/m3

- Cloisons : 0,75 KN/m2

2.65

0,400,20

0,20

0,75

1,2

1,31,3

1,1

1,2

3.18

0,520,26

0,22

0,9

Total gn= 4,2 g= 5,08

-Etanchéité (multicouche)

-Mortier de ciment ép=20mm -Dalle de compression ép=40mm

-Briques creuses ép=160mm-couche d'enduit ép=10mm

120 480 120

80

160

10

20


33/217



Charges utiles (surcharges)

- Courte durée Vcd=1,5

-Longue durée Vld=3,5

= 1,5

=3,5

1,2

1,2

1,8

4,2

Total Vn

= 5,00 V=6,00

80 160

40

Details du plancher intermédiaire

-Carrelage ép=10mm

-Mortier de ciment ép=20mm -Dalle de compression ép=40mm

-Briques creuses ép=160mm -couche d'enduit ép=10mm


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35/217



Nous procéderons à la détermination des efforts de compression N conformément auxtableaux III-1 et III-2.

Les surfaces de chargement sont :

- A l’étage :-Poteaux de rive : S1= (l1 x l2) = 4,375x2,5=10,937 m

2 -Poteaux centraux : S2= (l1 x l2) = 6,5 x 4,375 =28,437 m

2

_Au RDC:

-poteaux de rive : S1=4,375x3=13,125m²

-Poteaux centraux :S¹2=4,375x6,5=28,437m²S²2=4,375x5,5=24,062m²

D’après ces surfaces on calcule des efforts transmis par lesplanchers aux :- Poteaux de rives :

- Etage :Ncou(ext)=(gcou +v couv ) x S1 = (6.495+1.3)x10.937=85.254KN Nint(ext)=(gint(ext)+vint)xS1 = (5.08+6.00)x10.937=121.182KN -RDC :Ncouv(ext)=(gcouv+vcouv)s1(6.495+1.3)x13.125=102.309KN - Poteaux centraux-Etage :Ncouv(cent)=(gcouv+vcouv)S2= (6.495+1.3)28.437=221.666KN

Nint(cent)= (gint+vint)xS2=(5.08+6.0) x 28.437 =315.082 KN-RDC: Nint(cent)1=(gint+Vint)S

12=(5.08+6.0)x28.437=315.082KN

N(cent)2=(gcouv+vcouv)S22g+(gint+vint)S

22d

=(6.495+1.3)4.375x3+(5.08+6.0)4.375x2.5=223.497KN Le poids propre des poutres principales:-A l’étage :Gppext=ρb xbppx (hpp- δd )γf. γn lppext=0.3 (0.7-0.04) x25x1.2x1.0x2.5=14,85KN Gppcent= ρbxbppx (hpp-δd)γf γn lppcent=0.3(0.7-0.04)x25x1.2x1.0x6.5=38.61KN

-RDC :Gppext=bpp (hpp-δd)φb γf γn lppext= 0.3(0.7-0.04)x25x1.2x1.0x3=17.82KN Gppcent1=bpp (hpp-δd)φb γf γn lppcent=0.3(0.7-0.04)x25x1.2x1.0x6.5= 38.61KN Gppcent2=bpp (hpp-δd)φb γf γn lppcent2=0.3(0.7-0.04)x25x1.2x1.0x5.5=32.61KN

Avec ces valeurs on trouve :

a) L’effort normal transmis au poteau de rive du 5eme niveau.


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N’5(ext)=Ncouv(ext)+Gppext =85.254+14.85=100.104KN

La section exigée du Poteau sera égale à (le béton étant de la classe B20 donc : Rb= 11,5 MPa

Apot= 1,3 x N’ext

5 /( γb2 Rb+µRsc)= (1,3x 100104)/(0,9x11,5+0.01x365)=9295.371mm2 Les poteaux étant de dimensions carrées avec la section Apot=9295.371mm2

bpot = hpot = Apot =√ 9295.371= 96.41mm=96mm Nous adoptons la section carré bpotxhpot= 300x300 mm.

b) L’effort normal transmis au poteau central du 5ème niveau :

N’5(cent) = Ncouv(cent)+Gppcent= 221.666+38.61= 260.276 KNApot= 1, 2 x N’cent

5 / (γb2 Rb+µRsc) = 1,2 x 260276/(0,9x11,5+0.01x365)=22309.371mm2

Les dimensions de la section sont carrées:

bpot = hpot = Apot = 371.22309 =149.36=149mm

Adoptons alors bpot=hpot= 300x300mmc) L‘effort normal transmis au Poteau de rive de 4ème niveau

Nous prenons en compte le poids propre du poteau du 5ème niveauGpot = bpot x hpot x ρb x(Hét – hpp) γf = 0,30 x 0, 30(3,6-0.7) x25x 1,2 = 6,21KNGpot= 6.21KNN’4(ext)= N’5(ext)+ Nint(ext)+ Gppext + Gpot5=100.104+121.182+14.82+6.21 =242.346KN

La section de notre Poteausera :Apot=1.3xN’4(ext) /(γb2Rb+µRsc)=(1.3x242346)/(0.9x10.35+0.01x365)=22503.557m2

Apot=22503.557mm2

bpot = hpot = Apot = 557.22503 =150.01=150mm ;Nous adoptons

bpot=hpot= 300x300mmd) L’effort normal transmis au Poteau central de 4ème niveau

N’4(cent)=N’5(cent)+Nint(cent)+Gppcent+Gpot(5)=260.276+315.082+38.61+6.21

N’4(cent)=620.178 KNAlors la section exigée sera:


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Apot= 1,2 x Ncent

4 /( γb2 Rb+µRsc) = (1,2 x620178)/ (0,9 x 11,5+0.01x365) =53158.11mm2

bpot = hpot = Apot = 11.53158 = 230.56 =231mm

Nous adoptons bpot=hpot= 300x300mme) L’effort normal transmis au poteau de rive du 3èmeniveau.

N’3(ext) = N’4(ext) +Nint(ext)+Gppext+Gpot4=242.346+121.182+14.85+6.21=384.588KNLa section de notre poteau sera :Apot= 1,3 x N’

ext4 /( γb2 Rb+µRsc) = 1,3 x 384588/(0,9 x 11,5+0.01x365) =

35711.742 mm2

bpot = hpot = Apot = 42.35711 = 188.97=189mm.

Alors nous adoptons bpot x hpot =300x300mmf) L’effort normal transmis au poteau central du 3eme niveau :

N’3(cent)=N’4(cent)+Nintcent)+Gppcent+Gpot4=620.178+315.082+38.61+6.21 = 980,08 KNAlors la section exigée sera : Apot= 1,2x980080/(0,9x11,5+0.01x365)=84006.85 mm2

bpot = hpot = Apot = 85.84006 = 289.84 mm

Nous adoptons alors bpot x hpot =300x300mmg) L’effort normal transmis au poteau de rive du 2èmeNiveau

N’2(ext)=N’3(ext)+Nint(ext)+Gppext+Gpot3=384.588+121.182+14.85+6.21=526.83KNApot= 1,3 x N

’2(ext) /( γb2 Rb+µRsc) = 1,3 x526830/ (0,9 x 11,5+0.01x365) =

48919.93mm2

bpot = hpot = Apot = 93.48919 = 221.178=221mm

Nous adoptions bpot x hpot = 300 x 300mm.

h) L’effort transmis au poteau central du 2ème

Niveau : N’2(cent)=N3(cent)+Nint(cent)+Gppcent+Gpot(3)=980.08+315.082+38.61+6.21=1339.982 KNApot=1,2xN’2(cent) /(γb2Rb+µRsc)=(1,2x1339982)/(0,9x11,5+0.01x365)=1148556 mm2

bpot = 300 mm;hpot=Apot /bpot=114855.6/300+382.8=383mm

Alors nous adoptons la section:bpotxhpot=300x400mm


38/217



i-L’effort tranchant transmis au poteau de rive du 1er niveau N’1(ext)=Ncouv(ext)+GPP(ext)=102.309+17.82=120.129KNLa section exigée du Poteau sera:Apot=1.3N’1(ext) /(2Rb+µRSC)=(1.3x120.129)/(0.9x11.5+0.01x365)=11154.Les dimensions de la section carrée sont :

Bpot=hpot= = √ 11154.83=105.61=106mmAlors adoptons la section carrée bpotxhpot=300x300mm

j-l’effort normal transmis au poteau central 1 du 1er niveau

N11(cent)=N2(cent)+Nint(cent)+GPP(cent)+Gpot2GPot(2)cent=bpotxhpot(Hét-hpp)δbxf =0.3x0.4(3,6-0.7)x25x1.2=8.28KNN11(cent)=1339.982+315.082+38.61+8.28=1701.97KN

La section exigée du Poteau sera:Apot=1.2N’

11(cent) /(b2Rb+Rsc)=(1.2x1701950)/(0.9x

11.5+0.01x365)=145881.42mm²Prenons bpot=300mm

Hpot=Apot /bpot=145881.42/300=486.27=486mmAlors nous adoptons la section bpotxhpot=300x500mmk- L’effort normal transmis au poteau central 2 du 1er Niveau N’21=N’2(ext)+N(cent)2+GPP(cent)2+Gpot2

526.3+223.47+32.67+6.217.207

1.21/(2+)(1.27207)/(0.11.5+0.01365)67646.314

√ 67646.314260,0≈260Alors nous adoptons la section carré :bpotxhpot=300x300mmLes poids des poteaux sont déterminés d’après les dimensions préalables :-poteaux de rive 5e ,4e,3e , 2e niveau Gpot=6.21KN-Poteaux centraux 5e , 4e, 3e niveau Gpot=6.21KN-poteaux centraux 2eme niveau Gpot=8.28KN-poteaux de rive 1er niveauGpot=bpotxhpot (Hét+0.5-hpp)x

=0.3x0.3 (3,6+0.5-0.7)25x1.2=7.56KN-Poteaux centraux 1 du 1er niveau :


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Gpot1=bpotxhpot (Hét+0.5-hpp)δbf =0.3x0.5(3,6+0.5-0.7)25x1.2=12.6KN-poteaux centraux 2 du 1er niveau :Gpot1=0.3x 0.3 (3,6+0.5-0.7) x25x1.2=7.56KNTableau 3.3 : Détermination préalable des dimensions des poteaux

Niveau

Poteaux de rive

L’effort transmis aux poteaux (KN) Dimensions bpot x hpot (mm)

Exigées Adoptées

5e N’5=Ncouv+Gpp

N’5=85.24+14.85=100.104KN

96 x96 300 x 300

4e N 4= N’5+Nint+Gpp+Gpot(5)

=100.104+121.182+14.85+6.21=242.346KN

150x150 300 x 300

3e N’3=N’4+Nint+Gpp+Gpot(4)

=242.346+121.182+14.85+6.21=384.588KN

189x189 300 x 300

2e N’2=N’3+Nint+GPP+Gpot(3)

=384.588+121.182+14.85+6.21=526.83KN 221x221 300x300

1e N’1=Ncouv+Gpp=102.309+17.82=120.129KN 106x106 300x300

Poteaux centraux

Niveau L’effort transmis aux poteaux (KN) Dimensions bpot x hpot (mm)

Exigées Adoptées

5e N’5=Ncouv+Gpp

N’5=221.666+38.61=260.76KN

149x149 300 x 300

4e N’4= N’5+Nint+Gpp+Gpot5

=260.276+315.082+38.61+6.21= 620.178KN

231 x 231 300 x 300

3e N’3= N’4+ Nint(+ Gpp+Gpot4

= 620.178+315.082+38.61+6.21 = 980.08 KN

290x 290 300 x 300

2e N’2=N’3+Nint+GPP+GPOT3=980.08+315.082+38.61+

6.21=1339.982

300x383 300x400


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0

1 N’1=N’2+Nint+Gpp+Gpot=1339.982+315.082+38.61+

8.28=1701.95

300x486 300x500

12 N’1= N’2+ N+ Gpp+Gpot

=526.83+223.497+32.67+6.21=789,207 KN

260x260 300 x 300

3-4 Analyse du cas de chargement du portique sous l’action des différentes charges(verticales et horizontales)

- Détermination des charges verticales de calcul sur les poutres :Les valeurs des charges verticales appliquées à un mètre linéaire de la poutre principalesont déterminées à partir de la surface de chargement, en prenant en compte le poids proprede la poutre principale. D’après les données des tableaux III.1 et III.2 et les dimensions dela section transversale de la poutre ( bpo tx hpot= 300x700mm).

-Pour le plancher de couverture : -Charges permanentes.

gpp(couv)=gcouvxl+Gpp ougpp- est la charge permanente des poutres principales ;g –la charge permanente des planchers ;l – la largeur de la surface de chargement de la poutre ;(l=4.375m)Gpp- le poids propre d’un mètre linéaire de la poutre principale.Gpp=bpp(hpp- δd.) ρb γf .γn=0.3(0.7-0.04)25x1.2x1.0 = 5.94 KN/m

gpp(couv)=6.495x4.375+5.94=34.355KN/m ( )

Vpp (couv)=Vcouv.l=1,3x4,375=5,687KN /m

-Poutre des planchers intermédiaires

Charges permanentes

Gpp(int)=gint.l+Gpp =5,08X4,375+5,94 =28,165 KN/m Les surcharges (charges utiles)

Vpp(int)= Vint . l =6,0x4,375=26,25KN/mDétermination des charges concentrées appliquées aux poteaux

- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux derive du 4ème étage (cette charge est constituée par le poids de l’acrotèreet du chainage)


41/217



1

Gacr= ρa .ba.ha.γ a.γf .L.γn avec L=α.R (R=13m ;α=20°),

L=0,349x13=4,537m

=14x0,1x1,0x1,3x4,537x1=8,257KN

Gch=bch.hch.lch. ρch.γf =0.3x0,3x4,537x25x1,2=12,25KN

La charge sera :8,257+12,25=20,507KN

- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteauxcentraux du 4ème étage(chainage)

Gch=bch.hch.lch. ρch.γf =0 ,3x0,3x4,375x25x1,2=11,812KN

La charge sera : 11,812KN- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux derive du 3ème, 2ème et 1er étage (acrotère+chainage+Gpoteau supérieur)

G=Gacr+Gch+Gpot=8,257+12,25+6,21=26,717KNLa charge sera : 26,717KN

- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux centraux du3ème étage (mur+chainage+Gpoteau supérieur)Gm=[l (hét-hch-hlin)-bf .hf ](emor .ρmor+emur. ρmur) γf .γn avec

l=Rα(R=8 ,4m ;α=15°)=[2,192(3,6-0,3-0,2)-0](0,2x14+0,04x20)1,2x1=23,673KN

Gch= bch.hch.lch. ρch.γf =0,3x0,3x2,192x25x1,2=5,918KNGpot=6,21KN

La charge sera : 35,801KN- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux centraux du

1er et du 2ème étage (chainage +Gpot supérieur)Gch=11,812KN

Gpot=6,21KNLa charge sera : 18,022KN- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux de rive du

RDC (chainage + acrotère)Gch= bch.hch.lch. ρch.γf avec lch=Rα= 0,349x13 =4,537m R=13m,α=20°

=0,3x0,3x4,537x25x1,2=12,250KNGacr=8,257KN


42/217



2

La charge sera: 20,507KN

- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteaux centraux 1

du RDC ( chainage +Gpot supérieur)

Gch=11,812KN

Gpot=8,28KN

La charge sera : 20,092KN

- Calcul des valeurs de la charge concentrée appliquée aux poteauxcentraux 2 du RDC(chainage+Gpot supérieur)Gch=12,250KNGpot=6,21KN

La charge sera : 18,46KN

3-6 Détermination des charges horizontales (pression du vent) La pression du vent par mètre carré de surface du bâtiment est fonction de la régiongéographique et de la hauteur du bâtiment. La valeur de cette pression du vent estdéterminée à l’aide de la formule suivante :Wn=Wo x KxC où :Wo - est la pression du vent par m

2 de surfacePour la Guinée, nous prenons W0=80Kg /m

2 =0,8KN/m2

K- est le coefficient de changement de la vitesse du vent en fonction de la hauteur dubâtiment et de la région (tableau 3.4), prenons Kc pour la région B.C- est le coefficient aérodynamique C1= 0,8 pour la pression active et C2 pour la pressionpassive qui est fonction des rapports suivants : b/l et H/l (tableau 3.5)C1=0,8 ; (b/l=56,20/38,20=1,47~1,0 ;H/l=18/38,2=0,47~0,5) alors C2=0,4 Tableau 3.4

Hauteur Les valeurs de K pour les régionsZ (m) A B C≤ 5 0,75 0,50 0,40

10 1,00 0,65 0,4020 1,25 0,85 0,4540 1,50 1,10 0,8560 1,70 1,30 1,0080 1,85 1,45 1,15100 2,00 1,60 1,25

A-surfaces ouvertes (bord de la mer, surface sans forêts)B-Surface semi-ouvertes (région de la ville avec des forets de hauteur supérieure à 10m)


43/217



C-Surfaces couvertes (région des villes avec des bâtiments de hauteur supérieure à 25m)

Tableau 3.5

Rapport Valeur de C2 pour les rapports H/l

b/l ≤ 0,5 1,0 ≥ 20≤ 1,0 -0,4 -0,5 -0,6

≥ 2,0 -0,5 -0,6 -0,6

Ici : b-la longueur totale du bâtiment

l- la largeur totale du bâtiment

H- la hauteur totale du bâtimentLa valeur de la pression du vent par mètre linéaire suivant la hauteur du portique(la distance maximale entre les portiques voisins étant l2 = 5,0m) est calculée comme suit :

W= Wo x KxCx l2 x γf où :γf = 1,4 – le coefficient de majoration pour la pression du vent.Pour notre cas b= 56,20m ; l= 38,20m ; h = 18m ; b/l =1,0 ; h/l = 0.5On prend C2= 0,4 d’après le tableau 3.Alors on détermine les valeurs de la pression.

-Active (C1=0.8) : Wa=0,8xkx0.8x5.0x1.4=4.48k avec γf =1,4

-Passive (C2=0.4) : Wp=0,8xkx0.4x5.0x1.4=2,24k

-Totale(C=0.8+0.5) : P=(4.928+3.08)xk=8.008xkLes valeurs des coefficients Ki sont calculées d’après le schéma de répartition de la

pression du vent suivant la hauteur du bâtiment.D’après le tableau II.6 K3,6=K5,0 et par interpolation, calculons les valeurs de K auxnœuds du portique.

K7,2=[(K10-K5)/5]2,2+K5=[(0,65-0,5)/5]2,2+0,5=0,566K10,8=[(K20-K10)/10]0,8+K10=[(0,85-0,65)/10]0,8+0,65=0,666

K14,4=[(K20-K10)/10]4,4+K10=[(0,85-0,65)/10]4,4+0,65=0,738K18=[(K20-K10)/10]8+K10=[(0,85-0,65)/10]8+0,65=0,81

- La pression active du vent est :Wa3,6=4,48x0,5=2,24KN/mWa5,0=4,48x0,5=2,24KN/mWa7,2=4,48x0,566=2,53KN/mWa10,8=4,48x0,666=2,98KN/m

Wa14,4=4,48x0,738=3,31KN/mWa18=4,48x0,81=3,62KN/m

- La pression passive du vent est:Wp3,6=2,24x0,5=1,12KN/m

Wp5,0=2,24x0,5=1,12KN/mWp7,2=2,24x0,566=1,27KN/m


44/217



Wp10,8=2,24x0,666=1,49KN/mWp14,4=2,24x0,738=1,65KN/mWp18=2,24x0,81=1,81KN/m

3-1-5-Combinaisons des charges :Pour la détermination des efforts intérieurs des différents éléments du portique nous avons

considéré différentes variantes de chargements. Il est à savoir que toute construction est

soumise à l’action simultanée des charges permanentes (poids propre de la construction

donnée) et les surcharges (Charges d’exploitations et l’action du vent …). C’est-à-dire

l’action simultanée de deux ou de plusieurs variantes de chargement.

C’est pourquoi nous procéderons à plusieurs combinaisons afin de trouver les

combinaisons les plus défavorables qui serviront de base de calcul dans la déterminationdu ferraillage minimal et nécessaire des éléments du portique (poutres et poteaux).Ces différentes combinaisons sont classées en deux groupes :5-1-Combinaisons du 1er groupe :

Elles sont constituées par les charges permanentes (poids propre des éléments duplancher) , par la partie de longue durée des surcharges et par une partie des surcharges decourte durée (dans le cas considéré les surcharges de courte durée sont la pression du ventet la partie de courte durée de la surcharge verticale).Le coefficient de combinaison est priségal à 1=ϕ .

5-2-Combinaison du 2ième groupe : Elles sont constituées par des charges permanentes, par la partie de longue durée des

surcharges et par toutes les surcharges de courte durée. Si le nombre de surcharges decourte durée est deux ou plus, on les prend avec le coefficient de combinaison 0,9.La surcharge du plancher de couverture et l’action du vent sont des surcharges de courtedurée.La surcharge des planchers intermédiaires est constituées de deux parties : une partie de

longue durée ( 2 / 2,4 mKN V ld = ) est une partie de courte durée (2 / 8,1 mKN V cd = ).

-Calcul des caractéristiques géométriques des éléments du portique :

Moments d’inertie des éléments par rapport à l’axe neutre :

a-) Moments d’inertie des chevêtres : m x xhb pp pp 7,03,0=

433

008575,012

7,03,0

12 m

x xhb I

pp pp

ch === ;

b-) Moments d’inertie des montants : m x xhb pot pot 3,03,0=


45/217



433

000675,012

3,03,012

m x xhb

I pot pot

mont ===

c-) Moments d’inertie des montants : m x xhb pot pot 4,03,0=

433

0016,012

40,03,012

m x xhb I pot pot

mont ===

d-) Moments d’inertie des montants : m x xhb pot pot 5,03,0=

433

003125,012

5,03,012

m x xhb

I pot pot

mont === ;

Calcul de l’aire des sections transversales des éléments du portique :L ‘aire des sections transversales des chevêtres :

221,07,03,0 m x xhb A pp ppch === .

L’aire des sections transversales des montants :209,03,03,0 m x xhb A

pot pot mont === ;

212,04,03,0 m x xhb A pot pot mont === ;215,05,03,0 m x xhb A pot pot mont ===

Le module d’élasticité du béton est : b E .=27000MPa,( pour le béton de la classe B 20 )

3-5-Calcul des efforts intérieurs des éléments du portique :Après avoir déterminé les différentes charges et surcharges qui seront appliquées auportique et le choix des variantes de chargement les plus défavorables du portique, nouspassons à la détermination des efforts intérieurs (moments de flexion, efforts tranchants etefforts normaux) de chaque élément pour chaque variante de chargement.La configuration du portique et les différentes variantes de chargement étant trèsimportantes à analyser lors du choix de la méthode de calcul, dans ce cas nous utiliseronsla méthode des éléments finis (STR).A partir de ces différentes combinaisons, nous obtenons les chargements suivants :


46/217



6m 5m 8m

3 .

5 m

3 m

3 m

3 m

3 m

6m 5m 8m

e1

e2

e3

e4

e5

e6

e7 e8

e9 e10

e11 e12

e13 e14

e15 e16

e17 e18

e19 e20

e21 e22

1 3

2

5

4 6

9

7

10

131211

8

17 18 19

161514

Schéma de calcul du portique

40.042 40.042

40.042

54.41554.415

54.415 54.415

54.415 54.415

54.415 54.415

20.507

26.717

26.717

26.717

20.507 18.46

11.812

35.801

18.022

18.022

20.092

Chargement 1

2

6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


47/217



6m 5m 8m

34.355 40.042

40.042

28.16554.415

54.415

54.415

54.415

20.507

26.717

26.717

26.717

20.507 18.46

11.812

35.801

18.022

18.022

20.092

Chargement 3

28.165

28.165

28.165

6m 5m 8m

39.473

53.627

20.507

26.717

26.717

26.717

20.507 18.46

11.812

35.801

18.022

18.022

20.092

Chargement 439.473

53.627

53.627 53.627

53.627 53.627

53.627 53.62739.473

2.016

2.203

2.560

2.822

3.064

0.9Wa

2.016

3 .

6 m

3 .

6 m

3

. 6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3

. 6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


48/217

, , Geniecivil.

Chaire de Bâtiments et ConstuctionsCandidats : HABA Joseph et CAMARA Aissata

([email protected]/[email protected] Tel : 64708029-64265571-68708029

1er chargement

Element N (base),

KN

Q(base)

KN

M(base)

KNm

N

(extrémité)KN

Q

(extrémité)KN

M

(extrémité),KNm

1 -122,466 -8,665 10,08 -122,466 -8,665 -20,25

2 -8,665 101,959 -20,25 -8,665 -138,293 -129,25

3 -830,668 1,575 -1,84 -830,668 1,575 3,67

4 -2,327 131,720 -128,25 -2,327 -140,355 -149,84

5 -1721,059 -15,219 17,76 -1721,059 -15,219 -35,516 0,325 201,274 -213,80 0,325 -234,046 -344,89

7 -540,126 -4,763 2,67 -540,126 -4,763 -11,62

8 -1359,338 -17,872 28,45 -1359,338 -17,872 -25,16

9 10,162 109,851 -33,36 10,160 -162,220 -164,29

10 -0,835 -196,836 -199,43 -0,835 -238,482 -366,01

11 -403,558 -14,925 21,74 -403,558 -14,925 -23,04

12 -982,255 -6,875 9,98 982,255 -6,875 -10,6513 2,462 116,894 -48,52 2,462 -155,181 -144,24

14 3,064 188,907 -166,09 3,064 -246,413 -396,11

15 -259,947 -17,387 25,48 -259,947 -17,387 -26,68

16 -620,144 -7,476 11,21 -620,144 -7,476 -11,22

17 1,916 121,350 -55,07 1,916 -150,725 -128,51

18 0,100 184,644 -149,01 0,100 -250,676 -413,13

19 -111,880 -19,304 28,39 -111,880 -19,304 -29,5220 -248,974 -5,660 9,28 -248,974 -5,660 -7,70

21 -19,304 -91,373 -9,52 -19,304 -108,837 -73,17

22 -24,963 128,325 -80,88 -24,963 -192,04 -355,62


49/217



6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

Diagramme des moments Ch1 (KNm)

29.52

80.88

73.17

124.74

335.62

413.13

164.26

149.01

7.70

128.51

9.2811.22

80.24

55.07

26.68 28.39

396.11

366.01

344.89

158.44

156.58

161.81

166.09144.24

11.2510.65

48.52

23.04 25.48

33.36

11.62 21.74

77.5225.16 9.98

77.03

199.43164.29

213.8149.84

28.4535.5131.17

17.76

2.673.67

128.25129.25

1.84

109.56

20.25

10.08

74.73

6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

Diagramme des éffortstranchants Ch1 (KN)

91.373

108.837

128.325

192.011

184.644

250.676

150.725

188.907

121.35

116.894

155.181

246.413

196.838

238.482

162.224

201.274

109.851

234.046

138.293

131.72101.959

8 .

6 6 5

1 . 5 7 5

1 5 . 2 1 9

1 7 .

8 7 2

4 . 7 6 3

1 4 . 9 2 5

6 .

8 7 5

1 7 . 3 8 7

7 . 4 7 6

5 .

6 6

1 9 . 3 0 4

140.355

6m

DiagraCh1 (K

1 2 2 . 4 6 6


50/217

, , Geniecivil.


([email protected]/[email protected] Tel : 64708029-64265571-68708029 0

2ème chargement

Element N (base),

KN

Q(base)

KN

M(base)

KNm

N

(extrémité)

KN

Q

(extrémité)

KN

M

(extrémité),

KNm

1 -107,045 -7,422 8,64 -107,045 -7,342 -17,41

2 -7,442 86,538 -17,41 -7,442 -119,592 -116,57

3 -832,191 0,697 -0,83 -832,191 0,697 1,61

4 -0,719 136,598 -120,18 -0,719 -135,477 -117,38

5 -1318,091 -1,527 1,70 -1318,091 -1,527 -3,65

6 -4,398 105,356 -120,20 -4,398 -119,864 -117,83

7 -555,471 -6,025 5,22 -555,471 -6,025 -12,85

8 -1057,066 2,152 -0,83 -1057,066 2,152 5,63

9 8,272 117,075 -33,83 8,272 -115,00 -128 ,64

10 7,173 103,726 -118,20 7,173 -121,594 -189,67

11 -411,679 -14,278 20,97 -411,679 -14,298 21,92

12 -780,317 3 ,252 -4,81 -780,317 3,252 4,94

13 2,047 123,580 -45,93 2,047 -148,495 -108,22

14 1,765 98,621 -98,09 1,765 -126,699 -210,40

15 -261,383 -16,345 24,01 -261,383 -16,345 -25,02

16 -515,179 3,534 -5,19 -515,179 3 ,534 5,41

17 -0,229 126,992 -49,67 - 0,229 -145,083 -94,10

18 1,93 95,501 -86,14 1,93 -129,819 -223,42

19 -107,673 -16,116 24,65 -107,673 -16,116 -23,70

20 -238,795 1,394 -3,35 -238,795 1,374 0,77

21 -16,116 87,166 -23,70 -16,116 -113,044 -88,39

22 -14,741 113,939 -87,62 -14,741 -160,901 -275,46


51/217



1

6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


23.70

71.173 101.32

88.3987.62

275.46

223.42

75.77

86.1494.90

3.35 5.41

98.51

24.65

49.67

25.02

210.40

74.572

98.09108.22

94.399

24.01

45.93

21.92 4.945.19

72.808

189.67

118.20128.64

5.634.81

92.114

20.97

33.83

12.85

76.851

117.83120.20117.38120.18116.57

91.581

17.41

8.64

5.221.61 51.271

0.833.65

1.700.83

6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


87.166 113.939

113.044

160.901

129.819

145.083

95.501126.992

123.58 98.621

148.495

126.699

121.594

155.00

103.726117.075

86.538136.598

119.592

105.356

135.477

119.864

7 . 4 2 2

0 .

6 9 7

6 . 0 2 5

1 . 5 2 7

2 . 1 5 2

3 . 2 5 2

1 4 . 2 9 8

3 . 5 3 4

1 6 . 3 4 5

1 . 3 7 4

1 6 .

1 1 6

DiCh

1 0 7 . 0 4 5


52/217

, , Geniecivil.


([email protected]/[email protected] Tel : 64708029-64265571-68708029 2

3ème chargement

Element N (base),

KN

Q(base)

KN

M(base)

KNm

N

(extrémité)

KN

Q

(extrémité)

KN

M

(extrémité),

KNm

1 -125,028 -8,662 10,07 -125,028 -8,662 -20,25

2 -8,662 104,521 -20,25 -8,662 -135,731 -113,88

3 -567,177 3,320 -3,89 -567,177 3,320 7,73

4 -6,169 70,099 -100,85 -6,169 -70 ,726 -102,41

5 -1421,508 -22,327 26,06 -1421,508 -22,327 -52,08

6 0,842 198,907 199,27 0,842 -236,413 -349,29

7 -340,816 0,827 -5,30 -340,816 0,827 -2,83

8 -1131,783 -29,339 44,77 -1131,783 -29,339 -43,24

9 9,288 49,395 -14,96 9,288 -91,430 -120,05

10 -6,981 194,280 -182,33 -6,981 -241,040 -369,37

11 -264,704 -8,462 12,13 -264,704 -8,462 -13,25

12 -828,051 -13,070 19,04 -828,051 -13,070 -20,17

13 1,988 54,869 -28,45 1,988 -86,581 -107,21

14 3,189 186,556 -148,68 3,189 -248,764 -397,51

15 -183,118 -10,449 15,20 -183,118 -10,449 -16,15

16 -536,892 -14,271 21,30 -536,892 -14,271 -21,51

17 4,580 59,188 -36,66 4,580 -81,637 -12,78

18 0,849 182,499 -131,94 0,849 -252,821 -413,22

19 -97,213 -15,029 20,51 -97,213 -15,029 -24,58

20 -236,954 -10,540 17,64 -236,954 -10,540 -13,98

21 -15,029 76,706 -24,58 -15,029 -95,069 -70,48

22 -25,569 130,074 -84,46 -25,569 -190,262 -325,22


53/217



6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


24.58

61.052

70.4884.46

13.98

17.6421.51

131.9492.78

25.53

36.16

20.5116.15

126.808

325.22

413.22

174.09

397.51

171.113

148.68107.21

21.3020.1725.00

28.45

13.25 15.20

182.33

120.05

19.0443.2428.353

14.96

2.83

164.492

396.37

349.29

164.269

199.27

102.41

13.615

100.85113.88

116.164

20.25

44.7752.08

26.06

5.307.73

3.8910.07

12.13

6m 5m 8m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m

3 .

6 m


76.706 130.074

95.069

190.269

252.821

81.637

182.49959.188

54.869186.556

86.581

194.280

91.430

49.395

198.907

241.040

236.413

70.726

135.731

70.099104.421

8 .

6 6 2

3 . 3 2 0

2

Projet de Memoire pour la fin d'etude Joseph Haba

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