Rapport PFE Genie civil
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Transcript of Rapport PFE Genie civil
UNIVERSITE MOHAMMED PREMIER
ECOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUEES
AL HOCEIMA
Rapport du Projet de fin d’études : « Conception architecturale et dimensionnement en béton
armé d’un immeuble R+8 à usage multiple »
Stage d’Ingénieur en Génie Civil
Présenté par : Mlle. Jihane ELGHOULALI. Encadré par : M. Issam HANAFI et M. Mohammed SAFAR.
Soutenu le 30 Juin 2014 devant la commission d’examen
Jury : HANAFI Issam, Prof. (ENSAH) : Président
ADDAM Mohammed, Prof. (ENSAH): Rapporteur
DIMANE Fouad, Prof. (ENSAH) : Rapporteur
SAFAR Mohammed, Ing. (GETR) : Examinateur
G.E.T.R
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A nos très chers parents, aucun terme et aucune langue ne pourra
exprimer notre amour et sentiments envers vous. Dieu seul capable de
vous récompenser pour tout ce que vous avez fait pour nous.
A mes encadrants, s’il y a vraiment quelqu’un à remercier, ce seront
Mr. Mohammed SAFAR Et Mr. Issam HANAFI. Merci pour vos efforts très
louable.
A mes chers professeurs pour m’avoir généreusement fait profiter de
leurs connaissances.
A ma tante Sanae, pour son soutien, je lui souhaite le bonheur.
A tous mes amis, pour tous les instants inoubliables que j’ai passé
avec vous, en particulier mes camarades de la promotion du génie civile
2014.
A tous ceux qui me sont chers.
Je dédie cet humble travail.
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Remerciement
Au nom d’Allah le tout miséricordieux, le très miséricordieux. Ce travail, ainsi
accompli, n’aurait point pu arriver à terme, sans l’aide et le soutien et tout le guidage
d’Allah, louange au tout miséricordieux ; le seigneur de l’univers.
Nous tenons à remercier et à témoigner toute notre reconnaissance aux personnes
suivantes, pour l’expérience enrichissante et pleine d’intérêt qu’ils nous ont fait vivre
durant toute la période de notre projet de fin d’études: M. Mohammed SAFAR
ingénieur d’état et notre encadrant externe, qui était très généreux en conseils utiles
et en aide précieuse. M. Issam HANAFI, Au long de cette période, pour son soutien
et ses conseils constructifs, sans oublier sa participation effective au cheminement de
ce rapport.
Nous profitons de ces quelques lignes pour dire merci aux membres de jurys, à la
direction et à tout le corps professoral de l’ENSAH pour l’enseignement de qualité et
pour le cadre idéal dont nous avons bénéficié tout au long de notre cursus. Nous
remercions également avec dévouement nos familles et nos amis pour leur soutien
matériel et moral. Tout mot dit, nous ne les remercierons jamais assez.
Projet de fin d’étude
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Résumé
Dans ce projet de fin d’étude, nous nous sommes intéressés à l’étude d’un bâtiment qui se
compose d’un un rez-de-chaussée à usage commercial, quatre étage à usage bureautique et
quatre étages à usage habitation.
Cette étude se déroule sur trois parties :
- La première partie porte sur une présentation générale du projet, ainsi qu’une
conception architecturale décrivant les éléments constituants le projet.Ensuite le pré
dimensionnement et la descente de charge de la structure.
- La deuxième partie est destinée à l’étude des éléments résistants (poteaux, poutres,
semelles).
- La troisième partie est consacrée à l’étude des éléments secondaires (acrotère,
escaliers, ascenseur, dalles pleine).
- La dernière partie comprend l’étude sismique de la structure.
Le dimensionnement est fait conformément au BAEL 91, au RPS 2002 et SAP2000.
Mots clés : Bâtiment. BAEL91. RPS 2002. Béton.
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Sommaire
Dédicace
Remerciement
Introduction
Chapitre I : Présentation du projet
I-1. Présentation du bureau d’étude groupement des études techniques et de réalisations
« G.E.T.R »………………………………………………………..............................12
I-2. Présentation du projet………………………………………………………….….....13
I-2-1. Particularité du projet………………………………………………………...........13
I-2-2. Contexte du projet………………………………………………………………....14
Chapitre II : Conception du projet
II-1. Conception architecturale……………………………………………………….. ...15
II-1-1. Etapes de conception…………………………………………………………......15
II-1-2. Description du projet……………………………………………………………..16
a. La réalisation du croquis………………………………………………….........16
b. Description par étage…………………………………………………………..16
II-2. Conception parasismique……………………………………………………….......22
II-2-1. Système de portiques……………………...……………………………………...23
II-2-2. Système de refends………………………………………………………. ............23
II-2-3. Système mixte refends-portiques……………………………………………........23
II-3. Variantes de conception du projet…………………….…………………………….23
Chapitre III : Caractéristiques des matériaux
III-1. Béton………………………………………………………………………….......25
III-1-1.Principales caractéristiques et avantages de béton………………………......… .25
a. Résistance mécanique……………………………………………………… ...26
b. Les contraintes limites de compression du béton……………………………..26
III-2. Aciers……………………………………………………………………………...27
III-3. Combinaisons de calcul…………………………………………………………. .28
Chapitre IV : Pré dimensionnement et descente de charge des éléments porteurs
IV-1. Pré dimensionnement et surcharges sur les planchers…………………………….30
IV-1-1. Pré dimensionnement des planchers……………………………………………..32
a. Plancher à corps creux………………………………………………….............32
b. Plancher à dalles pleine………………………………………………………...33
IV-1-2. Evaluation des charges et surcharges sur les planchers………………………....34
a. Charges permanentes…………………………………………………........... .34
b. Charges d’exploitation………………………………………………………...35
IV-2. Pré dimensionnement et descente de charge des poutres……………………….....35
IV-2-1. Pré dimensionnement des poutres…………………………………………….....35
a. Poutres isostatiques…………………………………………………………...35
b. Poutres continues……………………………………………………...............35
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IV-2-2. Descente de charges des poutres ……………………………………………......36
a. Poids propre…………………………………………………………………...36
b. Transmission des charges des planchers aux poutres « Méthodes des surfaces
tributaires »…………………………………………………………................37
c. Charges concentrées…………………………………………………………..37
IV-3. Pré dimensionnement et descente de charges des poteaux………………………..40
IV-3-1.Descente des charges des poteaux…………………………………….................40
IV-3-2. Pré dimensionnement des poteaux……………………………………………....42
IV-4. Pré dimensionnement des semelles……………………………………..................44
Chapitre V : Dimensionnement des éléments porteurs
V-1. Dimensionnement des poteaux………………………………………………….....46
V-1-1. Armatures longitudinales des poteaux…………………………………………..46
V-1-2. Armatures transversales des poteaux…………………………………………....46
V-2. Dimensionnement des poutres……………………………………………………..48
V-2-1. Choix de la méthode de calcul des moments…………………………………....48
a. La méthode de Caquot-domaine de validité…………………………………...49
b. La méthode forfaitaire-domaine de validité…………………………………...49
V-3. Dimensionnement des semelles………………………………………….................65
Chapitre VI : Etude des éléments secondaires
VI-1. Introduction………………………………………………. ……............................68
VI-2. Etude de l’acrotère………………………………………………….......................68
a. Calcul des sollicitations………………………………………………………...69
b. Calcul de l’excentricité………………………………………………………....69
c. Détermination du ferraillage…………………………………………………...70
VI-3. Etude des escaliers………………………………………………………………...74
VI-3-1. Introduction……………………………………………………………..............74
VI-3-2. Descente de charge……………………………………………………………...74
VI-3-3. Dimensionnement……………………………………………………….............75
VI-4. Etude de la poutre palière……………………………………………………….....81
VI-4-1. Pré dimensionnement…………………………………………………………....82
VI-4-2. Evaluation des charges…………………………………………………………..82
VI-5. Etude de la dalle machine……………………………………………………….....85
VI-5-1. Introduction……………………………………………………………………...85
VI-5-2. Dimensionnement…………………………………………………………….....85
a. La détermination des charges et surcharges…………………………………..85
b. Calcul des sollicitations…………………………………………………….....86
c. Ferraillage en travée…………………………………………………..............86
d. Ferraillage en appuis………………………………………………………......87
e. Calcul des armatures transversales…………………………………………....87
VI-6. L’ascenseur……………………………………………………………………......89
VI-6-1. Introduction…………………………………………………………………......89
VI-6-2. Etude de l’ascenseur …………………………………………………………....89
a. Calcul de la charge de rupture…………………………………………….......90
b. Vérification de la dalle au pincement……………………………………........91
c. Evaluation des moments dus aux charges concentrées…………………….....92
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d. Evaluation des moments dus aux charges réparties………………………......93
e. Les moments appliqués à la dalle………………………………………….....94
f. Calcul du ferraillage de la dalle……………………………………………....94
VI-7. Les dalles pleines…………………………………………………………..…......100
Chapitre VII : Etude sismique
VII-1. Introduction……………………………………………………………………...104
VII-2. Règlement parasismique marocain…………………………………...………....104
VII-3. Conception parasismique………………………………………………….....….104
VII-4. Méthode de calcul…………………………………………………………..........105
VII-4-1. La méthode sismique équivalente……………………………………………..105
a. Principe…………………………………………………………………….105
b. Modélisation……………………………………………………………….106
c. Condition d’application de la méthode statique équivalente………………106
VII-4-2. Méthode modale spectrale…………………………………………………….107
VII-5 : Hypothèses de calcul sismique…………………………………………………108
VII-5-1 : Vérification de la régularité………………………………………………….108
VII-5-2 : Données sismique……………………………………………………………108
VII-5-3 : Résultats de calcul sismique…………………………………………………108
a. Force sismique horizontale équivalente…………………………………....108
b. Force sismique latérale équivalente………………………………………..109
Conclusion générale
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Liste des tableaux
Chapitre I : Présentation générale du projet
Tableau I-1 : Caractéristiques géométriques………………………………………………............16
Chapitre IV : Pré dimensionnement et descente de charge des éléments porteurs
Tableau IV-1 : Les types des hourdis……………………………………………………………...34
Tableau IV-2 : Valeurs des charges pour les éléments courants…………………………………..35
Tableau IV-3 : Revêtement terrasse……………………………………………………………….36
Tableau IV-4 : Revêtement étage courant…………………………………………………………36
Tableau IV-5 : Charge d’exploitation……………………………………………………………..36
Tableau IV-6 : Récapitulatif à l’ELU des charges de la poutre A1A2A3A4A5A6A7…………….....40
Tableau IV-7 : Récapitulatif à l’ELS de la poutre A1A2A3A4A5A6A7………………………….....40
Tableau IV-8 : Récapitulatif à l’ELU de la poutreA1A2A3A4A5A6A7………………………….....41
Tableau VI-9 : Récapitulatif à l’ELS de la poutre A1A2A3A4A5A6A7……………………………41
Chapitre V : Dimensionnement des éléments porteurs
Tableau V-1 : Récapitulatif des moments sur appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7……………55
Tableau V-2 : Récapitulatif des moments en travée de la poutre A1A2A3A4A5A6A7………….....58
Tableau V-3 : Calcul des efforts tranchants sur appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7……….....59
Tableau V-4 : Ferraillage en appuis à l’ELU de la poutre axe A du plancher haut Rez de
chaussée…………………………………………………………………………………………....61
Tableau V-5 : Ferraillage en travée à l’ELU de la poutre axe A du planchez haut Rez de
chaussée…………………………………………………………………………………………....61
Tableau V-6 : Résultats de pré dimensionnement des travées de la poutre
A1A2A3A4A5A6A7………………………………………………………………………………....62
Tableau V-7 : Résultats de pré dimensionnement des appuis de la poutre
A1A2A3A4A5A6A7………………………………………………………………………………....62
Tableau V-8 : Résultats de dimensionnement des semelles……………………………………….67
Tableau V-9 : Vérification de la contrainte du sol (σsol=0,2 Mpa)………………………………..68
Chapitre VI : Etude des éléments secondaires
Tableau VI-1 : Ferraillage à l’ELU d’une volée d’escalier au niveau 1er étage…………………...81
Tableau VI-2 : Récapitulatif pour la vérification à l’ELS………………………………………....82
Tableau VI-3 : Ferraillage à l’ELU de la poutre palière…………………………………………..84
Tableau VI-4 : Récapitulatif pour la vérification à l’ELS………………………………………...85
Tableau VI-5 : Récapitulatif des résultats de ferraillage en travée (sens Lx)……………………..88
Tableau VI-6 : Récapitulatif des résultats de ferraillage en travée (sens Ly)……………………..88
Tableau VI-7 : Récapitulatif des résultats de ferraillage en appuis ……………………………....88
Tableau VI-9 : Les moments isostatiques des rectangles à ELU………………………………….90
Tableau VI-10 : Les moments isostatiques à ELS………………………………………………...91
Tableau VI-11 : Les valeurs du coefficient α…………………………………………………….100
Tableau VI-12 : Diamètre des armatures transversales…………………………………………..105
Chapitre VII : Etude sismique
TableauVII-1: Résultats du Poids des différents niveaux………………………………………109
Tableau VII-2 : Force sismique latérale……………………...……………………………….109
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Liste des figures
Chapitre III : Caractéristiques des matériaux
Figure III-1 : Diagramme contraintes-Déformation de béton…………………………………….28
Figure III-2 : Diagramme contraintes-Déformation d’acier……………………………………....29
Chapitre IV : Pré dimensionnement et descente de charge des éléments porteurs
Figure IV-1 : La surface intervenant au calcul de la descente de charge d’un poteau………….....41
Chapitre V : Dimensionnement des éléments porteurs
Figure V-1 : Schéma du ferraillage du poteau P6…………………………………………………49
Figure V-2 : Cas de chargement pour moment maximal sur appuis………………………………51
Figure V-3 : Cas de chargement pour moment maximal en travée………………………………..51
Figure V-4 : Cas de chargement pour effort tranchant extrême sur appuis……………………….53
Figure V-5 : Ferraillage de la poutre A1A2A3A4A5A6A7……………………………………….65
Figure V-6 : Schéma du ferraillage de la semelle S6……………………………………………...67
Chapitre VI : Etude des éléments secondaires
Figure VI-1: Dimensions de l’acrotère…………………………………………………………....68
Figure VI-2 : Section de calcul d’acrotère………………………………………………………...69
Figure VI-3 : Ferraillage de l’acrotère…………………………………………………………….73
Figure VI-4 : Eléments d’escaliers………………………………………………………………..74
Figure VI-5 : Ferraillage d’un volée d’escalier …………………………………………………...81
Figure VI-6 : La poutre palière……………………………………………………………………81
Figure VI-7 : Ferraillage de la poutre palière……………………………………………………..85
Figure VI-8 : Schéma de la dalle machinerie……………………………………………………..89
Figure VI-9 : Schéma d’ascenseur mécanique……………………………………………………90
Figure VI-10 : Ferraillage d’ascenseur…………………………………………………………..100
Figure VI-11: Ferraillage de la dalle pleine……………………………………………………...103
Projet de fin d’étude
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Notations
G Action permanente
Q Action d’exploitation
σbc Contrainte admissible du béton
σs Contrainte admissible d’acier
τu Contrainte ultime du cisaillement
σbc Contraintedu béton
σs Contrainte d’acier
τu Contraintede cisaillement
fcj Résistance à la compression
ftj Résistance à la traction
fc28 Résistance caractéristique à 28 jours
Ast Section d’armature
Ar Armature de répartition
γb Coefficient de sécurité béton
γs Coefficient de sécurité d’acier
θ Coefficient d’application
η Facteur de correction d’amortissement
µbu Moment ultime réduit
α Positon relative de la fibre neutre
Z Bras de Levier
d Distance séparant entre la fibre la plus comprimée et les armatures inférieures
d’ Distance entre les armatures et la fibre neutre
Br Section réduite
M Moment fléchissant
V Effort tranchant
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Introduction
Le Génie civil représente l'ensemble des techniques concernant les réalisations et les
constructions civiles.
Les ingénieurs civils ou ingénieurs en génie civil s’occupent de la conception, de la
réalisation, de l’exploitation et de la réhabilitation des ouvrages de construction et
d’infrastructures dont ils assurent la gestion afin de répondre aux besoins de la société, tout en
assurant la sécurité du public et la protection de l’environnement.
Très variées, leurs réalisations se répartissent principalement dans cinq grands domaines
d’intervention : structures, géotechnique, hydraulique, transport et environnement.
A ce titre, le projet de fin d’étude a pour but de confronter l’apprentissage théorique avec
une application dans la réalité, il sert également à apprendre et maîtriser les ficelles du métier au
sein d’une équipe et se familiariser avec les données des établissements.
En outre, il permet d’acquérir les différentes qualités qu’on doit avoir afin de progresser et
de préparer sa future carrière, aussi il permet d’apprendre l’utilité du travail en groupe et
l’importance des relations humaines concernant le contact de l’ingénieur vis-à-vis les techniciens et
ses autres collègues.
D’ailleurs, ce rapport traduit les résultats des différentes activités, recherches et études pour
la réalisation du projet de fin d’étude dont le thème est : « Conception architecturale et
Dimensionnement d’un immeuble R+8 à usage multiple » manuellement.
Ce mémoire est composé de six chapitres :
Le premier chapitre entame une présentation générale du projet, du bureau d’étude et des
différentes phases d’élaboration du projet.
Le deuxième chapitre présente une conception détaillée du projet, contenant une conception
architecturale et une conception parasismique.
Le troisième chapitre consiste à la présentation des caractéristiques des matériaux.
Le quatrième chapitre présente le pré dimensionnement et descente de charge des éléments
porteurs (tel que les poteaux et les poutres).
Le cinquième chapitre portera sur le dimensionnement des éléments porteurs (Poutres,
semelles, poteaux).
Le sixième chapitre présente l’étude des éléments secondaires (L’acrotère, les escaliers,
l’ascenseur et les dalles pleines).
Le septième chapitre est consacré à l’étude sismique de la structure.
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Chapitre I : présentation générale du projet.
I-1. Présentation générale du bureau d’études groupement des études
techniques et de réalisations ’’G.E.T.R’’.
Le bureau d’études (Groupement des études techniques et de réalisations) (B.E.T./G.E.T.R S.A.R.L)
au capital de 1.000.000 Dhs a été créé en 1989.
C’est un bureau d’études pluridisciplinaire dans le domaine du bâtiment et du génie civil ; ce qui
leur a permis de participer à la réalisation d’une centaine de projets différents, allant des habitations
individuelles ou collectives, passant par des complexes balnéaires et finissant par des établissements
publics avec de multiples ministères.
Il faut noter surtout que ces réalisations s’étalent sur tout le territoire national.
Ses champs d’activités se présentent dans plusieurs domaines :
Etudes des structures (Béton Armé et charpente métallique) ;
Surveillance et coordination des travaux ;
Expertise des structures en Béton Armé ;
Métré tous corps d’état ;
Etablissement des dossiers d’adjudication et d’appel d’offre ;
Intervention pour réfection, restauration et modification des bâtiments existants.
Les moyens humains du bureau d’études se limitent à un directeur général, deux ingénieurs d’état
et 3 techniciens / dessinateur projeteur qualifiés et une secrétaire.
I-2. Présentation du projet :
I-2-1. Particularité du projet :
Au fil du temps le domaine du bâtiment ne cesse de progresser ; les projets acquièrent de
l’ampleur et deviennent de plus en plus nombreux.
Il est devenu l’un des principaux secteurs pour chaque pays et dont l’évolution reflète d’une grande
partie le développement du pays en question, les techniques de construction pour leur part,
s’enrichissent d’innovations et de nouveautés dans le domaine du bâtiment dérivant d’une bonne
maitrise des caractéristiques des matériaux et des différentes découvertes au niveau des instruments
de travail.
Cette évolution est devenue importante d’avantage surtout avec l’essor de ce secteur et
l’obligation de réaliser les projets dans le délai le plus bref et avec les moindres ressources devient
contraignante.
Projet de fin d’étude
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De nos jours, les grands projets de bâtiment cherchent à maximiser les distances entre poteaux
afin d’aménager le maximum d’espace dans chaque étage tout en essayant de répondre à l’esthétique
moderne concernant les légères retombées de poutres et le passage aisé des canalisations, d’où
l’intérêt des plancher-dalles.
Aussi, l’essor du domaine du BTP avait mené à des projets partout même sur des terrains qui
présentent quelques difficultés comme la faiblesse de leurs caractéristiques ou la présence d’une
nappe pas assez profonde ou encore remédier aux poussées des terres exercées par le sol au niveau
des sous-sols de bâtiments.
Tous ces aspects ont été rencontrés dans ce projet d’envergure englobant 8 étages avec un Rez-
de-chaussée et où des solutions ont été proposées et étudiées.
I-2-2. Contexte du projet :
Le projet étudié est un immeuble, de 383 m² de surface de plate-forme, il possède une largeur de
18,60m du côté façades avant et arrière et une longueur de 20,60m du côté semi aveugle de
l’immeuble situé à «ABDEL MOMEN » CASABLANCA.
L’architecte nous a permis, après avoir réalisé un croquis à la main levé, de saisir à l’échelle la
réalisation sur Autocade.
a. Les caractéristiques géométriques :
En plan
Longueur des étages courants 23.10m
Largeur des étages courants 18.7 m
Longueur du RDC 20.7 m
Largeur du RDC 18.7 m
En élévation
Hauteur du RDC 4 m
Hauteur des étages courants 3 m
Tableau I-1: caractéristiques géométrique.
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Chapitre II : Conception du projet
La conception de l’ouvrage est la phase la plus importante dans l’étude d’une construction,
elle consiste dans le choix de la structure la plus optimale, c’est-à-dire celle qui respecte le plus, les
exigences du maitre d’ouvrage, de l’architecte et du bureau de contrôle, tout en gardant une structure
bien porteuse, facile à exécuter et moins couteuse sur le plan économique. Aussi, le respect des
normes qui réglementent le type de la structure étudiée est indispensable.
II-1. Conception architecturale :
II-1-1. Etapes de conception :
La conception se base sur les plans d’architecte, ces plans sont donnés ou reproduits sur AUTOCAD
pour faciliter la manipulation.
En général les étapes à suivre dans cette phase sont :
Vérifier la faisabilité du projet ;
S’assurer que les plans respectent les fonctions prévues pour la construction ;
Respecter les normes et les règles qui régissent une telle construction ;
Vérifier la conformité entre les niveaux de la structure ;
Chaîner les poteaux ;
S’assurer que les dalles et les poutres sont bien appuyées ;
Pré-dimensionner les éléments (dalles, poutres, poteaux et voiles) ;
Renommer les niveaux ainsi que leurs éléments ;
Définir les dalles et indiquer leur sens de portée ;
Tracer les axes verticaux et horizontaux des poteaux et donner la cotation entre axes ;
Dessiner le plan de coffrage.
II-1-2. Description du projet :
a. La réalisation du croquis :
L’immeuble dispos d’un espace magasin au RDC, d’un espace bureau du 1er au 4éme étage
puis d’un espace habitation du 5éme au 8éme étage.
La principale caractéristique de ce bâtiment est sa symétrie suivant les axes X et Y passant
respectivement par le milieu des cotés aveugles et des façades.
Comme l’immeuble ne possède pas assez d’éclairage et d’aération, un patio de 5,40m par 10,13m
de long est mis en place entouré d’un garde-corps de 120 cm de hauteur, ceci rajoutera un aspect
esthétique à ce bâtiment.
Projet de fin d’étude
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L’épaisseur des murs extérieurs et des cloisons (séparatives de distributions) est de 20 cm.
Les cages d’escaliers et d’ascenseurs sont situées en plein milieu des deux façades, sachant
que l’escalier est construit tout autour de l’ascenseur.
Exception faite au RDC ou la cage d’escalier n’est située que du côté façade arrière du bâtiment,
car la façade avant dispose de deux entrées principales donnant accès au hall d’entrée.
Un auvent de 120cm de portée a été mis en place aussi au niveau de l’accès principal, reposant sur
2 poteaux de 25 cm.
Concernant les cotations, l’unité objet utilisée est le cm.
Projet de fin d’étude
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b. Description par étage :
o Le Rez- de- chaussée :
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Le Rez-de-chaussée est constitué de 4 espaces magasins identiques deux à deux ; le
premier orienté vers la façade avant possédant une surface de 50m² et le deuxième type possédant
une surface de 56m².
Il se compose aussi de deux W.C ; un pour homme et l’autre pour femme.
La cage d’escalier arrière débute dès le rez-de-chaussée, tandis que la cage d’escalier avant ne
commence qu’à partir du premier étage.
Deux gaines techniques, à cheval entre les deux types de magasins, se raccordant directement au
système externe, pour l’évacuation des eaux usées.
Le patio, représente normalement un patio dessiné en trait discontinu pour montrer les trémies de
l’étage dessus Nous avons essayé d’être conformes aux réglementations, que constituent les espaces
magasins.
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o Du 1er au 4éme étage:
Les quatre premiers étages sont des locaux de type bureaux. L’aménagement mobilier à l’intérieur
des locaux est à la charge du client.
L’immeuble est composé de huit bureaux par étage, d’une superficie variant de 25 m² à 36 m² avec
des W.C dans chacun des locaux.
Les cages d’escaliers et d’ascenseurs sont visibles sur le plan ci-dessus et constituent une continuité
entre les étages.
On voit, très clairement, la trémie mise en place de dimensions (10,13 m par 5,40m) placée en plein
centre du bâtiment, permettant l’aération et l’éclairage naturel. Des extensions de dalles en consoles
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ont été rajoutées dès le premier étage, afin de maximiser les gains de surfaces et rentabiliser, le plus,
le coût de la construction.
Des locaux de ce genre se vendent au prix du m² de surface.
o Du 5éme au 8éme étage :
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Les quatre derniers étages sont réservées pour des locaux de type habitations, L’aménagement du
mobilier, tels que les placards et kitchenettes, à l’intérieur des locaux nous est permis, afin d’attirer
les clients à l’achat de ces petites surfaces. Pour simple information, ce type de bâtiment comporte
des locaux qui peuvent se vendre à plus de 30 000 dhs/m², s’ils sont placés à des endroits stratégiques
à Casablanca.
Les cages d’escaliers et d’ascenseurs sont visibles sur le plan ci-dessus et constituent une continuité
entre les étages.
o Façades :
L’entrée principale dispose de deux escaliers ainsi l’altitude au niveau du dallage devient +0.28 m
tandis que les entrées de magasins disposent de deux escaliers aussi dont la hauteur de marche
diffère et l’altitude au-dessus du dallage devient +0.32m sachant que le niveau +0.00 est celui du
terrain naturel.
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o Plans, coupes et détails :
La toiture terrasse est composée d’un acrotère de 50 cm de hauteur faisant tout le périmètre
du bâtiment, et d’un cloisonnement permettant l’accès à la toiture par les escaliers.
Le contrôle de l’eau se fait grâce à un système de pente à 2% conduisant l’eau vers les deux gaines
techniques qui descendent directement aux étages inférieurs.
En ce qui concerne la coupe A-A, on représente principalement le raccord entre étage, illustré
d’escaliers et d’ascenseur.
L’escalier au RDC possède un giron de 30 cm pour 17,5cm de hauteur de marche (C’est une
limite maximale pour une hauteur).
L’escalier aux étages courants possède un giron de 30cm pour 15cm de hauteur de marche.
Terrasse Coupe A-A
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II-2. Conception parasismique :
Toute conception visant le contreventement d’un bâtiment vis-à-vis des efforts sismiques doit
appartenir aux trois variantes ci-dessous :
II-2-1. Système de portiques :
Les portiques en béton armé, utilisés fréquemment entre les deux guerres mondiales, ont connu un
essor remarquable après la découverte de méthodes de calcul simplifiées. Cette structure continue à
être utilisée pour des immeubles de faible et moyenne hauteur ; cependant elle devient onéreuse et
de conception lourde pour des bâtiments de plus de 10 à 15 niveaux.
II-2-2. Système de refends :
Au fur et à mesures que la nécessité de construire des immeubles de plus en plus hauts se faisait
sentir, les portiques ont commencé à être remplacés par des refends disposés au droit des cages
d’escalier et des ascenseurs. Les refends linéaires se sont avérés satisfaisants de point de vue
économique pour des immeubles ne dépassant pas 20 à 25 niveaux.
II-3-3. Système mixte refends-portiques :
Dans les projets de bâtiments, on combine souvent entre les deux systèmes de
contreventements précédents, le besoin de locaux de grandes dimensions, le souci d’économie,
exclut fréquemment l’emploi de voiles seuls. On peut dans ce cas associer avantageusement des
voiles à des portiques.
L’interaction des deux types de structure produit par conséquent un effet de raidissage
favorable et un intérêt primaire du bâtiment. Les éléments structuraux (poutres, poteaux) peuvent
être choisis pour constituer une structure secondaire, ne faisant pas partie du système résistant aux
actions sismiques ou alors marginalement.
Ainsi, un bâtiment à noyaux de béton peut avoir pour structure primaire ces noyaux et pour
structure secondaire toute l’ossature, poutres et poteaux, disposée autour des noyaux. La résistance
et la rigidité des éléments secondaires vis-à-vis des actions sismiques doivent être faibles devant la
résistance et la rigidité des éléments de la structure primaire. La structure secondaire doit toutefois
être conçue pour continuer à reprendre les charges gravitaires lorsque le bâtiment est soumis aux
déplacements causés par le séisme.
Projet de fin d’étude
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II-4. Variantes de conceptions du projet :
Il existe toujours plusieurs variantes dans la conception d’un projet, mais laquelle choisir ? Et quelles
sont les paramètres à respecter ?
Vu la taille de notre bâtiment et donc l’importance des charges supportées, on a opté pour un
système de contreventement mixte ; ce qui suppose une bonne réflexion sur l’implantation des
poteaux et surtout des voiles pour assurer un meilleur contreventement de la structure.
Projet de fin d’étude
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Chapitre III : Caractéristiques des matériaux.
III-1. Béton :
Le béton est un matériau constitué par le mélange du ciment, granulats (sable, gravillons) et d’eau
de gâchage, Le béton armé est obtenu en introduisant dans le béton des aciers(Armatures) disposés
de manière à équilibrer les efforts de traction.
La composition d’un mètre cube du béton est la suivante :
- 350 kg de ciment CEM II/ A 42,5 ;
- 400 L de sable Cg ≤ 5 mm ;
- 800 L de gravillons Cg ≤ 25 mm ;
- 175 L d’eau de gâchage.
La fabrication des bétons est en fonction de l’importance du chantier, elle peut se former soit par
une simple bétonnière de chantier, soit par l’installation d’une centrale à béton. La centrale à béton
est utilisée lorsque les volumes et les cadences deviennent élevés, et la durée de la production sur
un site donné est suffisamment longue.
III-1-1. Principaux caractéristiques et avantages de béton:
La réalisation d’un élément d’ouvrage en béton armé, comporte les 4 opérations :
- Exécution d’un coffrage (moule) en bois ou en métal ;
- La mise en place des armatures dans le coffrage ;
- Mise en place et « serrage » du béton dans le coffrage ;
- Décoffrage « ou démoulage » après durcissement suffisant du béton.
Les principaux avantages du béton armé sont :
- Economie : le béton est plus économique que l’acier pour la transmission des efforts de
compression, et son association avec les armatures en acier lui permet de résister à des
efforts de traction ;
- Souplesse des formes, elle résulte de la mise en œuvre du béton dans des coffrages auxquels
on peut donner toutes les sortes de formes ;
- Résistance aux agents atmosphériques, elle est assurée par un enrobage correct des
armatures et une compacité convenable du béton ;
- Résistance au feu : le béton armé résiste dans les bonnes conditions aux effets des incendies ;
- Fini des parements : sous réserve de prendre certaines précautions dans la
réalisation des coffrages et dans les choix des granulats. En contrepartie, les
risques de fissurations constituent un handicap pour le béton armé, et que le
Projet de fin d’étude
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retrait et le fluage sont souvent des inconvénients dont il est difficile de palier
tous les effets.
a- Résistance mécanique :
Résistance caractéristique à la compression :
Le béton est caractérisé par sa bonne résistance à la compression, cette résistance est mesurée par la
compression axiale d’un cylindre droit de 200 cm² de section.
Lorsque les sollicitations s’exercent sur le béton à un âge de « j » jours inférieur à 28 jours. On se
réfère à la résistance fcj. Obtenu au jour considéré, elle est évaluée par la formule :
fcj= j
a+bj ×fc28
Pour :
fc28 ≤ 40 Mpa a = 4,76 et b = 0,83
40 ≤ fc28 ≤ 60 Mpa a = 1,40 et b = 0,95
Pour j ≥ 60 jours fcj = 1,1 fc28
Pour notre étude on prend fc28 = 25Mpa.
Résistance caractéristique à la traction :
Cette résistance est définit par la relation ftj= 0,6 + 0,06 fcj.
Cette formule n’est valable que pour les bétons courants dont la valeur de fcj ne dépasse pas 60 Mpa.
Pour fc28 = 25 Mpa d’où ft28 = 2,1 Mpa.
b- Les Contrainte Limites de compression du béton :
En se référant au règlement du BAEL. 91 on distingue deux états limites.
Etat limite ultime « E.L.U » :
La contrainte ultime du béton en compression est donnée par :
σbc= 0,85×fc28
θ𝛾𝑏
Avec :
γb : Coefficient de sécurité tel que : γb=1,5 cas des actions courantes.
Projet de fin d’étude
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Figure III-1 : Diagramme contraintes-Déformation de béton.
Etat limite de service « E.L.S » :
La contrainte limite de service en compression du béton est limitée par la formule :
σbc=0,6×fc28 .
Contrainte limite de cisaillement :
Pour ce projet la fissuration est peu nuisible car le milieu est non agressive : pas trop d’humidité, de
condensation, et faible exposition aux intempéries donc la contrainte limite de cisaillement prend la
valeur suivante :
τu≤ min (0,2fcj
γb; 5Mpa) τu= min (3,33; 5) Mpa=3,33Mpa.
III-2. Aciers :
Le matériau acier est un alliage Fer+Carbone en faible pourcentage. Les aciers pour béton armé sont
ceux de :
Nuance douce pour 0,15 à 0,25% de carbone ;
Nuance mi- dure et dure pour 0,25 à 0,40% de carbone ;
Dans la pratique on utilise les nuances d’acier suivantes : Acier naturel FeE215 FeE235 ;
Treillis soudés de maille 150 x 150 mm² avec Φ = 3,5mm ;
Le caractère mécanique servant de base aux justifications est la limite d’élasticité ;
Le module d’élasticité longitudinal de l’acier est pris égale à : Es = 200 000 MPa.
- Contrainte limite de l’acier :
Contraintes limites à l ’ELU :
La contrainte limite ultime d’acier est limitée par la formule :
σs =fe
γs.
1
Projet de fin d’étude
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Avec :
γs : Coefficient de sécurité tel que : γs = 1.15 en situation courante ;
Donc : σs= fe
γs =
500
1,15 = 434.78Mpa.
Figure III-2 : Diagramme contraintes-Déformation d’acier.
Contrainte limite de service :
Les contraintes limites de l’acier S sont données en fonction de l’état limite d’ouverture des fissures.
La fissuration est peu nuisible donc pas de vérification concernant la contrainte limite de service.
III-3. Combinaison de calcul :
Les sollicitations sont calculées en appliquant à la structure les combinaisons d’actions définies ci-
après :
La combinaison de calcul à l’état limite : Pu = 1,35 G + 1,5 Q.
Les combinaisons de calcul à l’état limite service: Ps = G + Q.
Avec :
G : Charge permanente.
Q : Charge d’exploitation.
Les règlements utilisés :
B.A.E.L 91 Modifié 99 pour le calcul de la structure.
R.P.S 2002 pour la vérification des dimensions et la disposition de
ferraillage.
Projet de fin d’étude
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Hypothèses de calcul en béton armé :
Calcul aux états limites de services :
- Les sections planes, normales à la fibre moyenne avant déformation restent
planes après déformation ;
- Pas de glissement relatif entre le béton et l’acier ;
- Le béton tendu est négligé dans les calculs ;
- Les contraintes sont proportionnelles aux déformations ;
- Le rapport « n » du module d’élasticité longitudinale de l’acier à celui du
béton, a pour valeur : n =Es
Eb= 15.
Calcul aux états limite ultimes de résistance :
- Les sections planes, normales à la fibre moyenne avant
déformation restent planes après déformation ;
- Le béton tendu est négligé dans les calculs ;
- Le raccourcissement relatif de l’acier est limite à : 10‰ ;
- Le raccourcissement ultime du béton est limité à
εbc= 3.5 ‰ ……………… en flexion.
εbc= 2 ‰ ……………….. en compression centrée.
Projet de fin d’étude
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Chapitre IV: Pré-dimensionnement et descente de
charge des éléments porteurs.
IV-1. Pré-dimensionnement et surcharges sur les planchers :
IV-1-1. Pré-dimensionnement des planchers :
Nous avons remarqué que dans 80% des chantiers, les dalles de type hourdis sont souvent utilisées,
alors que les dalles pleines, sont plutôt utilisées comme dalles en consoles ou bien dalles jouant le
rôle de contrepoids afin d’équilibrer ces consoles.
a- Plancher à corps creux :
Le plancher à corps creux est constitué par des dalles en corps creux (corps creux, poutrelles et dalle
de compression) en assurant une rigidité du diaphragme horizontal et une sécurité contre les
incendies, ce type de planchers a été choisi en raison aussi des portées qui ne sont pas importantes.
Ce type de planchers présente :
- une facilité de réalisation ;
- une réduction du poids du plancher et par conséquent l’effet sismique ;
- une économie du coût de coffrage (coffrage perdu constitué par les poutrelles et les corps
creux).
On distingue différents types du plancher et qui sont :
Tableau IV-1 : les types des hourdis.
Type hourdis : corps creux Charges : KN/m²
(12+4) 2,40
(12+5) 2,65
(15+4) 2,60
(16+4) 2,65
(17+4) 2,90
(20+4) 3,00
(20+5) 3,25
(22+4) 3,35
(22+5) 3,60
(25+5) 4,15
(30+4) 4,75
Projet de fin d’étude
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D’après les règles du B.A.E.L 91 mod 99, on doit vérifier la condition de la flèche suivante :
Ht/L ≥ 1/22.5 Avec:
Ht : l’épaisseur du plancher ;
L : étant la largeur le plus grand des planchers suivant le sens des poutrelles.
Application sur le projet :
Plancher haut RDC :
Ht ≥ 5,2
22,5= 0.23 donc on prend Ht=25cm soit un plancher de 20+5.
Plancher haut étage courant :
Ht≥ 5,2
22,5= 0.23 donc on prend Ht=25cm soit une plancher de 20+5.
b- Plancher à dalle pleine :
Comme cela a été mentionné avant les dalles pleines sont souvent utilisées pour les consoles, on les
dimensionne de la manière suivante :
Les dalles reposant sur quatre appuis, ou on a Lx/Ly> 0,4.
Dans ce cas la hauteur de la dalle sera : Lx/40≤ Ht ≤ Lx/35
Les dalles reposant sur 2 appuis où on a Lx/Ly < 0,4.
Dans ce cas la hauteur de la dalle sera : Lx/35≤ Ht ≤ Lx/30
Avec :
Lx: la plus petite dimension de la dalle.
Ly: la plus grande dimension de la dalle.
Application sur le projet :
Dalle pleine au niveau du plancher Rez de chaussée :
On a Lx = 100cm et Ly = 500cm.
Lx/Ly= 0,2< 0.4, alors la dalle reposant sur deux appuis.
Donc on aura : 100/40=2.5cm ≤ Ht ≤ 100/35=2,85cm. Soit Ht=3cm.
Selon les règles du B.A.E.L91 l’épaisseur du plancher doit être supérieur ou égale à 12 cm pour
obtenir une bonne isolation acoustique et thermique on maintient donc l’épaisseur Ht=14cm.
IV-1-2. Evaluation des charges et surcharges sur les planchers :
a- Charges Permanentes :
Les charges permanentes sont en KN/m² pour les charges surfaciques et en KN/ml pour les charges
linéaires.
Projet de fin d’étude
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Tableau IV-2 : valeurs des charges pour les éléments courants.
Tableau IV-3: Revêtement terrasse.
N.B :L’acrotère est un élément structural contournant le bâtiment conçu pour la protection de ligne
conjonctif entre lui-même et la forme de pente contre l’infiltration des eaux pluviales.
Revêtement en carrelage (2cm) 1 KN/m²
Mortiet de pose (2cm) 0,10 KN/m²
Couche de sable (2cm) 1,76 KN/m²
Enduit de plâtre (2cm) 0,2 KN/m²
Cloisons légére 0,2 KN/m²
Tableau IV-4: Revêtement étage courant.
b- charges d’exploitation :
Toiture terrasses inaccessible 1,00 KN/m²
Commerce 5,00 KN/m²
Bureaux 2,50 KN/m²
Habitation 1,75 KN/m²
Tableau IV-5: charge d’exploitation.
Hourdis 12+4 2,40 KN/m²
Hourdis 16+4 2,65 KN/m²
Hourdis 20+5 3,25 KN/m²
Hourdis négatif 25cm 4,65 KN/m²
Dalle pleine 12 cm 3,00 KN/m²
Dalle pleine 14 cm 3,50 KN/m²
Dalle pleine 15 cm 3,75 KN/m²
Gravillon de protection 1 KN/m²
Etanchéité multicouche 0,10 KN/m²
Forme de pente (8cm) 1,76 KN/m²
Isolation thermique (5cm) 0,2 KN/m²
Enduit de plâtre (2cm) 0,2 KN/m²
Acrotère 1,437 KN/m²
Projet de fin d’étude
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IV-2. Pré-dimensionnement et descente de charge des poutres :
IV-2-1. Pré-dimensionnement des poutres :
a. Poutres isostatiques :
La hauteur h de la poutre doit vérifier la condition de la flèche suivante :
L/15 ≤ h ≤ L/10.
On adopte pour :
Les poutres trop chargée : L/10 ;
Les poutres moyennement chargée : L/12 ;
Les poutres peu chargée : L/15.
a- Les poutres continues :
La hauteur h doit vérifier la condition de la flèche suivante :
Lmax/16 ≤ h ≤ Lmax/12.
Le rapport hauteur largeur doit être : b/h ≥ 0,25.
La largeur de la poutre doit être : b ≥ 200 mm.
Avec :
h: hauteur de la poutre ;
b: Largeur de la poutre ;
Lmax : la plus grande longueur de la portée entre axes d’appuis.
Application sur le projet :
- La poutre continue N16 (25×40) du plancher étage courant :
Lmax/16 ≤ h ≤ Lmax/12 avec Lmax= 372 cm
La poutre est chargée donc : h=Lmax/12=372/12=31cm.
On adopte une hauteur de h=40cm
La largeur de la poutre selon le RPS2002 :
b≥200mm on prend b=25cm
b/h=0.71>0.25 c’est vérifié donc prenant N16 (25×40).
- La poutre isostatique N4 (25×35) du plancher haut étage courant :
L/15≤ h ≤ L/10 avec L=520 cm
La poutre est non chargée donc : h= l/15=520/15= 34.66cm
Donc on adopte une hauteur de h=45cm
b≥200mm on prend b=25cm
b/h=0.55>0.25 c’est vérifié donc prenant N4 (25×45).
Projet de fin d’étude
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IV-2-2. Descente de charges des poutres :
Les poutres ont comme charges leurs poids propres, les charges de planchers, des murs et
éventuellement les charges ponctuelles créés par des poutres secondaires lorsque celles-ci sont
principales.
a- Le poids propre :
Le poids volumique considéré pour le béton est de 25 KN/m. La hauteur « h » des poutres est prise
entre 1/ 12éme et 1/16éme de la portée, La largeur « b » des poutres est en général égale à 25 cm,
sauf pour les radiers où l’épaisseur est fixé à 30 cm pour les poutres dont la hauteur n'excède pas
70cm.
Poids propre = 25 × h × b KN/ml
b- Transmission des charges des planchers aux poutres : Méthode des surfaces
tributaires:
La charge linéaire induite par les planchers est obtenue en faisant le produit de la charge surfacique
par la longueur d'influence déterminée par la répartition des charges.
c- Les charges concentrées :
Encore appelées charges ponctuelles, ces charges sont les réactions d’appui des poutres secondaires.
N.B : Pour les poutres non chargée :
Charge d’exploitation : Q(KN/m)=1KN/m
Charge permanente : G(KN/m)=1KN/m+ p.p. poutre
La charge totale à considérer : Après avoir trouvé les charges permanentes et
d’exploitations pour cette poutre ainsi que son poids propre on va calculer la charge totale à
l’ELU et l’ELS selon les combinaisons :
ELU : Pu=1.35 G(KN/m) +1.5 Q(KN/m)
ELS : Pser= G(KN/m) + Q(KN/m)
Application sur le projet :
La poutre A0A1A2A3A4A5A6A7 du plancher haut RDC :
Travée 0 :
1- Les charges permanentes :
La charge concentrée dû à la poutre N1 (25×35) :
- Poids propre de la poutre : P.P.=0,25×0,35×25=2,18KN/m
La poutre est n’est pas chargée donc :
Projet de fin d’étude
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G1=P.P+1KN/m=3,18KN/m
La charge répartie dû à la dalle pleine (e=14cm)
- Poids propre de la poutre N13 (25×40) : P.P=0,25×0,4×25=2,5KN/m
- Poids propre de la dalle pleine(e=14cm)=3,5×2,48=8,68KN/m
- Revêtement du Rez-de-chaussée= 2,4×2,6=6,24KN/m
Donc :
G2=17,42KN/m
2- Les charges d’exploitation :
- La charge concentrée : Q1=1KN/m
- La charge répartie dû à la dalle pleine (e=14cm) : Q2=2,6×5=13KN/m²
La charge totale :
- La charge concentrée :
ELU : Nu1=1,35×G1+1,5×Q1=5,8KN/m²
ELS :Ns1=G1+Q1=5,18KN/m²
- La charge répartie dû à la dalle pleine (e=14cm) :
ELU : Nu1=1,35×G1+1,5×Q1=43,017KN/m²
ELS :Ns1=G1+Q1=30,42KN/m²
Travée 1 :
1- Les charges permanentes :
- Poids propre de la poutre : P.P.= 0,3×0,25×25=1,875KN/m
- Poids de la dalle (20+5) : Pd=2,48×3,25= 8,04KN/m
- Revêtement du Rez-de-chaussée = 2,6×2,4= 5KN/m
G=14,915KN/m
2- Charge d’exploitation :
Q= 2,6 ×5=13KN/m
La charge totale :
L’ELU : 1,35×14,915+1,5×13=39,63 KN/m²
L’ELS : G+Q=14,915+13=27,915KN/m²
Travée 2 :
1- Les charges permanentes :
- Poids propre de la poutre : P.P.= 0,25×0,35×25=2,18KN/m
- Poids de la dalle (25+5) : Pd=3,25×2,48= 8,04KN/m
- Revêtement du Rez-de-chaussée= 2,4× 2,6 = 5KN/m
Projet de fin d’étude
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G=15,22KN/m
2- Charge d’exploitation :
Q= 2,6×5=13KN/m
La charge totale :
L’ELU : 1 ,35×15,22+1,5×13= 40,047 KN/m²
L’ELS : G+Q=15,22+13= 28,22KN/m²
Travée3 :
1- Les charges permanentes :
- Poids propre de la poutre : P.P.= 0,25×0,4×25=2,5KN/m
- Poids de la dalle (25+5) : Pd=2,48×3,25= 8,04 KN/m
- Revêtement Rez-de-chaussée = 2,4× 2,6= 5KN/m
G=15,54KN/m
2- Charge d’exploitation :
Q= 2,6 ×5=13KN/m
La charge totale :
L’ELU : 1 ,35×15,54+1,5×13=40,5 KN/m²
L’ELS : G+Q=15,54+13=28,54KN/m²
Travée0 (L0=1,325m) Travée1(L1=3,25m) Travée2(L2=3,21m) Travée3(L3=3,72m)
G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²)
20,6 14 48,81 14,915 13 39,63 15,22 13 40,047 15,54 13 40,5
Tableau IV-6: Récapitulatif à l’ELU de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
Travée0 (L0=1,325m) Travée1(L1=3,25m) Travée2(L2=3,21m) Travée3(L3=3,72m)
G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²)
20,6 14 34,6 14,915 13 27,915 15,22 13 28,22 15,54 13 28,54
Tableau IV-7: Récapitulatif à l’ELS de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
N.B. : Par raison de symétrie, les autres travées ont les valeurs suivantes :
Travée4 (L4=1,325m) Travée5(L5=3,25m) Travée6(L6=3,21m) Travée7(L7=3,72m)
G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Nu(KN/m²)
15,54 13 40,5 15,22 13 40,047 14,915 13 39,63 20,6 14 48,41
Tableau IV-8: Récapitulatif à l’ELU de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
Projet de fin d’étude
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Travée4 (L4=1,325m) Travée5(L5=3,25m) Travée6(L6=3,21m) Travée7(L7=3,72m)
G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²) G(KN/m) Q(KN/m) Ns(KN/m²)
15,54 13 28,54 15,22 13 28,22 14,915 13 27,915 20,6 14 34,6
Tableau IV-9: Récapitulatif à l’ELS de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
IV-3. Pré-dimensionnement et descente de charges des poteaux :
IV-3-1. Descente des charges des poteaux :
Pour pré dimensionner les poteaux, il faut calculer tout d’abord les charges sur le poteau, les charges
permanentes G et d’exploitations Q, ces charges seront calculées pour chaque niveau.
La formule de la descente de charges sur un poteau est exprimée comme suit:
Charge d’exploitation : Q (KN/m)=QiSi ;
Charge permanente : G(KN/m)=GpiSi+∑P.P.poutres×Lxi/2+P.P.Poteau.
N.B : La charge au pied d’un poteau est la somme des charges provenant des étages supérieurs.
Avec :
Qpi: la charge d’exploitation sur les planchers supérieurs.Gpi: la charge permanente sur les planchers
supérieurs ;
Si: l’aire de la surface du plancher supportée par le poteau (1/4 de surface de chaque carreau
plancher) ;
Lxi: portée entre axe de la poutre appuyant sur le poteau.
P.P. Poteau= section du poteau× hauteur× densité du béton (25KN/m3).
Figure IV-1 : La surface intervenant au calcul de la descente de charges d’un poteau.
La charge totale sur le poteau :
Projet de fin d’étude
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Les règles B.A.E.L n’imposent aucune condition à ELS pour les pièces soumises en
compression centrée comme le cas des poteaux. Par conséquent, le dimensionnement et la
détermination des armatures doivent se justifier uniquement vis à vis de ELU.
Dans les bâtiments comportant des travées solidaires, il convient de majorer les charges.
- 15% si le poteau est plus d’une fois voisin d’un poteau de rive ;
- 10% si le poteau est une fois voisin d’un poteau de rive.
N.B : Le calcul des charges sur les poteaux a été faite en utilisant l’outil de calcul Excel qui nous a
simplifié le calcul des charges, les résultats seront représentés sous forme des tableaux.
Application sur le projet :
Le poteau central P6 du plancher haut RDC:
- La surface d’influence : S=3,8×3,4=12,92m
- La charge permanente du plancher : G= 5,65KN/m²
- La charge d’exploitation du plancher : Q=5 KN/m²
- Poids propre du poteau=0,25×0,25×25×4=6,25 KN
- P.P. des Poutres×li/2 :
0,25*0,35*2,4*25+0,25*0,6*25*0,7+0,25*0,4*25*1,7+0,25*25*0,4*1,7=16,38KN
a- La charge permanente sur le poteau :
Gp=S×G+ pp poteau+ ∑p.p. des poutres×li/2= 95,62KN
b- La charge d’exploitation sur le poteau :
Qp =S×Q=64,60KN
La charge totale :
Nu=1.35×Gp+1.5×Qp+ Nu’=7805,40KN.
Avec :
Nu’ : la cumulée des charges des niveaux supportés par le poteau P1.
N.B : Le poteau P6 est un poteau central donc la charge totale sur ce poteau doit être majorée de
10% :
Nu=Nu1×1,1=8585,95KN
Le poteau de rive P1 du plancher haut RDC:
- La surface d’influence : S=2,1×2,47= 5,19m
- La charge permanente du plancher : G= 5,65KN/m²
- La charge d’exploitation du plancher : Q=5 KN/m²
- Poids propre du poteau=0,25×0,25×25×4=6,25 KN
Projet de fin d’étude
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- P.P. des Poutres×li/2 :
0,25×0,45×25×2,47+0,25×0,3×25×1,505+0,25×0,4×25×0,475=10,96 KN
a- La charge permanente sur le poteau :
Gp=S×G+ pp poteau+ ∑p.p. des poutres×li/2= 46,51KN
b- La charge d’exploitation sur le poteau :
Qp =S×Q=25,94KN
La charge totale :
Nu=1.35×Gp+1.5×Qp+ Nu’=3794,86KN.
Avec :
Nu’ : la cumulée des charges des niveaux supportés par le poteau P1.
Le poteau P1 est un poteau de rive donc pas de majoration de la charge totale sur ce poteau.
NB : Résultats de calcul de descente de charges des poteaux est dans (voir annexe C).
IV-3-2. Pré-dimensionnement des poteaux :
Pour le pré dimensionnement des poteaux on suit les étapes suivantes :
1- Calcul de la charge supportée par le poteau Nu.
2- Se fixer un élancement λ = 35
3- Calcul de coefficient de coefficient de flambage : α= 0,85
1+0,2(λ
35)²
.
( λ=35 α= 0.708)
4- Calculer la section réduite de béton Br. avec Ath = 0 à partir de la relation qui permet de
calculer l’effort normal :
Nu≤α(Br fc28
0,9γb+ Ath
fe
γs)
On tire :
Br≥ 0,9γbNu
αfc28
Br en m²
Nu en MN
fc28 en MPa
Pour : α = 0.708 et γb= 1.5 on a : Br. =1,907 Nu
αfc28
5- Calcul des dimensions du poteau :
La largeur a :
a ≥ 2√3×lf/λ. Si b < a b=a (Poteau carré)
Projet de fin d’étude
39 |
La longueur b :
b ≥ Br/ (a-0,02) +0,02.
Avec :
lf =0.7×lo (m) :La longueur du flambement ;
lo : la hauteur totale du poteau.
NB :Le règlement parasismique RPS2002 exige une section minimale du poteau de
(25×25).
Application sur le projet :
Poteau central P6 (au niveau RDC) :
- La charge supportée par le poteau P6 : Nu=8585,59KN
Calcul de la section réduite du béton :
On a Br. = 1,907 Nu
αfc28
En fixant l’élancement λ=35 ce qui donne le coefficient de flambage :
∝=0,85
1+0,2(𝜆
35)²
=0,708
Avec la résistance à la compression du béton à 28j : fc28=25MPa
Br= 1,907×8,585
0,708×25=0,9374m²
Calcul des dimensions du poteau P6 :
-La largeur : a ≥ 2√3×lf/λ
Avec :
lf=0,7×l0=0,7×4=2,8m et λ=35
D’où :
a ≥ 2√3×2,8/35= 0,27m donc on prend a=30cm
-La longueur : b ≥ Br
(a−0,02)+ 0,02=0,97m
On a b>a donc les dimensions du poteau sont : P6 (45×220)
N.B : Résultats de calcul de pré dimensionnement des poteaux (voir annexe D).
IV-4. Pré-dimensionnement des semelles.
- Les semelles adoptées pour ce projet sont des semelles isolées centrées sous poteaux
(voir annexe A).
-Les semelles sont calculées à l’état limite de service pour leurs dimensions extérieures
(voir annexe B).
Projet de fin d’étude
40 |
Pour la détermination de la section du béton pour une semelle on suit les étapes
suivantes:
1- on considère des semelles à débord égale :
• Pour une semelle centrée ou excentrée des deux côtés : A/a=B/b ;
• Pour une semelle excentrée d’un seul côté : A-a= (B-b)/2 ;
Avec :
A : la plus petite dimension de la semelle ;
B : la plus grande dimension de la semelle ;
a : la largeur du poteau ;
b: la longueur du poteau.
2- Calcul de la surface portante de la semelle :
S=A×B≥Nser/σs.
Avec :
Nser : l’effort normal service appliqué sur la semelle provenant du poteau (MN) ;
σs: la contrainte admissible du sol (0.2 Mpa).
3- Déduire des deux formules précédentes :
La largeur A et la longueur B de la semelle (multiple de Cinque) ;
La hauteur utile d de la semelle: d=max ((B-b)/4 ; A-a/4) ;
La hauteur totale de la semelle : Ht=d+5cm.
4- Vérification de condition : σsol< σsol Avec :
σsol= Nser+P.P.semelle
s.
Avec :
P.P. semelle=A*B*H*densité de béton (25KN/m³).
Application sur le projet :
La semelle centrée S6 (voir annexe A) :
- Données :
- La contrainte admissible du sol :σs=0,2Mpa ;
- Effort normale service appliquée au niveau supérieur de la semelle Nser=1139,36KN ;
• Dimensions de la section du poteau P1 (45×220).
o Calcul de la surface portante de la semelle S1 :
S= A×B ≥ Nser/σs;
S= A×B ≥ 0,544/ 0,2;
Projet de fin d’étude
41 |
donc : S=A×B=5,70m²
o Calcul des dimensions de la semelle S1:
- Calcul de la largeur A et la longueur B :
La semelle S1 est centrée donc : A/a=B/b.
Avec :
A×B≥Nser/σs
Alors :
- la largeur de la semelle : A ≥ √S×a/b ;
- la longueur de la semelle : B≥ √S×b/a.
A.N: A=√(5,70×0,45)/2,2=1,08m ; B=√5,7×2,2/0,45=5,28m
On prend : A=1,60m et B=5,3m.
- Calcul de la hauteur utile d et la hauteur total H :
La hauteur utile : d=max ((B-b)/4 ; A-a/4)=0,8m on prend d=80cm
La hauteur totale : H=d+5cm=85cm.
o Vérification de condition σsol< σsol :
- P.P. Semelle=1×2,5×0,45×0,025=0,0422MN.
- σsol= (Nser + P.P. Semelle)/S = (1,139+0,1577)/ (1,4×5,3)=0,175MPa<σsol.
donc la condition est vérifiée.
N.B : Résultats de calcul de pré-dimensionnement des semelles et vérification de la
contrainte du sol (voir annexe E).
Projet de fin d’étude
42 |
Chapitre V : Dimensionnement des éléments
porteurs
V-1. Dimensionnement des poteaux :
V-1-1. Armatures longitudinales des poteaux :
Pour le calcul de la section d’armatures longitudinales on suit les étapes suivantes :
1- choix des dimensions du poteau (a,b) ;
2- Calcule de la section réduite du béton Br : Br = (a - 0.02) (b – 0.02) ;
3- calcul de l’élancement λ : λ=2√3×lf/a ;
4- Calcul de coefficient de flambage α :
Si λ≤50 on a α =0,85
1+0,2×(λ
35)²
Si λ≥50 on a α = 0,6× (50
λ) ²
5- Calcul de la section d’acier théorique Ath: Ath=(Nu
∝−
Brfc28
0,9γb)
γs
fe ;
Avec :
Nu : Effort normal ultime en MN ;
Br : section réduite de béton en m² ;
α : Coefficient de flambage ;
Ath : section d’acier en m²
fc28 et fe : en Mpa.
6- Calcul de la section d’acier minimale Amin : Amin ≥ Max (4u ; 0,2B/100) ;
Avec :
u : périmètre du poteau en m ;
B : section du poteau en cm².
7- Calcul de la section d’acier finale As: As =Max (Amin ; Ath) ;
8- Calcul de la section d’acier maximale Amax : Amax ≤ 5×B/100
Vérifier que : Asc ≤ Amax.
V-1-2. Armatures transversales des poteaux :
1- Diamètre des armatures transversales : ɸt ≥ ɸl/3
Avec :
ɸlmax : diamètre maximal des armatures longitudinales.
Projet de fin d’étude
43 |
2- Longueur de la zone critique Lc, selon le RPS 2002 la longueur de la
zone critique est défini par : Lc= Max (he/6 ; b ; 45cm) ;
Avec :
b= la longueur du poteau ;
he : la hauteur sous plafond.
3- Espacement dans la zone critique Sc :
Selon le RPS2002 l’espacement dans la zone critique est définie par : Sc = Min (15cm; 8Øl; 0.25b)
Avec :
Øl = Diamètre minimal des armatures longitudinales
4- Espacement dans la zone courant St :
Selon le RPS2002 l’espacement dans la zone courante est définit par : St = Min (30cm; 12Øl; 0.5b)
Application sur le projet:
- Poteau central P6 (au niveau RDC) :
1. Calcul d’armatures longitudinales :
La section adoptée pour ce poteau est (45×220) sous une charge Nu=8585,59KN
- Calcul de la section réduite du béton Br :
Br= (a-0,02) × (b-0,02)= (0,45-0,02) × (1-0,02)=0,9374m²
- Calcul de l’élancement λ :
λ=2√3×lf/a=2√3×2,8/0,45=21,55
- Calcul de coefficient de flambage α :
λ≤50 doncα=0,85
1+0,2×(𝜆
35)²
= 0,73
- Calcul de la section d’acier théorique Ath :
Ath≥(Nu
α−
Brfc28
0,9γb)
γs
fe= 149,30 cm²
- Calcul de la section d’acier minimale Amin:
Amin ≥ Max (4u ; 0,2B/100) ;
Amin ≥ Max (4×2× (0,30+1,40) ; 0,20×0,30×1,40/100)
Amin= 21,2cm²
- Calcul de la section d’acier finale As :
As = Max (Amin ; Ath)= Amin= 21,2 cm² soit 12HA16.
- Calcul de la section d’acier maximale Amax :
Amax ≤ 5×B/100 ;
Amax≤5×0,3×1/100=495cm² As<Amax . Donc la condition est vérifiée.
Projet de fin d’étude
44 |
2. Calcul d’armatures transversales :
- Diamètre des armatures transversales :
ɸt> ɸlmax/3= 5,33mm on prend ɸt=6mm.
- La longueur de la zone critique lc :
Lc= Max (he/6; b; 45cm) = Max (400/6; 100; 45).
Lc= 100 cm.
- Espacement dans la zone critique St:
St= Min (30; 12ɸl; 0,5b)cm = Min (30; 12×1,6; 0,5×100)cm.
St=40cm.
3- Schéma de ferraillage:
Figure V-1 : Schéma du ferraillage du poteau P6.
N.B : Résultats de calcul de dimensionnement des poteaux (Voir annexe F).
V-2.Dimensionnement des poutres :
V-2-1. Choix de la méthode de calcul des moments :
a- La méthode de Caquot-domaine de validité :
La méthode de Caquot s’applique dans le cas où :
Les charges d’exploitation sont susceptibles de variations rapides dans le temps et en position.
45
Projet de fin d’étude
45 |
Où :
q : somme des charges variables.
g: somme des charges permanentes.
q > 2g
Vérifient : ou
q>5K
- Les poutres sont associées à une dalle générale (section T en travée).
Cette méthode ne devrait donc pas s'appliquer à ce bâtiment qui est destiné à un usage
commercial, bureau et habitation, Mais, on peut utiliser la méthode de Caquot minorée:
Charges permanentes = 2*g / 3.
b- La méthode forfaitaire- domaine de validité :
La méthode forfaitaire de calcul s'applique dans les cas où :
i. les charges d'exploitation sont modérées c'est à dire où :
q ≤ 2×g
Ou
q ≤ 5 KN/m²
q : somme des charges variables.
g : somme des charges permanentes.
ii. la fissuration ne compromet pas la tenue des revêtements ni celle des cloisons.
iii. Les éléments de plancher ont une même inertie dans les différentes travées.
iv. Les portées vérifient :
0,8 ≤lx
lx−1≤1,25
0,8 ≤lx
lx+1≤1,25
Les conditions i- et ii- sont en concordance avec le bâtiment soumis à notre étude. Par
contre les conditions iii- et iv-, sont restrictifs. En effet, les poutres des planchers n'ont pas
la même inertie et de plus les portées ne sont pas toujours dans les rapports établis.
Conclusion: la méthode de Caquot sera retenue en prenant 2g/3 car les conditions c et d de
la méthode forfaitaire ne sont pas remplies.
Évaluation des moments fléchissant par la méthode de Caquot :
Travées fictives (l’i) :
La méthode prévoit des réductions sur les longueurs réelles (lj) des travées:
Projet de fin d’étude
46 |
l'i= li pour les travées de rive sans porte-à faux
l’i=0,8×li pour les travées intermédiaires.
Moments sur appuis-cas des charges réparties :
Figure V-2 : Cas de chargement pour moment maximal sur appui.
N.B : Le moment maximal sur un appui i s'obtient en chargeant les 2 travées l'encadrant.
M= - P²wl′w2+Pel′e²
8,5×(l′w+l′e).
Moment maximal en travée :
Figure V-3 : Cas de chargement pour moment maximal en travée.
N.B: Le moment maximal en travée s'obtient en chargeant la travée concernée et en
déchargeant les 2 travées voisines.
Soit une travée isolée d'une poutre continue :
Projet de fin d’étude
47 |
Les moments sur appui Mw et Me assurent la continuité de la poutre.
Les réactions d’appui :
R1=R2 = pl
2 +
Mw−Me
l
Effort tranchant :
V(x)= R1-Px
= p (l
2− x) + (
Mw − Me
l)
Le moment fléchissant est maximal au point où V(x) = 0.
P(l
2− x) + (
Mw−Me
l)=0
M=∫V(x)dx=∫(p(l
2-x)+
Me−Mw
l)dx
x0=l
2+
Me−Mw
Pl
Pour x=0, M(0)= Mw K=Mw
Donc le moment fléchissant a pour expression :
M(x)= (Pl
2+
Me−Mw
l)x-
𝑝𝑥²
2+Mw
Effort tranchants maxima sur appuis :
Figure V-4: Cas de chargement pour effort tranchant extrême sur appui.
Projet de fin d’étude
48 |
Vwi=V0w +Mi−Mi−1
lwi
Vei=V0e +Mi+1−Mi
lei
Avec :
V0wet V0e= efforts tranchants sur appui Gi des travées de référence en valeur algébrique.
Mi-1, Mi et Mi+1= moments sur appuis avec leurs signes.
N.B. : Les valeurs maximales de l'effort tranchant sur un appui s'obtiennent en chargeant
les 2 travées adjacentes et en déchargeant les 2 travées les encadrant.
Efforts tranchants sur appui d'une travée de référence :
V(x) =R1-p.x
=p.l/2-p.x
V(x) = p. (l
2 – x)
Donc pour une travée,
L’appui de gauche (x=0): Vw= P.l
2
L’appui de droite (x =1): Ve= P.l
2
Exemple de calcul d'une poutre continue :
Soit la poutreA1A2A3A4A5A6A7 du RDC (voir le plan de coffrage annexe A).
1. Calcul des moments maximaux sur appuis :
On a:
Mi= Pwl′3+Pel′e3
8,5×(l′w+l′e)
Avec :
Mi : Moment sur appui Ai.
Calcul de MA1 :
Dans ce cas on a une charge concentrée dû à la poutre N1(25×35) et une charge répartie dû à la dalle
pleine (e=14cm) :
Donc :
MA1= - KwPwl′w2+KePel′e²
(lw′+le′)−
Pwlw′3+Pele′3
8,5×(lw′+le′)
Avec :
K= 1
2,125
a
l′ (1 −a
l′)(2 −a
l′)
a=1,325m d’où :
Projet de fin d’étude
49 |
MA1=(1,35×17,42×
2
3+1,5×13)×(1,325)2+(1,35×14,915×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,25)3
8,5×(1,325+0,8×3,25)−
0,911×(1,35×3,18×2
3+1,5×1)×(1,325)²
(1,2+0,8×3,25)
MA1=-21,28KN.m
Pour obtenir les moments max. sur A2, il faut charger les travées L1 et L2.
On a:
MA2= −Pwlw′3+Pele′3
8,5×(lw′+le′)
MA2 =−(1,35×14,95×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,25)3+(1,35×15,22×
2
3+1,5×13)×(0,8×13,21)3
8,5×(0,8×3,25×+0,8×3,21)
= -25,97 KN.m
Pour M3, il faut charger les travées L2 et L3.
MA3= - (1,35×15,22×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,21)3+(1,35×15,54×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,72)3
8,5×(0,8×3,21+0,8×3,72)
= -30,65KN.m
Pour M4, il faut charger les travées L3 et L4.
MA4=−(1,35×15,54×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,72)3+(1,35×15,42×
2
3+1,5×13)×(0,8×3,72)3
8,5×(0,8×3,72+0,8×3,72)
= -34,89KN.m
Par raison de symétrie :
On a
MA0=MA7=-21,28 KN.m
MA5=MA3=-30,65 KN.m
MA6=MA2=-25,97KN.m
N.B.: les calculs à l’ELS sont menés selon la même procédure.
Projet de fin d’étude
50 |
Appui A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
Mu(KN.m) -21,28 -25,97 -30,56 -34,89 -30,65 -25,97 -21,28
Mser(KN.m) -14,54 -18,1 -21,38 -24,33 -21,38 -18,1 -14,54
Tableau V-1 : Récapitulatif des moments sur appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
2. Calcul des moments max. en travées :
- Mtmax sur l0 :
Le moment max. sur la travée l0, s’obtient en la chargeant et en déchargeant travée l1 :
Il faut d’abord calculer les moments sur l’appui A1, en considérant le nouveau cas de
charge.
M1=−(1,35×17,42×
2
3+1,5×13)×(1,325)3+(1,35×14,915×
2
3)×(0,8×3,25)3
8,5×(1,325+0,8×3,25)
M1=-11,35KN.m
Dans le cas d’une charge concentrée on a :
Xmax=1
2+
Pa
pl+
Me−Mw
pl
M(x)=-Px²
2+
pl
2x +
pa
lx + Mw (1 −
x
l) + Me
x
l
D’où :
Xmax= 1,325
2+
(1,35×3,18×2
3+1,5×1)×(1,325)
(1,35×17,42×2
3+1,5×13)×1,325
+−11,35−0
(1,35×17,42×2
3+1,5×13)×1,325
Xmax= 0,55m
Mtmax= - 1,35×17,42×
2
3+1,5×13)
2+
(1,35×17,42×2
3+1,5×13)×1,325×0,55
2+
1,35×3,18×2
3+1,5×1
1,325 -11,35×
0,55
1,325
=5,2KN.m
- Mtmax sur l1 :
P0=1,35×20,6×2/3=18,54 KN/m
P1=1,35×14,915×2/3+1,5×13=32,92KN/m
P2=1,35×15,22×2/3=13,69KN/m
Il faut charger la poutre l1et décharger l0et l2.
M1=−18,54×(1,325)3+39,92×(0,8×3,25)"
8,5×(1,325+0,8×3,25)−
0,911×13,69×(1,325)²
(1,325+0,8×3,25)
= -24,21KN.m.
Projet de fin d’étude
51 |
M2=−32,92×(0,8×3,25)3+13,69×(0,8×3,21)3
8,5×(0,8×3,25+0,8×3,21)
= -18,44KN.m
Dans le cas où il n’y a pas de charge concentrée sur la travée étudiée on a :
Xmax =l
2+
Me−Mw
pl;
M(x)=−Px²
2− (
Me
l−
Mw
l+
pl
2) x + Mw
Donc :
Xmax= 3,25
2+
−18,44+45,21
32,92×3,21 =1,87m
Mtmax=−92,92×1,872
2+(
−18,44
3,25+
24,21
3,25+
32,92×3,25
2) × 1,87
Mtmax=21,64KN.m
- Mtmax sur l2 :
P1=1,35×14,915×2/3=13,42 KN/m
P2=1,35×15,22×2/3+1,5×13=33,19KN/m
P3=1,35×15,54×2/3=13,98KN/m
Il faut charger la poutre l2et décharger l1et l3.
M2=−13,42×(3,25×0,8)3+33,19×(0,8×3,21)3
8,5×(0,8×3,×25+0,8×3,21)
= - 18,16 KN.m
M3=33,19×(0,8×3,21)3+13,98×(0,8×3,72)3
8,55×(0,8×3,72+0,8×3,21)
= -19,74KN.m
Xmax= 3,21
2+
−19,74+18,16
33,19×3,21
=1,58m
Mtmax=(33,19×3,21
2+
−19,74+18,16
3,21) × 1,58 −
33,19×1,582
2− 18,16
=23,80KN.m
- Mtmax sur l3 :
P2=1,35×15,22×2/3=13,69 KN/m
P3=1,35×15,54×2/3+1,5×13=33,48KN/m
P4=1,35×15,54×2/3=13,98KN/m
Projet de fin d’étude
52 |
Il faut charger la poutre l3et décharger l2et l4
M3=−13,69×(3,21×0,8)3+33,48×(0,8×3,72)3
8,5×(0,8×3,21+0,8×3,72)= -23,64KN.m
M4=−33,48×(0,8×3,72)3+13,98×(0,8×3,72)3
8,5×(0,8×3,72+0,8×3,72)
= -24,72KN.m
Xmax=3,72
2+
−24,72+23,64
33,48×3,72
=1,85m
Mmax= (33,48×3,72
2+
−24,72+23,64
3,72) × 1,85 −
33,48×1,852
2− 23,64
=33,73KN.m
Travées 0 1 2 3 4 5 6 7
Mtu(KN.m) 5,2 21,64 23,8 33,73 33,73 23,8 21,64 5,2
Mtser(KN.m) 3,54 17,68 18,6 22,25 22,25 18,6 17,68 3,54
Tableau V-2: Récapitulatif des moments en travée.
3. Calcul des efforts tranchants extrêmes sur appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7
Vwi=V0w+Mi−Mi−1
lwi
Vei=V0e+Mi+1−Mi
lei
o Détermination des efforts tranchants des travées de référence :
Appui 1 :
Vow1=− (1,35×20,6+1,5×14
2) × 1,325 = -32,33KN
Voe1=(1,35×14,915+1,5×13
2) × 3,25 = 64,39KN
Appui 2 :
Vow2=(1,35×14,915+1,5×13)
2× 3,2=-64,39KN
Voe2=(1,35×15,22+1,5×13)
2× 3,21=64,27KN
Appui 3 :
Vow3= - (1,35×15,22+1,5×13)
2× 3,21 = -64,27KN
Voe3=(1,35×15,22+1,5×13)
2× 3,21 = 64,27KN
Projet de fin d’étude
53 |
Appui 4 :
Vow4= −(1,35×15,54+1,5×13)
2×3,72=-75,33KN
V0e4= (1,35×15,54+1,5×13)
2× 3,72=75,30 KN
Appui 5 :
Vow5= −(1,35×15,54+1,5×13)
2× 3,72= -75,30 KN
V0e5= (1,35×15,22+1,5×13)
2× 3,21=64,30 KN
Appui 6 :
Vow6= −(1,35×15,22+1,5×13)
2× 3,21=-64,30 KN
V0e6=−(1,35×14,915+1,5×13)
2× 3,25=64,39KN
Appui 7 :
Vow7= −(1,35×14,915+1,5×13)
2× 3,25= -34,39KN
V0e7=−(1,35×20,6+1,5×14)
2× 1,325 =32,33KN
Une fois les efforts tranchants des travées de référence calculés, il suffit de lire les moments sur
appuis correspondant au cas de chargement et procéder au calcul des efforts tranchants maximaux
sur appuis.
Poutre V0w Lwi V0e Lei Vwi Vei
ELU ELS ELU ELS ELU ELS ELU ELS
Appui1 -32,33 -22,92 1,325 64,39 45,36 3,25 -48,39 -33,89 62,95 44,26
Appui2 -64,39 -45,36 3,25 64,27 45,29 3,21 -65,83 -46,45 62,81 44,26
Appui3 -64,27 -45,29 3,21 75,33 53,08 3,72 -65,72 -46,31 74,19 52,28
Appui4 -75,3 -35,08 3,72 75,3 53,08 3,72 -76,46 -77,25 76,43 53,87
Appui5 -75,3 -35,08 3,72 64,3 45,29 3,21 -74,16 -52,28 65,75 46,31
Appui6 -64,3 -45,29 3,21 64,39 45,36 3,25 -62,84 -44,26 65,83 46,45
Appui7 -64,39 -45,36 3,25 32,33 22,92 1,325 -62,94 -44,26 48,39 33,89
Tableau V-3 : Calcul des efforts tranchants sur appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
Projet de fin d’étude
54 |
4. Calcul des aciers longitudinaux :
Méthode de calcul :
Les calculs ont été menés suivant l’organigramme de calcul d'une poutre rectangulaire en
fissuration non préjudiciable.
La combinaison qui a été considérée pour l’ensemble des calculs des poutres est l’Etat Limite
Ultime (ELU).
Notons que toutes les poutres sont soumises à une flexion simple.
L’organigramme : (Voir Annexe B)
Calcul des contraintes à l’ELS :
Une fois les aciers choisis, il faut maintenant vérifier les contraintes à l’ELS.
Position de l’axe neutre :
by1²
2+ n(As + A′s)y1 − n(Asd + A′sd′) = 0
Moment d’inertie:
I1 =by3
2+ nA′s(y1 − d′)2 + nAs(d − y1)2 = 0
Contraintes :
D’où les contraintes en posant :
K=Mser
I1
• Contraintes de compression du béton :
σbc =Ky1≤ σbc
• Contraintes de l’acier comprimé :
σsc = nK (y1-d’).
• Contrainte de l’acier tendu :
σs = nK (d-y1).
Avec la contrainte limite du béton comprimé à l’ELS :
σbc= 0,6×fc28
En ce qui concerne l’acier, aucune vérification particulière n’est en dehors des conditions de non
fragilité car la fissuration est non préjudiciable.
Exemple de calcul :
L’appui A2 de la poutre A1A2A3A4A5A6A7 :
Largeur de la poutre b=25cm.
Hauteur : L/16 ≤h ≤L/12 .
Plus grande travée : L=3,72m donc 23cm ≤h≤31cm
Projet de fin d’étude
55 |
Pour garder la marge de sécurité la hauteur de la poutre est fixée à h=40cm.
d =0,9*h =36 cm d' = 0,1*h =4cm
Sollicitations :
Mu= -25,97KN.m Mser= -18,10 KN.m
Matériaux:
fc28=25 MPa; γs=1,15; γb=1,5
Calcul des aciers longitudinaux:
fbu=0,85×fc28
θγb=14,17MPa
fsu=fe
γs=434,78MPa
ft28=0,6+0,06fc28=2,1MPa
γ =Mu
Mser=
25,97
18,10= 1,43
μbu= Mu
bd²fbu=
0,02597
0,25×(0,36)2×14,17 =0,0565
Moment réduit ultime :
μl= (3440×49×fc28
θ-3050)×10-4= 0,305
μbu ≤ μl donc pas d’aciers comprimés.
αu=1,25× (1-√1-2μu)=0,0728 Z= d× (1-0,4×αu)=34,95cm
Aciers tendus :
As=Mu
Zfsu= 1,69cm²
Condition de non-fragilité :
As ≥ Amin
Avec : Amin=0,23×b×d×ftj
fe= 0,86cm²
Appui M0(KN.m) µu Z(cm) As(cm²)
Appui 1 21,28 0,0463 35,14 1,38
Appui 2 25,97 0,0728 34,95 1,69
Appui 3 30,65 0,0667 34,75 2
Appui 4 34,89 0,0759 34,57 2,3
Appui 5 30,65 0,0667 34,95 2
Appui 6 25,97 0,0728 34,95 1,69
Appui 7 21,28 0,0463 35,15 1,38
Tableau V-4 : Ferraillage en appui à ELU de la poutre axe A du plancher haut Rez-de-chaussée.
Projet de fin d’étude
56 |
Travée M0(KN.m) µu Z(cm) As(cm²)
Travée 0 5,2 0,0113 35,79 0,331
Travée 1 21,64 0,0837 27,95 1,7
Travée 2 23,8 0,0667 30,39 1,78
Travée 3 33,73 0,0734 34,62 2,22
Travée 4 33,73 0,0667 34,95 2,22
Travée 5 23,8 0,0728 34,95 1,78
Travée 6 21,64 0,0463 35,15 1,76
Travée 7 5,2 0,0463 35,15 0,331
Tableau V-5 : Ferraillage en travée à ELU de la poutre axe A du plancher haut Rez-de-chaussée
Tableau V-6 : Résultats de pré dimensionnement des travées de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
Tableau V-7 : Résultats de pré dimensionnement des appuis de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
Vérification des contraintes à l’ELS de l’appui A2 :
Position de l’axe neutre :
Travée As calculée Asmin Barres d’acier
Travée 0 0,331 0,8694 3HA12
Travée 1 1,76 0,65205 3HA12
Travée 2 1,78 0,60725 3HA12
Travée 3 2,22 0,8694 3HA12
Travée 4 2,22 0,8694 3HA12
Travée 5 1,78 0,7607 3HA12
Travée 6 1,76 0,6520 3HA12
Travée 7 0,331 0,8694 3HA12
Appui As calculée Asmin Barres d’acier
Appui 1 0,331 0,8694 3HA10
Appui 2 1,76 0,65205 3HA10
Appui 3 1,78 0,60725 3HA10
Appui 4 2,22 0,8694 3HA10
Appui 5 2,22 0,8694 3HA10
Appui 6 1,78 0,7607 3HA10
Appui 7 1,76 0,6520 3HA10
Projet de fin d’étude
57 |
bY1²
2+ n(As′ + As)Y1 − n(Asd + As′d′) =
25Y12
2+ (15 × 1,58Y1) − (15 × 1,58 × 36) = 0
La résolution de cette équation du second ordre donne :
Y1= 7,36cm
Moment d'inertie :
I1=by13
3+ nAs′(y1 − d)2 + nAs(d − y1)2
I1=22762,3cm4
Contraintes :
K=Mser
I1 =79517,41m3
Contrainte de compression du béton :
σbc=KY1=79517,41×0,0736=5852,48KN
Avec la contrainte limite du béton comprimé :
σbc=0,6×fc28=15000 KN/m² σbc ≤σbc OK
Calcul des armatures transversales :
Efforts tranchants sur appuis
Dans une poutre, l'effort tranchant est maximal au voisinage des appuis. Par conséquent, il est
tout à fait sécuritaire de considérer les efforts tranchants sur appuis pour dimensionner les
armatures transversales sur toute la poutre.
Cependant, pour chaque appui, il existe 2 valeurs différentes d'efforts tranchants: Vwi et Vei. Ce
qui implique que pour chaque travée il existe également 2 valeurs.
Le calcul des armatures transversales se fera avec Vei1 à gauche de la travée et avec Vwi2 à droite
de la travée.
Effort tranchant réduit:
Pour tenir compte du fait de la transmission directe des efforts aux appuis.
Vu0=Vumax−Pu×5
6h
Vérification du béton :
Contrainte tangente conventionnelle
τu0=Vu0
bd
Projet de fin d’étude
58 |
Vérification :
τlim=min(0,2×fcj
γb;5MPa)
τu0≤τlim
Armatures d'âme :
Pourcentage d’armature d’âme :
At
bst
fe
γs ≥
τu−0,3×K×ftj
0,9×(sin∝+cos∝)
Pour l'ensemble des poutres
α=90°
K = 1 car les poutres sont soumises à des flexions simples ft28= 2.1 Mpa
Le pourcentage d'armatures transversales
At
st ≥
(τu−0,3×K×ftj)×γs×b
0,9×fe×(sinα+cosα)
Mais si τu0 ≥τlimil existe trois possibilités :
Augmenter la largeur de la poutre
Créer sur l’appui un gousset qui aura un rôle de réduire τu0=Vu0
bd par l’augmentation de
« d », donc de « h »
Incliner les armatures d’âme. L’angle d’inclinaison doit être compris entre 45°et 90°.
ɸt=At
St ≥
(τu−0,3kftj)×γs×b
0,9×fe(sinα+cosα)
Φt est minimal pour f(α)= (sinα + cos α) ×sinα maximal
D’où, f’(α)=2sinα cosα+ cos²α-sin²α
=sin2α+cos2α=0
2α= -π
4+ Kπ α=−
𝜋
8+
𝐾𝜋
2
k = 0 α= π
8≤ α ≤ 45 donc inacceptable
k = 1 α= 3π
8=67,5°compris entre 45° et 90° OK
k= 2α= 7π
8 =157,5>90°donc inacceptable
L’extremum est donc obtenu à α= 67.5° et on a par conséquent :
Puisque les armatures sont alors inclinées, la nouvelle valeur de contrainte tangentielle limite
s’obtient en fissuration peu préjudiciable par :
τmin= (0,34-0 07×α
45
fcj
γb; (9 − 2
α
45) MPa
Pourcentage minimal d'armatures :
Projet de fin d’étude
59 |
At
St≥
0,4×b
fe
Diamètre des armatures transversales :
ɸt ≤ Min (ɸl ;ℎ
35;
𝑏
10)
Espacement max :
St≤ Min (0,9 d ; 40cm ; 15ɸ’lmm) si A’s≠0 réalisé avec des aciers de diamètre ɸ’l.
Application sur le projet :
Soit la travée 2 de la poutre A1A2A3A4A5A6A7 :
Vumax=62KN
Effort tranchant réduit :
Vu0=Vumax−Pu5
6h=57KN/m²
Vérification du béton :
Contrainte tangente conventionnelle
τu0=τu0
bd=
57
0,25×0,36=633,33KN/m²
Vérification :
τlim=min (0,3×fcj
γb; 5MPa)=3333,33KN/m²
Donc : τu0 ≤ τlim, section est convenable pour prendre les efforts tranchants.
Pourcentage d'armature d'âme :
→At
St≥
τu−0,3×k×ftj)×γs×b
0,9×fe =2,12cm²/cm
Pourcentage minimal d'armature d'âme :
→At
St≥
0,4×b
fe= 0,02cm²/cm
Diamètre des armatures transversales :
ɸt≤ min (∅l;h
35;
b
10)
Dans cette formule, ɸlà considérer est le diamètre minimal des aciers choisis de la travée 2.
ɸlmin= 14 mm.
→ɸt≤ min (∅l;h
35;
b
10)=min (14 ; 400/35 ; 250/10)=11,42mm
→il sera retenu ɸt=10mm
Espacement minimal:
At= 6×0.50 = 3.02 cm²
At = 3.02 cm²
At
St≥2,12cm²/cm
Projet de fin d’étude
60 |
Sto= 1,42cm
Espacement maximal
St<Min (0.9*d; 40 cm) =min (32,4 ; 40 cm ) = 32,4 cm
St0<Stmax OK
Dessin de ferraillage:
Longueur des chapeaux centrales :
L1=(3,72
4) × 2+0,25=2,11m
L2=(3,25
4) × 2+0,25=1,87m
L3=(1,2
4) × 2+0,25=0,55m
Longueur des chapeaux excentrées :
L= 3,72
4 = 0,93m
Figure V-5 : Ferraillage de la poutre A1A2A3A4A5A6A7.
V-3 Dimensionnement des semelles:
Après avoir déterminé la section des semelles, on passe à la détermination des armatures dans les
deux directions de la semelle (A et B), et pour cela on utilise l’effort normal ultime Nu déjà calculées
sur les poteaux.
Les armatures doivent être disposées dans les deux sens de manière que :
Nappe supérieure //A :
A l’ELU : AS//A≥Nu(A−a)
8dfsu
Nappe inférieure //B :
A l’ELU : AS//B≥ Nu(B−b)
8dfsu
Avec :
Projet de fin d’étude
61 |
Nu en MN
A ,B ,a, b, d en m
fsu en MPa
As//A ,As//B en cm²
Application sur le projet :
La semelle centrée S6 (voir annexe A)
Données :
Effort normal ultime appliquée au niveau supérieur de la semelle Nu=8585KN
La largeur de la semelle : A=1,4m
La longueur de la semelle : B=5,3m
Dimensions de la section du poteau (45×220)
Calcul des armatures AS//A ;AS//B :
Nappe inférieure :
AS//B = Nu(B−b)
8dfsu=
8,585×(5,3−2,2)
8×0,4×435=95,64cm²
Choix des barres: soit 20HA25 (98,2cm²)
Nappe supérieure :
AS//A =Nu(A−a)
8dfsu=
8,585×(1,4−0,45)
8×0,4×435=35,48cm²
Choix des barres: soit 12HA20 (37,68cm²)
Dessin de ferraillage :
Figure V-6: Schéma du ferraillage de la semelle centrée S6.
Projet de fin d’étude
62 |
Résultats de dimensionnement des semelles
Semelles A(cm) B(cm) d(cm) H(cm) As//A As//B
S1 115 250 40 45 28,72 41,02
S2 150 330 50 55 31,59 58,68
S3 120 340 55 60 20,63 56,4
S4 120 400 60 65 23,37 73,23
S5 150 330 55 60 24,61 50,39
S6 160 530 80 85 35,48 95,64
S7 160 470 70 75 34,79 84,7
S25 140 340 50 55 30,05 63,27
Tableau V-8 : Résultats de dimensionnement des semelles.
Semelles/types Poteaux Nser(KN) A(cm) B(cm) d(cm) H(cm) σs Condition
σs< σs
S1 Centrée P1-P11-P15-P23 544,25 1,5 2,5 40 45 0,156 Vérifiée
S2 Centrée P2-P12-P14-P24 682,51 1,5 3,3 50 55 0,152 Vérifiée
S3 Centrée P3-P9-P16-P21 749,21 1,2 3,4 55 60 0,199 Vérifiée
S4 Centrée P4-P10-P13-P22 862,15 1,2 4 60 65 0,19 Vérifiée
S5 Centrée P5-P8-P17-P20 841,36 1,5 3,3 55 60 0,185 Vérifiée
S6 Centrée P6-P19 1139,36 1,6 5,3 80 85 0,175 Vérifiée
S7 Centrée P7-P18 1042,07 1,6 4,7 70 75 0,157 Vérifiée
S25 Centrée P25-P26-P27-P28 726,72 1,4 3,4 50 55 0,167 Vérifiée
Tableau V-9 : Vérification de la contrainte du sol (σsol=0,2MPa).
Projet de fin d’étude
63 |
Chapitre VI: Etude des éléments secondaires
VI-1. Introduction :
Dans toute structure on distingue deux types d’éléments :
Les éléments porteurs principaux qui contribuent au contreventement directement.
Les éléments secondaires qui ne contribuent pas au contreventement directement.
Ainsi l’escalier et l’acrotère sont considérés comme des éléments secondaires dont l’étude est
indépendante de l’action sismique (puisqu’ils ne contribuent pas directement à la reprise de ces
efforts), mais ils sont considérés comme dépendant de la géométrie interne de la structure.
VI-2. Etude de l’acrotère :
L’acrotère sera calculé comme une console encastrée au niveau du plancher terrasse
inaccessible en flexion composée pour une bande de 1,00 m de largeur.
L’acrotère sera calculé en flexion composée sous l’effet d’un effort normal NG dû au poids
propre et un moment de flexion à la base dû à la charge de la main courante estimée à :
Q=0,7 KN/ml
Poids propre de l’acrotère :
- La surface de l’acrotère :
S=(0,5×0,1)+(0,05×0,1)+ (0,05×0,1)
2 = 0,0575m²
- La masse volumique =25 KN/m 3
P = (0,0575×25) = KN/ml Q=0,7 KN/ml
Figure VI-1 : Dimensions de l’acrotère.
Projet de fin d’étude
64 |
a- Calcul des Sollicitations :
Calcul à l’E.L.U :
Poids propre (effort normal) :
G=25×S S : surface de l’acrotère
S=0,0575 m²
G = 25×0,0575 =1,4375 KN/ml
Nu=1, 35×G=1,35×1,4375
Nu=1,940KN/ml
Surcharge: Q=0,7KN/ml
Qu=1, 5×Q=1, 05 KN/ml
Le moment: Mu=Qu×h=1,05×0,5
Mu=0,525 KN.m (moment d’encastrement)
Calcul à l’E.L.S :
Nser= G =1,437KN
Mser =𝑄𝑙²
2=
0,7×(0,5)²
2 =0,0875KN.m
b- Calcul de l’excentricité:
C’est la distance entre le centre de pression et le centre de gravité d’une section.
e=Mu
Nu=
0,525
1,94=0,263m
e=0,27m
ht =10cm
e= ht
6=
10
6=1,66cm
e≥ ht
6 la section est partiellement comprimée parce que le centre de pression est appliquée à
l’extérieur du noyau central.
c- Détermination du ferraillage :
Calcul à E.L.U :
Figure VI-2: Section de calcul d’acrotère.
Projet de fin d’étude
65 |
- d : la distance séparant la fibre la plus comprimée et les armatures inférieures.
- d’ : la distance entre les armatures inférieures et la fibre la plus tendue.
Moment de flexion fictif (MA) :
MA=Mu + Nu(d −ht
2)
MA=0,525+1,94 (0,09−0,1
2)
= 0,6026KN.m=60,26×10-5 MN.m
Moment réduit (μu) :
μu=MA
bd²fbc
fbc=0,85×fc28
γb
Avec :
γb=1,50;
fc28=fc28
1,5=25MPa
fbc=14,17 MPa
Donc ;
μu=60,26×10−5
(1×(0,09)2×14,17)= 0,00520
0,00520< 0,259 (pivot A).
Les armatures comprimées ne sont pas nécessaire c.à .d : Asc=0.
Ast =1×MA
Z−Nu
σst
σst=fe
γs
Avec :
fe = 400MPa et γs =1,15
d’où :
σst =348 MPa
α=1,25(1-√(1 − 2μ) = 1,25(1 − √(1 − 2 × 0,00520) = 0,0062
z = d (1-0,4α)=0,09 (1-0,4×0,0062)=0,087m.
Ast=1×
MA
Z−Nu
σst=1×
60,62×10−5
0,0895−194,06×10−5
348 =0,14cm²
Ast=0,14cm². (La valeur est très faible)
Projet de fin d’étude
66 |
Condition de non fragilité :
Ast≥0,23×b×d×ft28
fe
Ast≥0,23×1×0,09×2,1
400 =1,08cm²
Donc ; on adopte : Ast=1,08cm² 4HA8.
Calcul E.L.S :
Vérification des contraintes
σbc< σbc Avec : σbc=0,6×fc28=15MPa
σst< σst et (σst est choisie en fonction de la fissuration)
Avec :
σbc= Nser Z yser
I ; σst=
Nser Z(d−yser)
I
η = 15 ; c’est le coefficient d’équivalence acier – béton.
Yser: c’est la distance de l’axe neutre à la fibre la plus comprimée à l’état limite de service.
On a:
Nser =1,437KN.
Mser = 0,0875 KN.m
e=Mser
Nser=
0,0875
1,437=0,061m
Yser= z+c
Avec :
C = ℎ
2− 𝑒 =
0,10
2− 0,061 = -0,012m
Z : est définie par l’équation du 3éme degré suivante : 𝑍3+pZ+q=0
p=-3c²-(c−d′)×6ηAsc
b+
(d−c)6ηAst
b avec Asc=0
p= -3(-0,012)² +(0,09+0,012)×6×15×1,5×10−4
1 =0,001m²
q= -2c3-(c−d′)×6η×Asc
b+
(d−c)²6ηAst
b
q=-2(−0,011)3 −-(0,09+0,011)²×6×15×1,5×10−4
1
Δ=q²+(4×p3
27)
=(0,000141)²+(4×(0,001)3
27)
=2×10−7m6
Δ>0 donc :
Projet de fin d’étude
67 |
Calcul de (L) :
t= 0.5 (√∆ − q) = 0,000145 m 3
L=t1/3 L=0,0530m
Calcul de Z :
Z=L- P
3L
= 0,0467m.
Donc ;
Yser=Z+C=0,0467+ (−0,012)=0,0357m
Calcul d’inertie (I) :
I= byser3
3+ 15(Ast(d − yser)2 + Asc(Yser − d′))
Avec :
Asc=0cm².
I= 1(0,0357°3
3+ 15(1,5 × 10−4(0,009 − 0,0357)2
=2,17×10−5m4
Calcul des contraintes:
σbc=NserZYser
I =
143,75×10−5×0,0468×0,0358
2,19×10−5 = 0,11Mpa
σst=NserZ(d−Yser)
I =
143,75×10−5×0,0468×(0,09−0,0358)
2,19×10−5 = 0,165MPa
Fissuration préjudiciable ce qui veut dire:
σst=min (2
3fe; 110√ηft28)
Avec : η= 1,6, ft28=2,10 MPa et σst =201,63 MPa
σst =0,165 MPa < σst
Donc ; la section et le nombre d’armature choisie sont acceptables.
Les armatures de répartition :
Ar=Ast
4=
1,5
4= 0,37cm²
On prend : Ar= 3HA6=1,5 cm²
Vérification des contraintes (E.L.S) :
eser=Mser
Nser= 0,06m
Mser= Nser(e-c+ℎ
2)
=1,43(0,06+0,02+0,1
2)=0,19KN.m
Projet de fin d’étude
68 |
Position de l’axe neutre :
by1²
2-η.As. (d-y1)=0
50y1²+22,65y1-203,85=0 y1=1,80cm
Moment d’inertie :
I= b
3y13 + η. As. (d − y1)2 =
100×(1,8)3
3+ 15 × 1,51 × (9 − 1,8)² =1368,58cm4
Détermination des contraintes dans le béton comprimé σbc :
σbc= Mser
Iy1 =
190
1368,57× 1,8 =0,25MPa
σbc= 0,6.fc28=15MPa
σbc= 0,25MPa<σbc=15MPa………………condition vérifiée
Détermination des contraintes dans l’acier tendue σst :
Fissuration préjudiciable :
σst=min (2
3fe ; 110√η ft28)
Avec η : coefficient de fissuration pour HA ϕ≥6mm ; η=1,6
ɸ≥6mm ; η=1,6 σst =min (267MPa; 202MPa)=202MPa
σs t=15MPa<σst=202MPa………condition vérifiée
Contrainte de cisaillement :
τu= τ
b×d
T=1,5Q=1,05KN
τu=1,05
0,09×1=11,67KN/m²
τu =min (0,1fc28 ; 4MPa)=2,5MPa
τu =11,67×10−3MPa< τu=2,5MPa……….condition vérifiée
FigureVI-3 : Ferraillage de l’acrotère.
Projet de fin d’étude
69 |
VI-3. Etude des escaliers
VI-3-1. Introduction
C’est une partie du gros œuvre qui fait communiquer entre eux les différents niveaux d’un
immeuble. A la différence d’un incliné (rampe de garage, par exemple), l’escalier est
composé de plans horizontale successifs : marches et paliers.
Figure VI-4 : Eléments d’escalier.
VI-3-2. Descente de charge :
Paillasse :
- Carrelage horizontale (2cm) : 0,44 KN/m²
- Mortier de pose (H) (2cm) : 0,40 KN/m²
- Carrelage vertical (2cm) : 0,25 KN/m²
- Mortier de pose (V) (2cm) : 0,23 KN/m²
- Les marches : 1,87 KN/m²
- Paillasse : 4,31 KN/m²
- Enduit en ciment (2cm) : 0,46 KN/m²
- Garde-corps : 0,70 KN/m²
Gtotal = 8,66 KN/m²
Q = 2,50 KN/m²
Palier :
- Carrelage (2cm) : 0,44 KN/m²
- Mortier de pose (2cm) : 0,40 KN/m²
- Dalle pleine(e=12à15cm) : 3,75 KN/m²
- Enduit en ciment (2cm) :0,32 KN/m²
Projet de fin d’étude
70 |
Gtotal = 4,81 KN/m²
Q= 2,50 KN/m²
VI-3-3. Dimensionnement:
Dimensionner les escaliers revient à déterminer les dimensions du giron ‘’g’’ et contre marches
‘’h’’.
En utilisant la formule de BLONDEL on a :
59 ≤2h+g≤ 66cm Avec:
h: hauteur de la marcheur g : largeur de la marche, On prend généralement 2h+g=60cm
H = n×h
L=(n-1) ×g Avec : H : hauteur entre les faces supérieurs des deux paliers successifs d’étage
n : nombre de contre marches
L : la projection horizontale de la longueur total de la volée
D’après BLONDEL on a : L
(n−1)+ 2 ×
H
n = m
Et puis : m n2 – (m+L+2H) n +2H=0
Avec : m=60 et H=300
2=150cm et L=270cm
Donc l’équation devient : 60n2-630n+300=0 La solution de l’équation est : n=10 contre marches
Donc le nombre de marche est n-1=9 marches.
D’où:
h=H
n=
150
10=15cm
g=L
n−1 =
270
9 =30cm
On a :
2h+g=2×15+30=60L’inégalité est vérifiée.
Epaisseur de la paillasse :
L’épaisseur de paillasse doit vérifier la condition de la flèche tel que :
Lv
30 ≤ev≤
Lv
20
Cosα=L′v
cosαLv=
L′v
cosα
Lv’=3m
Tgα=(h
g)α=arctg(
h
g)
α=arctg(0,15
0,3)=26,56° cosα=0,89 et sinα=0,44
Lv=270
0,89=3,03 m
3,03
30 ≤ ev ≤
3,03
20donc 0,10≤ev≤0,15
Projet de fin d’étude
71 |
On prend une épaisseur ev=15cm.
Epaisseur du palier :
L’épaisseur du palier varie de 10cm à 15cm.
Tel que ev=12
0,89 =13,48cm
On prend : ev=15cm
VI-3-3. Etude de type1 d’escalier (à une seule volée) :
Volée (paillasse) :
Gv=8,66KN/m²
Qv=2,5KN/m²
qvu=1,35Gv+1,5Qv=15,44KN/m²
qvser=Gv+Qv=11,16KN/m²
Palier :
Gp=4,91KN/m²
Qp=2,5KN/m²
qpu=1,35Gp+1,5Qp=10,3KN/m²
qvser=Gp+Qp=7,41KN/m²
qv−qp
qv=
15,44−10,37
15,44= 0,33 = 30% ≥ 10%
a. Sollicitation : - Détermination des réactions (RA, RB) :
∑F=0 RA + RB = 1,1×qp + 2,7×qv+1,2×qp
∑M/B=0 RA(5,02)-1,1×qp×(1,1
2+ 2,7 + 1,2) − 2,7 × qv × (
2,7
2+ 1,2) − 1,2 × qp (
1,2
2) = 0
Projet de fin d’étude
72 |
RA =32,8KN
RB = 32,76KN
- Calcul des moments isostatiques et l’effort tranchant à l’E.L.U :
Si 0 ≤x≤1,1m
M(x)=RAx-qp𝑥²
2
M(x)=32,8x-5,185x²
T(x)= RA-qpx
=32,8-10,37x
M(0) = 0KN.m
M(1,1)=34,12KN.m
T(0)=RA=32,8KN
T(1,1)=21,39N
Si 1,1≤x≤3,8
M(x) = RAx- 1,1qp(x-1,1
2)-qv(
(𝑥−1,12)²
2)
M(x)= 32,8x-11,4(x-0,55)-7,72(x-1,1)²
T(x)=RA-1,1qp-qv(x-1,1)
T(x)=21,39-15,44(x-1,1)
M(1,1)=29,81KN.m
M(3,8)=31,32KN.m
T(1,1)=21,39KN
T(3,8)= -20,29KN
Si 3,8≤x≤5
M(x) = RAx-1,1qp(x-1,1
2) −2,7qv(x-
2,7
2+ 1,1)-qp
(x−3,8)²
2
M(x) = 32,8x-11,4(x-0,55)-41,68(x-0,25)-5,185(x-3,8)²
T(x) = RA-1,1qp-2,7qv-qp(x-3,8)
T(x) = 21,39- 53,095-10,37(x-3,8)
M(3,8)= -102,85KN.m
M(5)=0KN.m
T(3,8)= - 21,65KN
T(5)= - 44,149KN
Projet de fin d’étude
73 |
Mmax en travée :
M(x) = RAx-1,1qp(x-1,1
2)-qv
(x−1,1)²
2
M(x)=32,8x-11,4(x-0,55)-7,72(x-1,1)²
T(x)=RA-1,1qp-qv(x-1,1)
T(x)=21,39-15,44(x-1,12)
Mamax = 0,5 Mmax Mamax = 27, 05 KN.m
Mtmax = 0,85 Mmax Mtmax = 45,99 KN.m
- Calcul des moments isostatiques et l’effort tranchant à l’E.L.S :
M(x)=RAx -qp x²
2
M(x)=32,8x-7,41x²
T(x)= RA-qpx
=32,8-7,41x
M(0) = 0KN.m
M(1,1)=27,11KN.m
T(0)=RA=32,8KN
T(1,1)=24,64N
Si 1,1≤x≤3,8
M(x) = RAx-1,1qp(x-1,1
1)-qv
(x−1,12)²
2
M(x)= 32,8x-8,15(x-0,55)-5,58(x-1,1)²
T(x)=RA-1,1qp-qv(x-1,1)
T(x)=24,64-11,16(x-1,1)
M(1,1)=31,59KN.m
M(3,8)=57,47KN.m
T(1,1)=24,64KN
T(3,8)= -5,49KN
Si 3,8≤x≤5
M(x) = RAx-1,1qp(x-1,1
2)-2,7qv(x-
2,7
2+1,1)-qp
(x−3,8)²
2
M(x) = 32,8x-8,15(x-0,55)-30,13(x-0,25)-3,70(x-3,8)²
T(x) = RA-1,1qp-2,7qv-qp(x-3,8)
T(x) = 24,64- 30,132-7,41(x-3,8)
Projet de fin d’étude
74 |
M(3,8)= -8,809KN.m
M(5)=0KN.m
T(3,8)= -5,492KN
T(5)= - 14,384KN
Mmax en travée :
Si 3,8≤x≤5
M(x)=RAX-1,1qp(x-1,1
2)-qv
(𝑥−1,1)²
2
M(x)= 32,8x-8,15(x-0,55)-5,58(x-1,1)²
T(x)=RA-1,1qp-qv(x-1,1) T(x)=24,64-11,16(x-1,1)
Mamax = 0,5 Mmax Mamax = 29,41KN.m
Mtmax = 0,85 Mmax Mtmax = 49,99 KN.m
Calcul des sections d’armatures :
- Calcul à l’E.L.U :
En travée :
On a : h=0,15m ;b=1m ;d=0,135m Mut= 45,99KN.m
μbu=Mu
b.d2.fbu=
45,99×10−3
1×0,135²×14,17= 0,1<0,259
Pivot A, donc ; les armatures de compression ne sont pas nécessaire
α=1,25(1-√(1 − 2𝜇)=0,131
Z=d (1-0,4α)=0,127m
Ast=Mutmax
Z.σst =
45,99×10−3
0,127×348 =10,4cm2=10HA12/ml
Condition de non fragilité:
Ast=0,23bd.ftj
fe=0,23×1×0,135×
2,1
400 =1,63cm²
Armature de répartition :
Ar=Ast
4=
10,4
4=2,6cm²
On adopte : Ar=3,14cm²=4HA10
En appuis :
Mua=27,05KN.m
μbu=Mu
b.d2.fbu =
27,05×10−3
1×(0,135)²×14,17 =0,0593<0,259
Pivot A, donc ; les armatures de compression ne sont pas nécessaire.
α= 1,25(1-√1 − 2μ)=0,0765
Projet de fin d’étude
75 |
Z=d (1-0,4α)=0,130m
Ast=Muamax
Z.σst=
27,05×10−3
0,127×348=6,12cm²=6HA12
Condition de non fragilité:
Ast=0,23bd.ftj
fe=0,23×1×0,135×
2,1
400 =1,63cm²
Armature de répartition :
Ar=Ast
4=
6,12
4=1,53cm²
On adopte : Ar=3,14cm²=4HA10
Espacement maximal :
St ≤ min (3h; 33cm) = min (3×15; 33) cm = 33cm
Armatures longitudinales
- En travée: St= 100/10= 10 cm ≤ 33cm
- Sur appui : St= 100/6= 16,66 cm ≤ 33cm
Armatures de répartition :
-En travée: St= 100/4= 25 cm ≤ 33cm donc on prend St= 33cm
-Sur appui : St= 100/4= 25 cm ≤ 33cm donc on prend St= 33cm
Position b(cm) d(cm) Mu(KN.m) μ Α Z As
En travée 100 13,5 45,99 0,1 0,131 0,127 10,4
Sur appuis 100 13,5 27,05 0,0593 0,0765 0,130 6,12
Tableau VI-1 : ferraillage à ELU d’une volée d’escalier au niveau 1er étage.
Vérification de la contrainte de cisaillement:
La vérification du cisaillement se fait vis-à-vis d’ELU.
L’effort tranchant : Vu=pu×l
2=
15,44×5
2=38,6KN
Il faut vérifier que : τu≤ τu
Fissuration peu nuisible :
τu≤ τu=min (0,2fc28
σb; 5MPa)
τu=Vu
b×d=
38,6×10−3
1×0,135 =0,285MPa<3,33Mpa
Vérification à l’ELS :
On doit vérifier que :
σb=Mser
I. y ≤σbc=0,6.fc2815Mpa
Projet de fin d’étude
76 |
Détermination de l’axe neutre :
b
2y²+ n .(As+As’).Y-n.(As.d+As’.d’)=0 avec n=15
Moment d’inertie :
I= b
3y3+ n.As’.(Y-d’)² + n.As.(d-Y)²
On a seulement des armatures tendues (pas d’armatures comprimées) donc As’=0 les résultats
obtenus sont dans le tableau :
Position Mser(KN.m) Y(m) I(m4) σb(MPa) σb≤ σb
En travée 49,99 0,051 1,54×10− 1,65 Vérifiée
En appui 29,41 0,035 1,06×10−4 0,97 Vérifiée
Tableau VI-2- : Récapitulatif pour la vérification à ELS.
Figure VI-5: Ferraillage d’un volée d’escalier.
VI-4. Etude de la poutre palière :
La poutre palière sert d’encastrement au palier, prévue pour être un support d’escalier elle est
normalement noyée dans l’épaisseur du palier.
Figure VI-6 : La poutre palière.
Projet de fin d’étude
77 |
VI-4-1. Pré dimensionnement :
La hauteur de la poutre palière doit vérifier la condition suivante : L
15≤ h ≤
L
10
Avec L=4,72m donc 4,72
15≤ h ≤
4,72
10 0,31 ≤ h ≤0,47
Donc on adopte une hauteur h=45 cm
La largeur de la poutre doit être selon le RPS2002 : b ≥200 mm on prend b=25cm
b
h =0,55>0,25 c’est vérifié donc prenant une poutre palière de (25×45).
VI-4-2. Evaluation des charges :
Le calcul se fait en flexion simple pour une poutre partiellement encastrée à l’extrémité dans les
voiles et uniformément chargée, les charges sont :
Son poids propre : 0,25×0,45×25=2,81 KN/m
Poids de mur : 0,5KN/m²×4,72m=2,36KN/m Charge linéaire du palier :
ELU : Pu×l
2 =24,47KN/m
ELS :Ps×l
2 = 17,48KN/m
Surcharge d’exploitation :
Q=2,50KN/m
Combinaison des charges :
E.L.U: Pu=1,35×(2,81+2,36)+1,5×2,5+242,5+24,27=34,99KN/m
E.L.S: Ps=2,81+2,36+2,5+17,48=25,15KN/m
Calcul des moments en travée :
M0=Pl²
24 avec l=4,72m ;
E.L.U : Ma=34,99×(4,72)²
24=32,48KN.m
E.L.S : Ma= 25,15×(4,72)²
24=23,34KN.m
Calcul de moments aux appuis :
Ma=Pl²
12
E.L.U : Ma=34,99×(4,72)²
12=64,96KN.m
E.L.S : Ma= 25,15×(4,72)²
12=46,69KN.m
Calcul de la section d’armatures longitudinales :
Données : b=0,25m ; d=0,9h=0,9×45=40,5cm ; fbc=14,17MPa ; σs=435MPa
Projet de fin d’étude
78 |
D’après l’organigramme de calcul à l’ELU d’une section rectangulaire en flexion simple, les
résultats sont :
Position b(cm) d(cm) Mu(KN.m) Μ Α Z As
En travée 25 40,5 32,48 0,0558 0,0719 0,393 1,899
En appuis 25 40,5 64,96 0,111 0,1485 0,380 3,929
Tableau VI-3 : Ferraillage à ELU de la poutre palière.
Condition de non fragilité :
Asmin=0,23.b.d.ft28
fe=
0,23×25×40,5×2,1
500=0,798cm²
Armatures utilisées : Ast=max (As ;Asmin)
On prend :
2HA12 (2,26cm²) comme armatures tendues en travée
4HA12 (2,26cm²) comme armatures chapeaux en appuis
Vérification de la contrainte de cisaillement :
La vérification du cisaillement se fait vis-à-vis d’ELU.
L’effort tranchant : Vu=Pu×l
fe=
34,99×4,72
500=76,65KN
Il faut vérifier que : τu≤ τu
Fissuration peu nuisible :τu≤ τu=min (0,20fc28
σb;5MPA)=3,3MPa
τu=Vu
b×d=
76,65×10−3
0,25×0,404= 0,758MPa<3,33MPa
0,758MPa<3,33MPa
Vérification à l’ELS :
On doit vérifier que :
σb=Mser
I. Y≤σbc=0,6.fc28=15MPa
Détermination de l’axe neutre :
b
2.Y²+ n.(As+As’).Y-n.(As.d+As’.d’)=0 avec n=15
Moment d’inertie :
I= b
3.Y3 + n.As’.(Y-d’)² + n.As.(d-Y)²
On a seulement des armatures tendues (pas d’armatures comprimées) donc As’=0 les résultats
obtenus sont dans le tableau :
Projet de fin d’étude
79 |
Position Mser(KN.m) Y(m) I(m4) σb(Mpa) σb≤ σb
En travée 23,34 5,84×10−4 1,15×10−3 11,81 Vérifiée
En appui 64,96 1,22×10−3 2,38×10−3 0,97 Vérifiée
Tableau VI-4 : Récapitulatif pour la vérification à l’ELS.
La contrainte de compression de béton est vérifiée donc on adopte les armatures calculées à ELU
Calcul des armatures transversales et de l’espacement :
Diamètre des armatures transversales :
ɸt≤min( h
35;ɸlmin ;
b
10)
ɸt≤min(300
35;ɸlmin ;
250
10)
ɸt≤8,57mm on prend ɸt=8mm
Espacement des cours d’armatures dans la zone courante :
On prend At=4T8=2cm²
St≤min(0,9d;40cm)=min(0,9×40,5×40cm)=36,45cm
Stmin St≤At×fe
0,4×b=
2×10−4×500
0,4×25= 100cm
St≤At×0,9×d×fe
Vu×γs=
2×10−4×500×0,9×40,5
76,65×10−3×1,35=41,35cm
On prend comme espacement maximal dans la zone courante Stmax=St=11cm
Espacement des cours d’armatures dans la zone critique :
Selon le RPS2002 :
Sc=Min (8*ɸl ; 24ɸt ; 0.25h ; 20cm)
Sc=Min (8*1.2 ; 24*0.8; 0.25*45 ; 20cm) =10cm on prend Sc=10cm
Les premières armatures doivent être placées à 5 cm au plus de la face du poteau P1.
Longueur de la zone critique :
Selon le RPS2002 : lc=2H=2*45=90cm
VI-4-3. Dessin de ferraillage :
Disposition des armatures :
Longueur des chapeaux : L=4.72/4 =1.18m
Projet de fin d’étude
80 |
FigureVI-7 : Ferraillage de la poutre palière.
VI-5. Etude de la dalle machinerie :
VI-5-1. Introduction :
La dalle machinerie est une dalle pleine, qui reprend un chargement important par rapport à celle
des dalles de l’étage courant ou terrasse, cela est dû au mouvement de l’ascenseur ainsi qu’à son
poids, en tenant compte de la variation des efforts de la machine par rapport à la dalle.
VI-5-2. Dimensionnement :
La dalle d’ascenseur doit avoir une certaine rigidité vu le poids de la machine.
Résistance à la flexion :
Lx
50 ≤ e ≤
Lx
40
220
50≤e≤
220
40 4,5≤ e≤5,5m
Selon l’entreprise nationale des ascenseurs l’épaisseur de la dalle machine doit avoir la condition
suivante : e≥25cm
On prend : e=25cm
a- La détermination des charges et surcharges :
Charges permanentes :
- Poids de la dalle machine supportée : 50KN/m²
L y ,73m =2
L x =2,20m
Figure VI-8 : Schéma de la dalle machinerie.
Projet de fin d’étude
81 |
- Poids propre de la dalle : 0,25×25=6,25KN/m²
G=56,25KN/m²
Charges d’exploitation :
Q= 1KN/m²
La charge totale :
ELU : Nu=1,35G+1,5Q=77,438KN/m²
ELS : Ns=G+Q=57,25KN/m²
b- Calcul des sollicitations :
ρ=Lx
Ly =
2,2
2,73=0,8>0,4
Donc la dalle travaille dans les deux sens x et y.
- Mx=μxqulx²
- My=μyMx
ELU :
μx=0,0490 Mx=18,36KN.m
μy=0,7152 My=13,13KN.m
Selon les conditions d’encastrement d’appuis, on obtient les moments suivants:
Moments en travées :
Mtx=0,85Mx=15,60KN.m
Mty=0,85 My=11,16KN.m
Moments sur appuis:
Max=0,3Mx=5,51KN.m
May=0,3My=3,93KN.m
Ma=Max(Max,May)=5,51KN.m
c- Ferraillage de la dalle :
Pour une bande de 1m, on aura une section (b×h)=(100×25)cm² qui travaille en flexion simple.
o Ferraillage en travée :
• Dans le sens Lx :
On a: b=100cm; h=25cm; d=0,9h=22,5cm; σbc=14,17MPa; σs=348Mpa
Tableau VI-5: Récapitulatif des résultats de ferraillage en travée (sens Lx)
Mtx(KN.m) Μbu A’s(cm²) Α Z(cm) Ascal(cm²) Choix Asadp(cm²)
15,60 0,0869 0 0,113 21,47 2,087 5T10 3,94
Projet de fin d’étude
82 |
Espacement :
Esp = 100
5 =20cm < Min (3h;33cm)=33cm Vérifiée
• Dans le sens Ly:
Mtx(KN.m) μbu A’s(cm²) α Z(cm) Ascal(cm²) choix Asadp(cm²)
15,60 0,0646 0 0,0836 21,74 2,06 5T10 3,94
Tableau VI-6: Récapitulatif des résultats de ferraillage en travée (sens Ly)
Espacement :
Esp =100
5=20cm<Min (4h;33cm)=45cm Vérifiée
o Ferraillage en appuis:
Mtx(KN.m) μbu A’s(cm²) α Z(cm) Ascal(cm²) choix Asadp(cm²)
5,51 0,0307 0 0,039 22,14 0,714 5T8 2,5
Tableau VI-7: récapitulatif des résultats de ferraillage en appuis
Espacement :
Esp= 100
5 =20cm<Min (3h; 33cm) =33cm vérifiée
Espacement :
100
5= 20cm< Min (3h ;33cm)=33cm(sens x-x) vérifiée
Esp=
100
5= 20cm< Min (4h ;33cm)=45cm(sens y-y) vérifiée
d- Calcul des armatures transversales :
Les armatures transversales ne sont pas nécessaires si la condition ci-dessous est vérifiée :
τu=Tmax
bd≤ τu= 0,05fc28=1,25MPa
Tx=qu LxLy
2Lx+Ly=65,23KN
Ty=qu Lx
3=56,78KN
Tumax=Max (Tx ;Ty)=65,23KN
τu=65,23×10−3
1000×225=0,29MPa<τu=1,25MPa
Vérification à l’ELS:
Vérification des contraintes:
Béton :
σb=Mser
Iy ≤ σb=0,6fc28=15MPa
Projet de fin d’étude
83 |
Acier :
σs=𝜂Mser
I(d − y)≤ σs
σs=Min (2
3fe ; 150η)=240MPa
Avec :
η=1,6 pour HA ; fe=400MPa
ρ=lx
ly=0,805 ; qser=57,25KN/m
Mx=μxqserLx²
My=μyMx
À l’ELS on a:
μx=0,0555 Mx=15,37KN.m
μy=0,8042 My=12,36KN.m
Moment en travées:
Mtx=0,85Mx=13,0645KN.m
Mty=0,85My=10,50KN.m
Moments en appuis:
Ma=Max (0,3Mx ;0,3My)=3,91KN.m
Détermination de la valeur de “y”:
b
2 y²+nA’s (y-c’)-nAs (d-y)=0 avec : n=15
Moment d’inertie :
I=b
3 y3+nA’s (d-c’)²-nAs(d-y)²
Les résultats trouvés en travée et sur appui dans les deux sens sont regroupés dans le tableau suivant:
Mt(KN.m) As(cm²) Y(cm) I(cm4) σbc(Mpa) σbc≤σbc σs(Mpa) σs≤σs
Travée
(x-x) 13,064 3,94 8,21 16680,02 6,43
Vérifiée
167,88
Vérifiée (y-y) 10,5 3,94 8,21 16680,02 5,16 134,93
Appui 3,91 2,5 6,85 11863,08 2,25 77,37
Tableau VI-8 : Vérification des contraintes de la dalle en travée et en appuis dans les deux sens.
Vérification de la condition de non fragilité :
h=25cm ; b=100cm
Ax≥ρ0 (3−𝜌)
2bh =2,10cm²
Ax≥ρ0bh =2,00cm²
Projet de fin d’étude
84 |
ρ0=0,8%
Avec:
ρ=Lx
Ly=0,805
Sens Lx-x :
Sur appuis : Ax=2,5cm²/ml>2,10cm² Vérifiée
En travée : Ay=3,94cm²/ml>2,10cm² Vérifiée
Vérification de la flèche :
Il n’est pas nécessaire de faire la vérification de la flèche, si les trois conditions citées ci-dessous
sont vérifiées simultanément :
h
Lx≥
Mt
20Mx 0,113>0,042
h
Lx≥
1
27à
1
35 0,113>0,028 à 0,037
As
bd≥
2
fe 1,75×10 −3<5×10−3
Les trois conditions sont vérifiées donc le calcul de la flèche n’est pas nécessaire.
VI-6. L’ascenseur
VI-6-1. Introduction
Un ascenseur est un dispositif mobile ou semi-mobile assurant le déplacement des personnes (et
des objets) en hauteur sur des niveaux définis d'une construction.
Un ascenseur est constitué d'une cabine qui se déplace le long d'une glissière verticale dans
une cage d'ascenseur, on doit bien sur lui associer les dispositifs mécaniques permettant de
2 ,20m
Figure VI-9 : Ferraillage de la dalle machinerie.
Projet de fin d’étude
85 |
déplacer la cabine (le moteur électrique; le contre poids; les câbles).
VI-6-2. Etude de l’ascenseur
L’ascenseur est généralement composé de trois constituants essentiels :
Le treuil de levage et sa poulie ;
La cabine ou la benne ;
Le contre poids.
La cabine et contre poids sont aux extrémités du câble d’acier qui porte dans les gorges de la poulie
le treuil soit :
- Pm « poids mort » : le poids de la cabine, étrier, accessoire, câbles ;
- Q : la charge en cabine ;
- Pp : le poids de contrepoids tel que Pp=Pm+Q
2.
Dans le projet étudié, l’ascenseur est aménagé en vue du transport des personnes. D’après la norme
(NFP82-201), la charge nominale est de 450 kg pour 6 personnes avec une surface utile de la cabine
de 1,96 m².
Selon (NFP82-201) les dimensions de la cabine sont les suivantes :
- Largeur : 1,4 m ;
- Profondeur : 1,4 m ;
Figure VI-10 : Schéma d’ascenseur mécanique.
Projet de fin d’étude
86 |
- Hauteur : 2,2 m ;
- La largeur de passage libre : 0,8 m ;
- La hauteur de la course : 35,11 m ;
- L’épaisseur de la dalle qui supporte l’ascenseur : h0=25cm ;
- Le poids mort total est : Pm=∑Mi=2342,5 kg ;
- Le contre poids : Pp=2342,5+450
2=2567,5 kg.
a- Calcul de la charge de rupture :
Selon (NFP-82-202), la valeur minimale du coefficient de la sécurité Cs est de 10 et le rapport D
d; D :
diamètre de la poulie et d : diamètre du câble) est d’au moins de 40 qu’elle que soit le nombre des
tirons.
Prenons 𝐷
𝑑=45 et D=550mm d=12,22 mm
On a : Cr=Cs.M Avec :
Cs : coefficient de sécurité du câble
Cr : quotient de la charge de la rupture nominale de la nappe du câble.
M : charge statique nominale portée par la nappe
M=Q+Pm+Mg
Mg : Poids du câble.
On néglige Mg devant (Q+Pm) (Mg<<Q+Pm) M=Q+P
Donc Cr=Cs.M=Cs.(Q+P)=12(450+2342,5)=33510Kg
C’est la charge de rupture effective, elle doit être devisée par le coefficient de câblage « 0,85 »
Cr=33510
0,85=39423,52Kg
La charge de rupture pour « n » câble est : Cr=Cr(1câble)×m×n
Avec :
m : type de mouflage (2brins, 3brins,….)
n : nombre des câbles
Pour un câble de d=12,22 mm et m=3,
on a :
Cr(1câble)=8152Kg
n= Cr
Cr(câble)×m=1,61 Soit n=2 câbles
Le poids des câbles :
Mg=m×n×L
M : la masse linéaire du câble m=0,512 Kg/m
L : longueur du câble = 37,31m n : nombre des câbles = 2
Projet de fin d’étude
87 |
Mg=m×n×L=0,512×2×37,31=38,20 kg
M=Q+Pm+Mg=450+2342,5+38,20=2830,7Kg
Vérification de Cr :
Cr= Cr(1câble)×m×n=8152×3×0,85×2=41575,2 kg
Cs=Cr
M=
41575,2
2830,7=14,68>12 Cr=Cs.M
Calcul de la charge permanente totale G:
G=Pm+Pp+Ptreuil+Mg
- Le poids de (treuil+ le moteur) : Ptreuil=1200KG
- La charge permanente totale : G=2342,5+2567,5+12200+38,20=6148,2 kg
- La surcharge : Q=675 kg
Qu=1,35G+1,5Q=9464,44 kg
b- Vérification de la dalle au poinçonnement :
La dalle de l’ascenseur risque le poinçonnement sous l’effet de la force concentrée appliquée par
l’un des appuis du moteur (supposé appuyer sur 4 cotes). La charge totale ultime : qu=9464,44 kg
Chaque appui reçoit le1
4 de cette charge qu
Soit : q0 la charge appliquée sur chaque appui
q0=9464,44
4= 2366,11kg
Selon le BAEL 91 la condition de non pincement à vérifier est :
q0≤0,045μch0 fc28
γb
Avec :
qu : charge de calcul à l’E.L.U
h0 : Epaisseur totale de la dalle
uc : périmètre du contour au niveau du feuillet moyen la charge concentrée q0 est appliquée sur un
carré de (10×10) cm²
uc=2(U+V) ; h0=25cm
U=a+h0=10+25=35cm
V=b+h0=10+25=35cm
uc= 2(35+35)=140cm
0,045×140×25×25
1,5= 2625Kg >2366,11kg
Donc il n’y a pas de risque de poinçonnement.
c- Evaluation des moments dus aux charges concentrées :
Projet de fin d’étude
88 |
-1- -2- -3- -4- -5-
Distance des rectangles :
• Rectangle -1- :
U=145cm
V=188cm
• Rectangle -2- :
U=90cm
V=188cm
• Rectangle -3- :
U=145cm
V=90cm
• Rectangle -4- :
U=120cm
V=90cm
Les moments suivant les deux directions :
Mx= (M1+υM2) P
My= (M2+υM1) P Avec:
M1 et M2 :des coefficients associés à chaque rectangle.
υ: coefficient de poisson
À L’ELU (υ=0)
Mx=M1P
My=M2P
P=P’.S
La charge surfacique appliquée sur le rectangle A (35×35) cm² est :
Projet de fin d’étude
89 |
P’=qμ
u.v=
2366,1
0,35×0,35=19315,18kg/m²
Les résultats des moments isostatiques des rectangles (1),(2),(3) et (4) sont résumés dans le tableau
ci-dessous :
Tableau VI-9 : Les moments isostatiques des rectangles à l’ELU.
Les moments dus aux charges concentrées :
Mx1=Mx1-Mx2-Mx3+Mx4=504,53 Kg.m
My1=My1-My2-My3+My4=513,18 Kg.m
d- Les moments dus aux charges reparties (poids propre):
Chargement :
Lx=2,2m
Ly=2,73m h0=25cm
- Poids propre : G=0,25×2500=625 Kg/m
- Charge d’exploitation : Q=100 Kg/m
- Charge ultime : qu=1,35G+1,5Q =993,75 Kg/m
Sollicitations :
α=lx
ly=
2,2
2,73=0,805>0,4 La dalle travaille suivant les deux sens
Ma2=μx.qμ.l²x
My2=μy.Mx2
μx=0,0456 Mx2= 219,32 Kg.m
α=0,805
μy=0,7834 My2=171,81 Kg.m
e- Les moments appliqués à la dalle:
M0X= Mx1 +Mx2=504,53+219,32=723,85 Kg.m
M0Y= My2+My2=513,18+171,81 =684,99 Kg.m
Moments retenus :
En travée:
Rectangle U/Lx U/Ly M1 M2 S(m²) P’(Kg) P=P’S
(Kg)
Mx
(Kg.m)
My
(Kg.m)
1 0,65 0,68 0,078 0,062 2,726 19315,18 52653,18 4106,94 3264,49
2 0,409 0,68 0,106 0,079 1,692 19315,18 3464,21 3464,24 2581,82
3 0,65 0,32 0,093 0,081 1,575 19315,18 2829,19 2829,19 2464,13
4 0,54 0,32 0,129 0,110 1,08 19315,18 2690,99 2690,99 2294,64
Projet de fin d’étude
90 |
Mtx=0,75.M0X=542,88 Kg.m
Mty=0,75.M0Y=513,74 Kg.m
Sur appuis:
Max=May=0,5.M0x= 361,92 Kg.m
f- Calcul du ferraillage de la dalle:
Le ferraillage se fait sur une bande de (1m) de largeur.
Données :
• Largeur de la poutre b=100cm.
• Hauteur de la section h=25cm
• Hauteur utile des aciers tendus d=0,9h=22,5 cm.
• Contrainte des aciers utilisés fe=400 Mpa, σs=348Mpa
• Contrainte du béton à 28 jours fc28=25 Mpa, fbc=14,17Mpa.
• Contrainte limite de traction du béton ft28=2,1Mpa
• Fissuration peu préjudiciable
En travée :
Sens Lx :
Le moment ultime Mtx=5428,8 N.m
Le moment réduit μu :
μu= Mtx
b×d2×σbc =
5428,8
100×(22.5)2×14,17 = 0,007566<0,186
μu=0,00756 β=0,997 (d‘après le tableau)
d’où :
Asx=5428,8
0,997×22,5×348=0,695cm²/ml
Sens Ly :
Le moment ultime :Mty=5137,4N.m
Le moment réduit μu :
μu= Mty
b×d2×σbc =
5137,4
100×(22.5)2×14,17 = 0,00716<0,186
μu=0,00756 β=0,997 (d‘après le tableau)
d’où :
Asy=5428,8
0,997×22,5×348=0,658cm²/ml
En appuis :
Le moment ultime : Max=May=3619,2N.m
Projet de fin d’étude
91 |
Le moment réduit μu :
μu= Mtx
b×d2×σbc =
3619,2
100×(22.5)2×14,17= 0,00716<0,186
μu=0,00504 β=0,998 (d‘après le tableau)
d’où :
Asx= 3619,2
0,997×22,5×348=0,463cm²/ml
o Section minimale des armatures :
- Sens Ly :
Aymin=8h0=8.0,25=2cm²/ml
Aty=0,658 cm²/ml<Aymin=2cm²/ml on prend Aty=Aymin=2cm²/ml
Aay=0,463 cm²/ml<Aymin=2cm²/ml on prend Aay=Aymin=2cm²/ml
- Sens Lx :
Axmin=Aymin(3−𝛼
2)=2(
3−0,805
2)=2,195cm²/ml
Atx=0,695 cm²/ml<Axmin=2,20cm²/ml on prend Aty=Aymin=2,20cm²/ml
Aax=0,463 cm²/ml<Axmin=2,20cm²/ml on prend Aay=Aymin=2,20cm²/ml
o Le choix des aciers :
Le diamètre : h0=25cm=250 mm
Tel que : ɸ ≤ he
10 ɸ ≤25mm.
En travée :
- Sens Lx :
Atx=2,20 cm²/ml 4T10=3,14cm²/ml
Stx≤min(3h0,33cm) Stx=25cm
Stx≤33cm
- Sens Ly:
Aty=2 cm²/ml 4T10=3,14cm²/ml
Sty≤min(4h0,45cm) Sty=25cm
Sty≤45cm
Sur appuis:
Aa=2,10 cm²/ml 4T10 =3,14cm²/ml
St ≤ 33cm St=25cm
Les armatures transversales:
Vérification de la contrainte de cisaillement:
τu≤ τu
Projet de fin d’étude
92 |
Avec :τu=Vutot
b.d; et τu=
10.h0
3.min(0,13fc28 ;5MPa)
Vutot= Vx+Vy sens Lx
Vutot= Vx+Vy sens Ly
Calcul de Vx et Vy : (efforts tranchants dus aux charges reparties) :
Vx=quLx
2
1
1+α
2
; Vx>Vy
α>0,4
Vy=qu Lx
3
Vx=9,39×2,2
2
1
1+0,805
2
= 7,36N
Vy=9,39×2,2
3 =6,88 N
Charge ultime de la dalle :qu=1,35G+1,5Q=993,75Kg/m=9937,5N/m
On calcul Vv et Vu (efforts tranchants dus aux charges localisées) :
Vv=q0
2u+v=
2366,11
2.0,35+0,35 =22,53KN
(Vv=q0
3.u≤Vu)
2366,11
3.0,35=22,53KN
Comme (u=v=35cm)Vu=Vv=22,53KN
L’effort total Vtot :
Sens Lx : Vtot=Vx+Vv=7,36+22,53=29,89 KN
Sens Ly : Vtot=Vy+Vu=6,88+22,53=29,41KN
D’où :
Vtot= max (Vtotx ;Vtoty)
Vtot=29,89KN
Donc :
τu=Vtot
b.d =
28,89×103
1000.225 =0,128MPa
On vérifie que :
τu<τulim=10.ℎ0
3.min (0,13fc28 ; 5Mpa)
τu=0,128MPa< τulim = 10.0,16
3.min (3,25 ; 5Mpa)=2,71MPa………condition vérifiée.
Vérification à l’E.L.S :
Calcul des sollicitations :
Charge localisée :
M0x= (M1+υM2)Pser
Projet de fin d’étude
93 |
M0y= (M2+ υM1)Pser
Avec :
υ=0,2(E.L.S)
Pser=p’ser ×S=qaser
u.v.S
pser=qaser
u.v ; qser= (G+Q).
1
4
qser= (6148,2+675).1
4=1705,8kg
Donc :
P’ser=1705,8/(0,35)²=13924,89Kg/m²
Pser=13924,89 S
Les résultats des moments isostatiques des rectangles (1),(2),(3) et (4) sont résumés dans le tableau
suivant :
Rectangle U/Lx V/Ly M1 M2 S(m²) Pser=P’ser.S M0x(Kg.m) M0y(Kg.m)
1 0,65 0,68 0,078 0,062 2,726 37959,25 3431,51 2945,63
2 0,409 0,68 0,106 0,079 1,692 23560,91 2869,71 2360,80
3 0,65 0,32 0,093 0,081 1,575 21931,70 2394,94 2184,39
4 0,54 0,32 0,129 0,110 1,08 15038,88 2270,87 2042,27
Tableau VI-10 : les moments isostatiques des rectangles à ELS
Moment due aux charges localisées :
M0xc=M0x1-M0x2-M0x3+M0x4=437,73Kg.m
M0yc=M0y1-M0y2-M0y3+M0y4=442,71Kg.m
Moment due aux charges réparties (E.L.S) :
G= 0,25×2500 = 625Kg/m²; ep =25cm
Q =100kg/m² .
Qser =100+675 = 775Kg/m²
α=Lx
Ly=0,805>0,4la dalle travaille d ans les deux sens.
μx=0,0528
α=0,805(E.L.S)
μy=0,8502
M0xr= μx×qser×Lx²=0,0528×775×(2,2)²=198,05Kg.m
M0yr= μy×M0xr=0,8502× M0xr=168,38 Kg.m
Les moments appliqués au centre de rectangle d’impact seront donc :
M0x= M0xc+ M0xr=437,73+198,05=635,78 kg.m
Projet de fin d’étude
94 |
M0y= M0yc+ M0yr= 442,71+168,38=611,09 kg.m
Les moments en travées et en appuis
Mtx=0,75M0x=476,83Kg.m
Mty=0,75M0y=458,31Kg.m
Max= May=0,50M0x=317,89Kg.m
Vérification des contraintes dans le béton:
- Suivant Lx :
En travée :
Mtx=4768,3 N.m ; At=3,14cm²/ml ; A’=0
Position de l’axe neutre (y):
Y=by²
2+n A’s(y-d)-n As(d-y)=0
On a :
As’=0 ; et n=15
D’où :
50y²-15×3,14(22,5-y)=0
Donc : y=4,15cm
Calcul du moment d’inertie :
I=by3
3+15As(d-y)²
I=100.(4,15)3
3+15.3,14(22,5-4,15)²
I=18242,07cm4
La contrainte dans le béton σbc :
σbc = (Mser/I).y
σbc = (4768,3/18242,07).4,15=1,084MPa
La contrainte admissible du béton σbc :
σbc=0,6fc28=15MPa
Alors :
σbc=1,084 MPa< σbc condition vérifiée
Donc les armatures calculées à l’E.L.U conviennent.
Disposition du ferraillage :
Arrêt de barres :
C’est la longueur nécessaire pour assurer un ancrage total.
Fe400 ; fc28=25MPa
Projet de fin d’étude
95 |
Donc : Ls=40ɸ=40×1=40cm
Arrêt des barres sur appuis :
L1=max (Ls ;1
4(0,3+
Ma
M0x)Lx)=max(40cm ;40cm).
L1=40cm.
L2=max (Ls ;L1/2)=max(40cm ;20cm).
L2=40cm
Armatures finales :
Suivant Lx : At=3,14cm²/ml ; soit4T10 /mL avec St=25cm
Aa=3,14cm²/ml ; soit4T10 /mL avec St=25cm
Suivant Ly : At=3,14cm²/ml ; soit 4T10 /mL avec St=25cm
Aa=3,14cm²/ml ; soit 4T10 /mL avec St=25cm
VI-7. Les dalles pleines :
Le calcul des dalles pleines se fait en les assimilant à des consoles encastrée dans les poutres, on
adopte une épaisseur de h=14cm
Le calcul se fera pour une bande de 1.00ml
Exemple de calcul :
Dalle pleine du Rez de chaussée :
Données :
Figure VI-10 : Ferraillage d’ascenseur.
Projet de fin d’étude
96 |
Lx=1,00m
Ly=5,00m
On a α=Lx
Ly=
1
5=0,2<0,4 donc la dalle porte dans une direction.
Cela revient à étudier une poutre isostatique de 1m de largeur et de hauteur h=14cm
1. Calcul des sollicitations :
Mox=qu
8×lx²
M0y=0
G=6,76KN/m² qu=1,35G+1,5Q=16,626KN
Avec :
Q=5KN/m² qser=G+Q=11,76KN
D’où :
ELU : ELS:
M0x=qu
8×lx²=2,07KN.m M0x=
qser
8×lx²=1,47KN.m
M0y=0 M0y=0
2. Détermination du ferraillage :
ELU :
h=14cm
d=0,9×h=0,126m
b=1 ml
fbc=0,85 ×fcj
θγb
Dans le sens x :
On a M0x=2,07KN.m
Le moment réduit :
μu=M0x
b.d2.fbc =
2,07×10−3
1×(0,126)²×14,17=0,00920
μu=0,00920
μu<0,187 donc les armatures de compression ne sont pas nécessaires
α=1,25×(1-√(1 − 2× μu))=0,0115
Z=d×(1-0,4×α)=0,126×(1-0,4×0,0115)=0,125m
Ast= Mu
Zb.σst = 0,474cm²
Condition de non fragilité :
Projet de fin d’étude
97 |
Ast≥0,23×b×d×ft28
fe Ast≥0,23×1×0,125×
2,1
400 =1,50cm²
Le choix :
Ast=1,50cm²/m 3HA10 de section 2,37 cm²
Armature de répartition :
Ar=Ast
4=0,592cm²/m
Le choix : Ar 4HA8 de section 2,01cm²/ml.
Vérification à l’ELS :
M0x=1,47KN.m
Position de l’axe neutre :
Ast=1,50 cm² et n=15
𝑏𝑥²
2-n×Ast(d-x)=0 50x²-15×1,5×(12,6-x)=0
√Δ=239,17 x=2,16cm
Moment d’inertie:
I=bx3
3+ n×Ast (d-x)²
I=100×(1,5)3
3+15×1,5×(12,6-2,16)²
I=2527,35cm4
I=2,52×10−5m4
3. Calcul des contraintes :
Béton:
σbc=Ms×x
I
σbc=1,47×10−3×0,0216
2,52×10−5=1,26Mpa
Acier :
σst= 𝑛Ms×(d−x)
I
σst=151,47×10−3(0,126−0,0216)
2,52×10−5 =91,35Mpa
4. Calcul des contraintes admissibles :
Béton :
σbc=0,6×fc28=15MPa
σst=min(2
3fe,110√𝜂×ft28) fissuration préjudiciable, avec :η=1,6
σst=min(333,33,201,63)=201,63Mpa
Projet de fin d’étude
98 |
5. Vérification des contraintes admissibles :
σbc=1,26MPa< σbc=15Mpa
σst=91,35MPa<σst=201,63Mpa
Vérification au cisaillement :
Tmax=qu lx
2 =
16,626× 1
2 =8,313KN
τu=Tmax
b×d =0,0659 MPa
τu=min (0,15××fc28
γb, 4MPa)=2,5Mpa
τu=0,0659 < τu =2,5 Mpa
Vérification de la flèche :
h
l >
1
16
0,14
1,00 >
1
16 0,14>0,0625
Ast
b×d <
4,2
fe
1,5×10−4
1×0,126≤
4,2
400 0,00119≤0,0105
Donc la flèche est vérifiée.
Figure VI-11 : Ferraillage de la dalle pleine.
4HA8
3HA8
Projet de fin d’étude
99 |
Chapitre VII : Etude sismique
VII-1 : Introduction :
Il est nécessaire que la préoccupation parasismique soit intégrée dès les premières phases de la
conception du projet et qu’elle devienne un réflexe, de façon à réduire et contrôler les dommages
probables. Ce réflexe, de constructions parasismiques, ne peut résulter que d’une collaboration
permanente entre utilisateurs, architectes, ingénieurs et entreprises.
Il convient de rappeler qu’une application stricte des règles générales de la construction lors de
la conception du projet, ainsi qu’une bonne exécution des travaux, permettent aux bâtiments de
résister de façon satisfaisante aux séismes de faible à moyenne intensité.
VII-2 : Règlement parasismique marocain :
Le règlement parasismique marocain RPS2000 définit la méthode de l’évaluation de l’action
sismique sur les bâtiments à prendre en compte dans le calcul des structures et décrit les critères de
conception et des dispositions techniques à adopter pour permettre à ces bâtiments de résister aux
secousses sismiques. Pour simplifier le calcul des charges sismiques et uniformiser les exigences
de dimensionnement des structures à travers de grandes régions du pays, le RPS2000 utilise
l’approche des zones. Il s’agit de diviser le pays en trois zones de sismicité homogène et présentant
approximativement le même niveau de risque sismique pour une probabilité d’apparition de 10%
en 50 ans.
Les objectifs essentiels du « règlement de construction parasismique RPS 2000 » visent à :
i. Assurer la sécurité du public pendant un tremblement de terre
ii. Assurer la protection des biens matériels.
VII-3. Conception parasismique :
Le but de la construction parasismique à trouver des techniques de génie civil permettant aux
bâtiments de résister à toutes les secousses d’intensités inférieures ou égales à l’intensité nominale fixée par le règlement en vigueur. Différentes techniques de conception parasismique ont été
élaborées à l’issue des expériences passées :
Implantation judicieuse des constructions, hors des zones instables (faille, instabilité de
pente, risque de liquéfaction …)
Adaptation des fondations au type de sol
Utilisation de matériaux de qualité adéquate
Projet de fin d’étude
100 |
Utilisation de dispositions constructives énoncées dans les guides techniques de construction
parasismique (distribution des masses, chainages horizontaux et verticaux, etc …)
Prise en compte de « l’agression sismique » sur le site considéré dans l’élaboration des plans
de construction et donc éviter toute architecture susceptible de donner lieu à des effondre-
ments.
Ainsi la construction parasismique ne consiste pas uniquement en l’élaboration de techniques
de construction mais d’un ensemble de méthodes permettant aux bâtiments de résister aux secousses
sismiques.
VII-4. Méthodes de calcul :
Le calcul des forces sismiques peut être mené suivant plusieurs méthodes dont :
La méthode sismique équivalente ;
La méthode d’analyse modale spectrale.
VII-4-1. La méthode sismique équivalente :
a. Principe :
Les forces réelles dynamiques qui se développent dans la construction sont remplacées par
un système de forces statiques fictives dont les effets sont considérés équivalents à ceux de l’action
sismique.
Le mouvement du sol peut se faire dans une direction quelconque dans le plan horizontal.
Les forces sismiques horizontales équivalentes seront considérées appliquées
successivement suivant deux directions orthogonales caractéristiques choisies par le projeteur.
Dans le cas général, ces deux directions sont les axes principaux du plan horizontal de la structure.
Il faut souligner toutefois que les forces et les déformations obtenues pour l’élément à partir
des méthodes d’analyse statiques pour les charges de conception recommandées sont inférieures
aux forces et aux déformations qui seraient observées sur la structure sous les effets d’un séisme
majeur pour lequel les charges ont été spécifiées. Ce dépassement des forces est équilibré par le
comportement ductile qui est fourni par les détails de construction de l’élément.
C’est pourquoi l’utilisation de cette méthode ne peut être dissociée de l’application rigoureuse
des dispositions constructives garantissant à la structure :
Une ductilité suffisante ;
La capacité de dissiper l’énergie vibratoire des secousses sismiques majeures.
Projet de fin d’étude
101 |
b. Modélisation :
Le modèle du bâtiment à utiliser dans chacune des deux directions de calcul est plan avec
les masses concentrées au centre de gravité des planchers et un seul degré de liberté en tran-
slation horizontale par niveau sous réserve que les systèmes de contreventement dans les
deux directions puissent être découplés.
La rigidité latérale des éléments porteurs du système de contreventement est calculée à partir
de sections non assurées pour les structures en béton armé ou en maçonnerie.
Seul le mode fondamental de vibration de la structure est à considérer dans le calcul de la
force sismique totale.
c. Condition d’application de la méthode statique équivalente :
D’après l’article 6.2.1.2 du RPS 2000, l’approche statique équivalente adoptée, est requise dans
les conditions suivantes :
Le bâtiment doit être régulier conformément aux critères définis dans l’article 4.3.1 du RPS
La hauteur du bâtiment n’excède pas 60 m et sa période fondamentale ne dépasse pas 2
secondes.
i. Régularité en plan :
Le bâtiment présente sensiblement une symétrie orthogonale aussi bien pour la distribution
des rigidités que pour celle des masses.
A chaque niveau et pour chaque direction de calcul, la distance entre le centre de gravité et
le centre de masse ne dépasse pas 15% de la dimension du bâtiment mesurée perpendiculai-
rement à la direction de l’action sismique considérée.
La forme du bâtiment doit être compacte avec un rapport (longueur/largeur) du plancher
inférieur à 4.
La somme des dimensions des parties rentrantes ou oscillantes du bâtiment dans une direc-
tion donnée ne doit pas excéder 25% de la dimension totale du bâtiment dans cette direction.
Les planchers doivent présenter une rigidité suffisante vis-à-vis de celle des contrevente-
ments verticaux pour être considéré comme indéformables dans leur plan. Pour cela la sur-
face totale des ouvertures de plancher doit être inférieure à 15% de celle de ce dernier.
ii. Régularité en élévation :
Le système de contreventement ne doit pas compter d’élément porteur vertical discontinu,
dont la charge ne se transmet pas directement à la fondation.
Projet de fin d’étude
102 |
Aussi bien la raideur que la masse des différents niveaux restent constants ou diminuent
progressivement sans changement brusque, de la base au sommet du bâtiment.
Si les conditions de régularité ou de hauteur d’une structure, exigées par l’approche statique
équivalente ne sont pas satisfaites, il est admis d’utiliser une approche dynamique pour l’analyse
de l’action sismique.
VII-4-2. Méthode modale spectrale (article 6.4 RPS 2000) :
Le principe de cette méthode est de rechercher, pour chaque mode de vibration, le maximum
des effets qu’engendrent les forces sismiques dans la structure, représentées par un spectre de
réponse de calcul. Ces effets seront combinés pour avoir la réponse de la structure.
La méthode la plus couramment employée pour le calcul dynamique des structures est basée sur
l’utilisation de spectre de réponse.
L’approche dynamique est aussi basée sur un calcul direct en fonction du temps par l’utilisation
d’accélérogrammes adaptés au site de la construction.
L’analyse modale est la méthode de calcul des effets maximaux d’un séisme sur une structure.
- Un spectre de réponse caractérise la sollicitation sismique
- La structure est supposée à comportement élastique ce qui permet le calcul des modes
propres
- La réponse d’une structure est prépondérante au voisinage des fréquences de résonance
- Le comportement de la structure pour ces fréquences de résonances est appelé mode de
vibration
- Le comportement global est considéré comme la somme des contributions des différents
modes.
Le calcul des modes doit être poussé de façon à satisfaire les deux conditions suivantes issues du
PS 92 6.6.2.2 :
- Atteindre la fréquence minimale de 33 Hz dite « fréquence de coupure » dans chaque
direction d’excitation.
- Solliciter 90% de la masse M totale du système dans chaque direction d’excitation.
Au-delà de la fréquence de coupure l’apport des modes supérieurs est négligeable.
Ou bien :
La suite des modes peut être interrompue avant la fréquence de 33 Hz (période de 0,03 s) à condition
que la somme des masses modales représente au moins 70% de la masse totale vibrante M.
Projet de fin d’étude
103 |
Pour un séisme donné, la réponse globale de la structure n’est constituée que de quelques modes
principaux. Ces modes principaux sont retenus en fonction des masses modales effectives. La masse
modale étant pour un mode donné la masse effective dans la direction du séisme étudié.
Les réponses modales (déplacements et efforts maximaux) calculées pour les différents modes
retenus sont ensuite combinées de façon à restituer l’ensemble des effets du séisme réel.
VII-5. Hypothèses de calcul sismique :
VII-5-1. Vérification de la régularité :
D’après le RPS2000 et les vérifications réalisées par le bureau d’étude et l’architecte, la
structure ne représente aucune irrégularité en plan ni en élévation.
VII-5-2.Données sismique:
Toutes les hypothèses, toutes les valeurs de calcul parasismique de cette partie et toutes les mentions
des numéros d’article, de figure ou de tableau sont issues du règlement parasismique marocain de
construction RPS 2000.
Selon le zonage sismique de la figure 5.2, notre site (région de Casablanca ) fait partie de la
zone 2.
D’après le tableau 5.1, le coefficient d’accélération est : A=0,08.
Le bâtiment est destiné principalement pour un usage de salle de tournages et de bureaux
D’après l’article 3.2.2, le bâtiment est de classe I , ce qui donne le coefficient de
priorité : I=1,3 selon le tableau 3.1, et un niveau de ductilité de la structure ND1 ;
selon le tableau 3.2 :
Le site est de type S1
D’après le tableau 5.3, le coefficient du site est de 1 ;
D’après le tableau 3.3, le coefficient de comportement K=1,4
On prend un coefficient d’amortissement :𝜉 = 5%
VII-5-3. Résultats du calcul sismique :
a. Force sismique horizontale équivalente :
Les forces sismiques horizontales agissant sur les masses de la structure sont représentés par la
force équivalente de cisaillement à la base agissant dans la direction du calcul.
La force sismique latérale équivalente représentant la réponse élastique V doit être calculée à l’aide de la formule suivante :
V= 𝐀𝐒𝐃𝐈𝐖
𝐊
Avec :
A : le coefficient d’accélération ;
Projet de fin d’étude
104 |
S : le coefficient du site ;
D : le facteur d’amplification dynamique donnée par le spectre d’amplification dynamique ;
I : le coefficient de priorité ;
K : le facteur de comportement ;
W : la charge prise en poids de la structure.
Le charge W de la structure correspond à la totalité des charges permanentes G et une fraction q
des charges d’exploitation Q en fonction de la nature des charges et leur durée. On prend :
W= G + ψQ
Dans le cas des bâtiments à usage habitation, administratives et commercial on prend : ψ=0,2.
D’après le logiciel SAP 2000 on a les résultats ci-dessous :
Tableau VII-1 : Résultats du Poids des différents niveaux.
D’où :
W=∑Wk=3918,54KN
Donc :
V= ASDIW
K=
0,08×1×2,5×1,3×3918,54
1,4 =727,72KN
a. Force sismique latérale équivalente :
La force sismique latérale totale V doit être répartie sur la hauteur de la structure de la manière
suivante :
Une partie Ft de la force V est affectée au sommet du bâtiment ; le reste (V-Ft) doit être répartie
sur tous les niveaux y compris le dernier niveau selon la formule suivante :
Niveau Poids(KN) Masses (KN)
8 1022,07 104,23
7 4667,41 439,8
6 4662,34 503,2
5 4664,1 502,4
4 4665,30 443,76
3 4670,66 476,03
2 4689 480,98
1 4730,1 483,01
RDC 4756,25 485,13
Projet de fin d’étude
105 |
Ft = 0 si T ≤ 0.7 s ;
Ft = 0.07TV si T > 0.7 s ;
Fn= (V - Ft ) (Wn hn / ∑(Wi hi)) i varie de 1 à 8.
Où :
Fn est la force horizontale de calcul, appliquée au niveau n.
Wn est la charge totale au niveau n.
hn est la hauteur du niveau considéré à partir du sol.
T : période fondamentale de la structure, pour notre cas on a :
T=0,085 N avec N : Nombre d’étage ;
Donc T=0,68s<0,7 Ft=0 ;
Tableau VII-1 : Force sismique latérale.
Niveau hi(m) Masses (KN) Fi(KN)
8 30,70 104,23 33,93
7 37,45 439,8 174,86
6 24,20 503,2 129,15
5 20,95 502,4 111,63
4 17,70 443,76 83,30
3 14,45 476,03 72,95
2 11,20 480,98 57,13
1 7,95 483,01 40,72
RDC 4,70 485,13 24,18
Projet de fin d’étude
106 |
Conclusion générale :
L’établissement du projet de fin d’étude a permis de mettre à l’épreuve deux aspects
fondamentaux de notre profession d’ingénieur :
La première constatation est purement technique car nos valeurs et capacités de calcul ont
toujours été sollicitées. C’est surtout à travers nos recherches que nous avons pu surmonter certains
problèmes techniques rencontrés.
Outre la conception parasismique, la vérification manuelle et le calcul des différents
éléments en béton armé, nous avons pu nous intéresser à des concepts assez particuliers et peu
fréquents, nous avons pu aussi découvrir leur grande utilité surtout dans des situations assez
délicates et on recommande que ces concepts soient assez envisagés et que des formations tant au
niveau de l’école qu’au niveau des bureaux d’études soient effectuées pour bien cerner leur
fonctionnement.
Le second constat concerne en général l’ingénieur et son environnement : on a pu avoir une
vision globale de l’entreprise, sa structure, ses activités, découvrir de nouveaux métiers,
comprendre dans quelle mesure le travail au sein d’un service requiert rigueur, esprit d’équipe
partage du savoir-faire : tout cela fait réfléchir sur les qualités dont devrait se prémunir tout futur
ingénieur pour bien réussir son insertion dans le monde du travail.
Projet de fin d’étude
107 |
Références bibliographiques
Règlement :
o Règles de calcul du Béton Armé BAEL 91 modifié en 99 ;
o Règles parasismiques Marocain RPS 2000 ;
Livre
o Pratique du BAEL 91 ;
o Béton Armé – Guide de calcul ;
o Rapport Brahim « Etude d’un bâtiment à usage d’habitation et
commercial (sous-sol+RDC+9 étages) en béton armé ».
Cours :
o Résistance des matériaux ;
o Béton Armé ;
o Bâtiment.
Logiciels
o AUTOCAD 2010 ;
o SAP 2000 ;
o Excel 2013
o Word 2013
Projet de fin d’étude
108 |
ANNEXES
Projet de fin d’étude
109 |
ANNEXE A : les plans de coffrages -FONDATION-
Projet de fin d’étude
110 |
-Plancher haut RDC-
Projet de fin d’étude
111 |
-Plancher haut étage courant-
Projet de fin d’étude
112 |
ANNEXE B : Organigramme de calcul d’une section rectangulaire en flexion simple (ELU).
Projet de fin d’étude
113 |
ANNEXE B :Organigramme de calcul des poteaux en compression simple.
Projet de fin d’étude
114 |
ANNEXE B : Organigramme de calcul des poteaux en compression simple.
Projet de fin d’étude
115 |
ANNEXE C : Résultats de la descente de charge des poteaux.
Plancher haut 8éme étage
N° poteau S. supportée G(KN/m²) Q(Acrotère) G(Acrotère) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu(KN)
P1-P11-P15-P23 5,187 6,46 3,199 6,96945 1 4,6875 10,95625 56,12122 8,386 1 88,342647
N° poteau S. supportée G(KN/m²) Q(Acrotére) G(Acrotére) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu(KN)
P2-P12-P14-P24 6,93 6,46 3,78 7,7598 1 4,6875 11,90625 69,12135 10,71 1,1 120,3167048
N° poteau S. supportée G(KN/m²) G(Acrotère) Q(Acrotère) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu(KN)
P3-P9-P16-P21 7,66935 6,46 8,011275 3,9025 1 4,6875 13,0171875 79,1624635 11,57185 1 124,2271007
N° poteau S. supportée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majoration Nu(KN)
P4-P10-P13-P22 9,222 6,46 1 4,6875 15,53125 79,79287 9,222 1,1 133,7087
N° po-
teau
S.
sup-
portée
G(Acro-
tère)
Q(Acro-
tère) G(KN/m²)
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
Q(KN/m²)
PP
Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu(KN)
P5-P8-
P17-P20 7,9856 8,1909 3,99 6,46 3 4,65 1 4,6875 12,5625 91,894376 14,4456 1 145,7
N° poteau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²)
PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majoration Nu(KN)
P6-P19 12,92 6,46 1 4,6875 16,375 104,5257 12,92 1,1 176,5387
N° po-
teau
S. sup-
portée
G(Acro-
tère)
Q(Acro-
tère) G(KN/m²)
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
Q(KN/m²)
PP
Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu(KN)
P7-P18 8,16 8,3346 4,424 6,46 3 4,65 1 4,6875 13,75 117,58594 12,584 1 177,6
N° poteau S. supportée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majoration Nu(KN)
P25-P26-P27-P28 7,704 6,46 1 5,46875 13 68,23659 7,704 1,1 114,043
Projet de fin d’étude
116 |
Plancher haut étage courant habitation
N poteau Niveau S. supportée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P1-P11-P15-P23
2 5,19 5,65 1,75 4,69 10,96 44,95 9,08 1,00 74,30 163,70
3 5,19 5,65 1,75 4,69 10,96 44,95 9,08 1,00 74,30 238,00
4 5,19 5,65 1,75 4,69 10,96 44,95 9,08 1,00 74,30 312,30
la charge totale 713,99
N poteau Niveau S. supportée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P2-P12-P14-
P24
2 6,93 5,65 1,75 4,69 11,91 55,75 12,13 1,10 102,80 224,28
3 6,93 5,65 1,75 4,69 11,91 55,75 12,13 1,10 102,80 327,07
4 6,93 5,65 1,75 4,69 11,91 55,75 12,13 1,10 102,80 429,87
la charge totale 981,22
N poteau Niveau S. supporteé G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P3-P9-P16-P21
2 7,67 5,65 1,75 4,69 13,02 61,04 13,42 1,00 102,53 227,81
3 7,67 5,65 1,75 4,69 13,02 61,04 13,42 1,00 102,53 330,34
4 7,67 5,65 1,75 4,69 13,02 61,04 13,42 1,00 102,53 432,87
la charge totale 991,03
N poteau Niveau S. supporteé G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu'(KN) Nu(KN)
P4-P10-P13-P22
2 9,22 5,65 1,75 4,69 15,53 72,32 16,14 1,10 134,03 268,03
3 9,22 5,65 1,75 4,69 15,53 72,32 16,14 1,10 134,03 402,06
4 9,22 5,65 1,75 4,69 15,53 72,32 16,14 1,10 134,03 536,08
la charge totale 1206,17
N poteau Niveau
S.
sup-
porteé
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P5-P8-P17-
P20
2 7,99 3,00 4,65 5,65 1,75 5,47 12,56 4,69 4,75 1,00 13,45 160,23
3 7,99 3,00 4,65 5,65 1,75 5,47 12,56 4,69 4,75 1,00 13,45 173,69
4 7,99 3,00 4,65 5,65 1,75 5,47 12,56 4,69 4,75 1,00 13,45 187,14
la charge totale 521,06
N poteau Niveau S. sup-
porteé G(KN/m²) Q(KN/m²)
PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu'(KN) Nu(KN)
P6-P19
2 12,92 5,65 1,75 4,69 16,38 94,06 22,61 1,10 176,99 353,99
3 12,92 5,65 1,75 4,69 16,38 94,06 22,61 1,10 176,99 530,97
4 12,92 5,65 1,75 4,69 16,38 94,06 22,61 1,10 176,99 707,96
la charge totale 1592,92
N poteau Ni-
veau
S.
sup-
porteé
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu'(KN) Nu(KN)
P7-P18
2 8,16 3,00 4,65 5,65 1,75 4,69 13,75 90,99 14,28 1,00 144,26 321,88
3 8,16 3,00 4,65 5,65 1,75 4,69 13,75 90,99 14,28 1,00 144,26 466,14
4 8,16 3,00 4,65 5,65 1,75 4,69 13,75 90,99 14,28 1,00 144,26 610,41
la charge totale 1398,43
Projet de fin d’étude
117 |
N poteau Niveau S. sup-
porteé G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P25-P26-P27-P28
2 7,70 5,65 1,75 4,69 13,00 61,22 13,48 1,10 113,15 227,15
3 7,70 5,65 1,75 4,69 13,00 61,22 13,48 1,10 113,15 340,30
4 7,70 5,65 1,75 4,69 13,00 61,22 13,48 1,10 113,15 453,45
la charge totale 1020,90
Plancher haut étage courant bureau
N poteau Niveau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P1-P11-P15-
P23
1 5,19 5,65 2,50 4,69 10,96 44,95 12,97 1,00 80,13 800,45
2 5,19 5,65 2,50 4,69 10,96 44,95 12,97 1,00 80,13 880,59
3 5,19 5,65 2,50 4,69 10,96 44,95 12,97 1,00 80,13 960,72
4 5,19 5,65 2,50 4,69 10,96 44,95 12,97 1,00 80,13 1040,86
la charge totale 3682,62
N poteau Niveau S. sup-
portée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P2-P12-P14-
P24
1 6,93 5,65 2,50 4,69 11,91 55,75 17,33 1,10 111,37 1099,55
2 6,93 5,65 2,50 4,69 11,91 55,75 17,33 1,10 111,37 1210,92
3 6,93 5,65 2,50 4,69 11,91 55,75 17,33 1,10 111,37 1322,30
4 6,93 5,65 2,50 4,69 11,91 55,75 17,33 1,10 111,37 1433,67
la charge totale 5066,44
N poteau Niveau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P3-P9-P16-P21
1 7,67 5,65 2,50 4,69 13,02 61,04 19,17 1,00 111,16 1108,52
2 7,67 5,65 2,50 4,69 13,02 61,04 19,17 1,00 111,16 1219,68
3 7,67 5,65 2,50 4,69 13,02 61,04 19,17 1,00 111,16 1330,84
4 7,67 5,65 2,50 4,69 13,02 61,04 19,17 1,00 111,16 1442,00
la charge totale 5101,03
N poteau Niveau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P4-P10-P13-
P22
1 9,22 5,65 2,50 4,69 15,53 72,32 23,06 1,10 145,44 1358,44
2 9,22 5,65 2,50 4,69 15,53 72,32 23,06 1,10 145,44 1503,88
3 9,22 5,65 2,50 4,69 15,53 72,32 23,06 1,10 145,44 1649,32
4 9,22 5,65 2,50 4,69 15,53 72,32 23,06 1,10 145,44 1794,76
la charge totale 6306,40
N poteau Ni-
veau
S. sup-
portée
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P5-P8-
P17-P20
1 7,99 3,00 4,65 4,69 2,50 5,47 12,56 72,94 5,50 1,00 106,72 1266,09
2 7,99 3,00 4,65 4,69 2,50 5,47 12,56 72,94 5,50 1,00 106,72 1372,80
3 7,99 3,00 4,65 4,69 2,50 5,47 12,56 72,94 5,50 1,00 106,72 1479,52
4 7,99 3,00 4,65 4,69 2,50 5,47 12,56 72,94 5,50 1,00 106,72 1586,23
la charge totale 4225,12
Projet de fin d’étude
118 |
N poteau Niveau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P6-P19
1 12,92 5,65 2,50 4,69 16,38 94,06 32,30 1,10 192,97 1791,97
2 12,92 5,65 2,50 4,69 16,38 94,06 32,30 1,10 192,97 1984,95
3 12,92 5,65 2,50 4,69 16,38 94,06 32,30 1,10 192,97 2177,92
4 12,92 5,65 2,50 4,69 16,38 94,06 32,30 1,10 192,97 2370,90
la charge totale 8325,75
N poteau Ni-
veau
S. sup-
portée
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P7-P18
1 8,16 3,00 4,65 5,65 2,50 4,69 13,75 90,99 20,40 1,00 153,44 1558,20
2 8,16 3,00 4,65 5,65 2,50 4,69 13,75 90,99 20,40 1,00 153,44 1711,64
3 8,16 3,00 4,65 5,65 2,50 4,69 13,75 90,99 20,40 1,00 153,44 1865,09
4 8,16 3,00 4,65 5,65 2,50 4,69 13,75 90,99 20,40 1,00 153,44 2018,53
la charge totale 7153,46
N poteau Niveau S . sup-
portée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P25-P26-
P27-P28
1 7,70 5,65 2,50 4,69 13,00 61,22 19,26 1,10 122,68 1149,68
2 7,70 5,65 2,50 4,69 13,00 61,22 19,26 1,10 122,68 1272,37
3 7,70 5,65 2,50 4,69 13,00 61,22 19,26 1,10 122,68 1395,05
4 7,70 5,65 2,50 4,69 13,00 61,22 19,26 1,10 122,68 1517,73
la charge totale 5334,83
Plancher haut Rez de chaussée à usage commercial
N° poteau S. sup-
portée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu'(KN) Nu(KN)
P1-P11-
P15-P23 5,19 5,65 5,00 6,25 10,96 46,51 25,94 1,00 101,69 3794,86
N° poteau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P2-P12-
P14-P24 6,93 5,65 5,00 6,25 11,91 57,31 34,65 1,10 142,28 5220,33
N° poteau S. supporteé G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P3-P9-P16-
P21 7,67 5,65 5,00 4,69 13,02 61,04 38,35 1,00 139,92 5251,50
N° poteau S. suppor-
tée G(KN/m²) Q(KN/m²)
PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN) coef majoration Nu'(KN) Nu(KN)
P4-P10-
P13-P22 9,22 5,65 5,00 6,25 15,53 73,89 46,11 1,10 185,80 6503,80
N° poteau S. suppor-
tée G(KN/m²)
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majo-
ration Nu'(KN) Nu(KN)
P5-P8-
P17-P20 7,99 5,65 3,00 4,65 5,00 6,25 12,56 78,80 39,93 1,00 166,27 4484,13
Projet de fin d’étude
119 |
N° poteau S. supportée G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef majora-
tion Nu'(KN) Nu(KN)
P6-P19 12,92 5,65 5,00 6,25 16,38 95,62 64,60 1,10 248,59 8585,59
N° poteau S. sup-
porteé G(KN/m²)
Dalle pleine
(12cm)(KN/m²)
Hourdis néga-
tif
(20+5)(KN/m²)
Q(KN/m²) PP Po-
teaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef
majora-
tion
Nu'(KN) Nu(KN)
P7-P18 8,16 5,65 3,00 4,65 5,00 6,25 13,75 104,20 40,80 1,00 201,88 7365,89
N° poteau Surface
supporteé G(KN/m²) Q(KN/m²) PP Poteaux
ξpp
poutres*l/2 Gpo(kN) Qpo(kN)
coef ma-
joration Nu'(KN) Nu(KN)
P25-P26-P27-
P28 7,70 5,65 5,00 6,25 13,00 62,78 38,52 1,10 156,78 5502,78
Annexe D : Résultats Pré dimensionnement des poteaux
Plancher haut 8éme étage
N° poteau Nu(Kn) a calculé a adop Br b calculé b adop
P1-P11-P15-P23 89,40 0,24 0,2500 0,010 0,061878113 0,25
P2-P12-P14-P24 121,48 0,24 0,2500 0,013 0,076905517 0,25
P3-P9-P16-P21 125,28 0,24 0,2500 0,013 0,078685571 0,25
P4-P10-P13-P22 134,87 0,24 0,2500 0,015 0,083177865 0,25
P5-P8-P17-P20 146,78 0,24 0,2500 0,016 0,08875693 0,25
P6-P19 177,70 0,24 0,2500 0,019 0,103240948 0,25
P7-P18 177,62 0,24 0,2500 0,019 0,103203473 0,25
P25-P26-P27-P28 114,04 0,24 0,2500 0,012 0,073420359 0,25
Plancher haut étage courant habitation
N poteau Niveau Nu(Kn) a calculé a adop Br b calculé b adop
P1-P11-P15-P23
1,00 89,40 0,21 0,2500 0,010 0,061878113 0,2500
2,00 164,75 0,21 0,2500 0,018 0,097174711 0,2500
3,00 240,11 0,21 0,2500 0,026 0,132475994 0,2500
4,00 315,46 0,21 0,2500 0,034 0,167772592 0,25
P2-P12-P14-P24
1,00 121,48 0,21 0,2500 0,013 0,076905517 0,2500
2,00 225,44 0,21 0,2500 0,024 0,125604048 0,2500
3,00 329,39 0,21 0,2500 0,035 0,174297895 0,2500
4,00 433,35 0,21 0,2500 0,047 0,222996426 0,2500
Projet de fin d’étude
120 |
P3-P9-P16-P21
1,00 125,28 0,21 0,2500 0,013 0,078685571 0,2500
2,00 228,87 0,21 0,2500 0,025 0,127210781 0,2500
3,00 332,45 0,21 0,2500 0,036 0,175731307 0,2500
4,00 436,04 0,21 0,2500 0,047 0,224256517 0,2500
P4-P10-P13-P22
1,00 134,87 0,21 0,2500 0,015 0,083177865 0,2500
2,00 269,19 0,21 0,2500 0,029 0,146098091 0,2500
3,00 404,38 0,21 0,2500 0,044 0,209425856 0,2500
4,00 539,57 0,21 0,2500 0,058 0,272753621 0,3
P5-P8-P17-P20
1,00 146,78 0,21 0,2500 0,016 0,08875693 0,2500
2,00 265,62 0,21 0,2500 0,029 0,144425777 0,2500
3,00 384,46 0,21 0,2500 0,041 0,200094625 0,25
4,00 503,30 0,21 0,2500 0,054 0,255763473 0,3
P6-P19
1,00 177,70 0,21 0,2500 0,019 0,103240948 0,2500
2,00 355,15 0,21 0,2500 0,038 0,186364788 0,2500
3,00 533,29 0,21 0,2500 0,057 0,269811847 0,3
4,00 711,44 0,21 0,2500 0,077 0,353263591 0,35
P7-P18
1,00 177,62 0,21 0,2500 0,019 0,103203473 0,2500
2,00 322,94 0,21 0,2500 0,035 0,171276487 0,2500
3,00 468,25 0,21 0,2500 0,050 0,239344817 0,25
4,00 613,57 0,21 0,2500 0,066 0,307417831 0,35
P25-P26-P27-P28
1,00 114,04 0,21 0,2500 0,012 0,073420359 0,2500
2,00 228,31 0,21 0,2500 0,025 0,126948457 0,2500
3,00 342,62 0,21 0,2500 0,037 0,180495294 0,25
4,00 456,93 0,21 0,2500 0,049 0,23404213 0,25
Plancher haut étage courant bureau
N poteau Niveau Nu(Kn) a calculé a adop Br b calculé b adop
P1-P11-P15-P23
1,00 801,51 0,21 0,3500 0,086 0,281681145 0,3000
2,00 882,70 0,21 0,3500 0,095 0,308188478 0,3500
3,00 963,89 0,21 0,3500 0,104 0,334695811 0,35
4,00 1045,08 0,21 0,3500 0,113 0,361203143 0,4
P2-P12-P14-P24
1,00 1100,71 0,21 0,3500 0,119 0,379365514 0,4000
2,00 1213,25 0,21 0,3500 0,131 0,416108158 0,4500
3,00 1325,78 0,21 0,3500 0,143 0,452847536 0,5
4,00 1438,31 0,21 0,3500 0,155 0,489586915 0,5
P3-P9-P16-P21
1,00 1109,57 0,21 0,3500 0,120 0,382258173 0,4000
2,00 1221,79 0,21 0,3500 0,132 0,418896341 0,4500
3,00 1334,00 0,21 0,3500 0,144 0,455531245 0,45
4,00 1446,22 0,21 0,3500 0,156 0,492169413 0,5
P4-P10-P13-P22
1,00 1359,60 0,21 0,3500 0,146 0,463889266 0,5000
2,00 1506,20 0,21 0,3500 0,162 0,511751995 0,5500
3,00 1652,80 0,21 0,3500 0,178 0,559614724 0,6
4,00 1799,40 0,21 0,3500 0,194 0,607477452 0,6
Projet de fin d’étude
121 |
P5-P8-P17-P20
1,00 1279,33 0,21 0,3500 0,138 0,437682299 0,4500
2,00 1399,30 0,21 0,3500 0,151 0,476850728 0,5000
3,00 1519,26 0,21 0,3500 0,164 0,516015891 0,55
4,00 1639,22 0,21 0,3500 0,177 0,555181055 0,6
P6-P19
1,00 1793,13 0,21 0,3500 0,193 0,60543039 0,6500
2,00 1987,27 0,21 0,3500 0,214 0,668814225 0,7000
3,00 2181,40 0,21 0,3500 0,235 0,732194795 0,75
4,00 2375,54 0,21 0,3500 0,256 0,79557863 0,8
P7-P18
1,00 1559,26 0,21 0,3500 0,168 0,529075299 0,5500
2,00 1713,75 0,21 0,3500 0,185 0,579513996 0,6000
3,00 1868,25 0,21 0,3500 0,201 0,629955958 0,65
4,00 2022,75 0,21 0,3500 0,218 0,68039792 0,7
P25-P26-P27-P28
1,00 1150,84 0,21 0,3500 0,124 0,395732217 0,4000
2,00 1274,69 0,21 0,3500 0,137 0,436167408 0,4500
3,00 1398,53 0,21 0,3500 0,151 0,476599334 0,5
4,00 1522,37 0,21 0,3500 0,164 0,51703126 0,55
Plancher haut étage courant Rez de chaussée
N poteau Nu(Kn) a calculé a adop Br b calculé b adop
P1-P11-P15-P23 3805,14 0,28 0,4500 0,410 0,973409799 1
P2-P12-P14-P24 5233,56 0,28 0,4500 0,564 1,331312432 1,35
P3-P9-P16-P21 5263,70 0,28 0,4500 0,567 1,338864262 1,35
P4-P10-P13-P22 6503,80 0,28 0,4500 0,701 1,649581737 1,65
P5-P8-P17-P20 4484,13 0,28 0,4500 0,483 1,143536449 1,15
P6-P19 8585,59 0,28 0,4500 0,925 2,171191713 2,2
P7-P18 7365,89 0,28 0,4500 0,794 1,86558563 1,9
P25-P26-P27-P28 5502,78 0,28 0,4500 0,593 1,398767765 1,4
ANNEXE E : Résultats de pré dimensionnement des semelles
Pré dimensionnement de S1
Charge Ns sur P1 (KN): 544,25
Grand coté b du poteau P1(cm) : 100,00
Petit coté a du poteau P1 (cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 2,72
Petit dimension A de S1 (m) 1,11
Grand dimension B de S1(m) 2,46
A addop (m) 1,15
B addop (m) 2,50
Hauteur utile d (m): 0,38
la hauteur Ht du S1 (m) 0,43
d addop (Cm) 40,00
Ht addop (Cm) 45,00
Pré dimensionnement de S2
Charge Ns sur P2(KN): 682,51
Grand coté b du poteau P2 (cm) : 135,00
Petit coté a du poteau P2 (cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 3,41
Petit dimension A de S2(m) 1,07
Grand dimension B de S2 (m) 3,20
A addop (m) 1,50
B addop (m) 3,30
Hauteur utile d (m): 0,49
la hauteur Ht du S2 (m) 0,54
d addop (Cm) 50,00
Ht addop (Cm) 55,00
Projet de fin d’étude
122 |
Pré dimensionnement de S3
Charge Ns sur P3(KN): 749,40
Grand coté b du poteau P3 (cm) : 135,00
Petit coté a du poteau P3 (cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 3,75
Petit dimension A de S3 (m) 1,12
Grand dimension B de S3 (m) 3,35
A addop (m) 1,20
B addop (m) 3,40
Hauteur utile d (m): 0,51
la hauteur Ht du S3 (m) 0,56
d addop (Cm) 55,00
Ht addop (Cm) 60,00
Pré dimensionnement de S4
Charge Ns sur P4(KN): 862,03
Grand coté b du poteau P4 (cm) : 165,00
Petit coté a du poteau P4 (cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 4,31
Petit dimension A de S3 (m) 1,08
Grand dimension B de S3 (m) 3,98
A addop (m) 1,20
B addop (m) 4,00
Hauteur utile d (m): 0,59
la hauteur Ht du S3 (m) 0,64
d addop (Cm) 60,00
Ht addop (Cm) 65,00
Pré dimensionnement de S6 Charge Ns sur P6(KN): 1139,36
Grand coté b du poteau P6 (cm) :
220,00
Petit coté a du poteau P6(cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 5,70
Petit dimension A de S6 (m) 1,08
Grand dimension B de S6 (m) 5,28
A addop (m) 1,60
B addop (m) 5,30
Hauteur utile d (m): 0,78
la hauteur Ht du S6 (m) 0,83
d addop (Cm) 80,00
Ht addop (Cm) 85,00
Pré dimensionnement de S5
Charge Ns sur P5(KN): 841,36
Grand coté b du poteau P5 (cm) : 115,00
Petit coté a du poteau P5(cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle (m²): 4,21
Petit dimension A de S5 (m) 1,28
Grand dimension B de S5 (m) 3,28
A addop (m) 1,50
B addop (m) 3,30
Hauteur utile d (m): 0,54
la hauteur Ht du S5 (m) 0,59
d addop (Cm) 55,00
Ht addop (Cm) 60,00
Projet de fin d’étude
123 |
Vérification de la contrainte du sol
Vérification du contrainte de sol pour S1
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 3,75
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0422
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser + Pp ) 0,59
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,156
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S2
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 4,95
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0681
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser + Pp ) 0,75
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,152
Contrôle ( q' < q=0,2 MPa) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S3
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 4,08
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0612
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser+ Pp ) 0,81
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,199
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S4
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 4,80
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0780
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser + Pp ) 0,94
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,196
Pré dimensionnement de S7
Charge Ns sur P7(KN): 1042,07
Grand coté b du poteau P7 (cm) : 190,00
Petit coté a du poteau P7(cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 5,21
Petit dimension A de S7 (m) 1,11
Grand dimension B de S7 (m) 4,69
A addop (m) 1,60
B addop (m) 4,70
Hauteur utile d (m): 0,70
la hauteur Ht du S7 (m) 0,75
d addop (Cm) 70,00
Ht addop (Cm) 75,00
Pré dimensionnement de S25
Charge Ns sur P25(KN): 728,72
Grand coté b du poteau P25 (cm) : 140,00
Petit coté a du poteau P25(cm) : 45,00
Contrainte admissible du sol σ (Mpa) :
0,20
surface portante S du semelle
(m²): 3,64
Petit dimension A de S25 (m) 1,08
Grand dimension B de S25 (m) 3,37
A addop (m) 1,40
B addop (m) 3,40
Hauteur utile d (m): 0,50
la hauteur Ht du S25 (m) 0,55
d addop (Cm) 50,00
Ht addop (Cm) 55,00
Projet de fin d’étude
124 |
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S5
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 4,95
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0743
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser+ Pp ) 0,92
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,185
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S6
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 7,42
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,1577
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser+ Pp ) 1,30
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,175
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S7
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 7,52
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,1410
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser+ Pp ) 1,18
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,157
Contrôle ( q' < q ) Vérifié
Vérification du contrainte de sol pour S25
Aire de la surface portante (m²) ( A x B ) 4,76
Poids propre de la semelle (MN) ( A x B x Ht x 0.025 ) 0,0655
Charge totale sur le sol (MN) ( Nser+ Pp ) 0,79
Contrainte de travail sur le sol (Mpa) ( N / S ) 0,167
Contrôle ( q' < q ) vérifié
ANNEXE F : Résultats de dimensionnement des poteaux
Plancher haut 8éme étage
Poteaux Nu ( KN) a (m) b (m) Br (m²) λ α Ath (cm²) Amin
(cm²)
Amax
(cm²)
As
(cm²) barres d'acier
P1-P11-P15-P23 89,40 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -19,68 4 31,25 4,00 4HA12
P2-P12-P14-P24 121,48 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -18,65 4 31,25 4,00 4HA12
P3-P9-P16-P21 125,28 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -18,53 4 31,25 4,00 4HA12
P4-P10-P13-P22 134,87 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -18,22 4 31,25 4,00 4HA12
P5-P8-P17-P20 146,78 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -17,84 4 31,25 4,00 4HA12
P6-P19 177,70 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -16,85 4 31,25 4,00 4HA12
P7-P18 177,62 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -16,86 4 31,25 4,00 4HA12
P25-P26-P27-P28 114,04 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -18,89 4 31,25 4,00 4HA12
Projet de fin d’étude
125 |
Choix
du sec-
tion
Choix 1 : 4HA12
Diamètre des arma-
tures longitudinales
Øl = 12mm 12 Mm
Diamètre des aciers
transversaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum
6mm
Øt= 6 Mm
Espacement des
aciers transversaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm) St = 18 Cm
Jonctions par recou-
vrement
lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500
et RL 235 )
Lr = 36 Cm
R.P.S RPS
longeur du zone cri-
tique
Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 50,00 Cm
Espace dans la zone
critique
tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) Tcr 6,25 Cm
Espace dans la zone
courant
tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) Tc 12,50 Cm
Planchez haut étage courant habitation
Poteaux Ni-
veau
Nu(Kn) a (m) b (m) Br (m²) λ α Ath
(cm²)
Amin
(cm²)
Amax
(cm²)
As
(cm²)
barres
d'acier
P1-P11-
P15-P23
1,00 89,40 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -19,68 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 164,75 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 240,11 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 315,46 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
P2-P12-
P14-P24
1,00 121,48 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -18,65 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 225,44 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 329,39 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 433,35 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
P3-P9-P16-
P21
1,00 125,28 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 228,87 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,22 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 332,45 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 436,04 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
P4-P10-
P13-P22
1,00 134,87 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 269,19 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 404,38 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -9,61 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 539,57 0,2500 0,3 0,0644 29,10 0,72 -17,66 4,4 37,5 4,40 4HA14
P5-P8-P17-
P20
1,00 146,78 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 265,62 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 384,46 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 503,30 0,2500 0,3 0,0644 29,10 0,72 -11,35 4,4 37,5 4,40 4HA14
P6-P19 1,00 177,70 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
Projet de fin d’étude
126 |
2,00 355,15 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 533,29 0,2500 0,3 0,0644 29,10 0,72 -13,53 4,4 37,5 4,40 4HA14
4,00 711,44 0,2500 0,35 0,0759 29,10 0,72 -13,53 4,8 43,75 4,80 4HA14
P7-P18 1,00 177,62 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -16,86 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 322,94 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 468,25 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 613,57 0,2500 0,35 0,0759 29,10 0,72 -13,53 4,8 43,75 4,80 4HA14
P25-P26-
P27-P28
1,00 114,04 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -13,53 4 31,25 4,00 4HA12
2,00 228,31 0,2500 0,2500 0,0529 29,10 0,72 -15,24 4 31,25 4,00 4HA12
3,00 342,62 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -17,66 4 31,25 4,00 4HA12
4,00 456,93 0,2500 0,25 0,0529 29,10 0,72 -15,59 4 31,25 4,00 4HA12
Choix
du sec-
tion
Choix 1 : 4HA12
Diamètre des armatures
longitudinales
Øl = 12mm 12 mm
Diamètre des aciers trans-
versaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers
transversaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 18 cm
Jonctions par recouvre-
ment
lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500 et RL
235 )
Lr = 36 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 50,00 cm
Espace dans la zone cri-
tique
tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) Tcr 6,25 cm
Espace dans la zone cou-
rant
tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) Tc 12,50 cm
Projet de fin d’étude
127 |
Choix
du sec-
tion
Choix 1 : 4HA14
Diamètre des armatures lon-
gitudinales
Øl = 14mm 14 mm
Diamètre des aciers trans-
versaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum
6mm
Øt= 6 mm
Espacement des aciers trans-
versaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm
)
St = 21 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500
et RL 235 )
Lr = 42 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 50,00 cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 7,50 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 cm
Plancher haut étage courant bureau
Poteaux Ni-
veau
Nu(Kn) a (m) b (m) Br (m²) λ α Ath
(cm²)
Amin
(cm²)
Amax
(cm²)
As
(cm²)
barres d'acier
P1-P11-
P15-P23
1,00 801,51 0,3500 0,3500 0,1089 20,78 0,72 -20,78 5,6 61,25 5,60 4HA14
2,00 882,70 0,3500 0,3500 0,1089 20,78 0,72 -17,66 5,6 61,25 5,60 4HA14
3,00 963,89 0,3500 0,4 0,1254 20,78 0,72 -15,59 6 70 6,00 4HA14
4,00 1045,08 0,3500 0,45 0,1419 20,78 0,72 -13,53 6,4 78,75 6,40 4HA14+2HA12
P2-P12-
P14-P24
1,00 1100,71 0,3500 0,4500 0,1419 20,78 0,72 -25,28 6,4 78,75 6,40 4HA14+2HA12
2,00 1213,25 0,3500 0,5000 0,1584 20,78 0,72 -17,66 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
3,00 1325,78 0,3500 0,55 0,1749 20,78 0,72 -15,59 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
4,00 1438,31 0,3500 0,55 0,1749 20,78 0,72 -13,53 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
P3-P9-
P16-P21
1,00 1109,57 0,3500 0,4500 0,1419 20,78 0,72 -24,99 6,4 78,75 6,40 4HA14+2HA12
2,00 1221,79 0,3500 0,5000 0,1584 20,78 0,72 -17,66 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
3,00 1334,00 0,3500 0,5 0,1584 20,78 0,72 -15,59 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
4,00 1446,22 0,3500 0,55 0,1749 20,78 0,72 -13,53 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
P4-P10-
P13-P22
1,00 1359,60 0,3500 0,5000 0,1584 20,78 0,72 -24,04 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
2,00 1506,20 0,3500 0,5500 0,1749 20,78 0,72 -17,66 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
3,00 1652,80 0,3500 0,6 0,1914 20,78 0,72 -15,59 7,6 105 7,60 4HA14+2HA12
4,00 1799,40 0,3500 0,6 0,1914 20,78 0,72 -13,53 7,6 105 7,60 4HA14+2HA12
P5-P8-
P17-P20
1,00 1279,33 0,3500 0,4500 0,1419 20,78 0,72 -19,57 6,4 78,75 6,40 4HA14+2HA12
2,00 1399,30 0,3500 0,5000 0,1584 20,78 0,72 -17,66 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
3,00 1519,26 0,3500 0,55 0,1749 20,78 0,72 -15,59 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
4,00 1639,22 0,3500 0,6 0,1914 20,78 0,72 -13,53 7,6 105 7,60 4HA14+2HA12
P6-P19 1,00 1793,13 0,3500 0,6500 0,2079 20,78 0,72 -31,27 8 113,75 8,00 4HA14+2HA12
2,00 1987,27 0,3500 0,7000 0,2244 20,78 0,72 -17,66 8,4 122,5 8,40 4HA14+2HA12
3,00 2181,40 0,3500 0,75 0,2409 20,78 0,72 -15,59 8,8 131,25 8,80 4HA16+2HA12
4,00 2375,54 0,3500 0,8 0,2574 20,78 0,72 -13,53 9,2 140 9,20 4HA16+2HA12
P7-P18 1,00 1559,26 0,3500 0,5500 0,1749 20,78 0,72 -24,68 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
Projet de fin d’étude
128 |
2,00 1713,75 0,3500 0,6000 0,1914 20,78 0,72 -17,66 7,6 105 7,60 4HA16+2HA12
3,00 1868,25 0,3500 0,65 0,2079 20,78 0,72 -15,59 8 113,75 8,00 4HA16+2HA12
4,00 2022,75 0,3500 0,7 0,2244 20,78 0,72 -13,53 8,4 122,5 8,40 4HA16+2HA12
P25-P26-
P27-P28
1,00 1150,84 0,3500 0,4000 0,1254 20,78 0,72 -16,65 6 70 6,00 4HA14
2,00 1274,69 0,3500 0,4500 0,1419 20,78 0,72 -17,66 6,4 78,75 6,40 4HA16+2HA12
3,00 1398,53 0,3500 0,5 0,1584 20,78 0,72 -15,59 6,8 87,5 6,80 4HA14+2HA12
4,00 1522,37 0,3500 0,55 0,1749 20,78 0,72 -13,53 7,2 96,25 7,20 4HA14+2HA12
Choix du
section
Choix
1 :
4HA14
Diamètre des armatures longi-
tudinales
Øl = 14mm 14 mm
Diamètre des aciers transver-
saux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 Mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 21 Cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 42 Cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 50,00 Cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 8,75 Cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 16,80 Cm Choix du
section
Choix
1 :
4HA14+2HA12
Diamètre des armatures longi-
tudinales
Øl = 14mm 12mm
Diamètre des aciers transver-
saux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 Mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 18 Cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 36 Cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 50,00 Cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 Cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 Cm
Choix du
section
Choix
1 :
4HA16+2HA12
Diamètre des armatures longi-
tudinales
Øl = 16mm 12mm
Diamètre des aciers transver-
saux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Projet de fin d’étude
129 |
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 18 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 )
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 36 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 75,00 cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 cm
Plancher haut Rez de chaussée
Poteaux Nu ( KN) a (m) b
(m)
Br (m²) λ α Ath
(cm²)
Amin
(cm²)
Amax
(cm²)
As
(cm²)
barres d'acier
P1-P11-P15-
P23
3805,14 0,4500 1 0,4214 21,55 0,79 -68,70
11,6 225 11,60 6HA16
P2-P12-P14-
P24
5233,56 0,4500 1,35 0,5719 21,55 0,79 -91,22 14,4 303,75 14,40 8HA16
P3-P9-P16-P21 5263,70 0,4500 1,35 0,5719 21,55 0,79 -90,34 14,4 303,75 14,40 8HA16
P4-P10-P13-
P22
6503,80 0,4500 1,65 0,7009 21,55 0,79 -109,18
16,8 371,25 16,80 8HA16+2HA12
P5-P8-P17-P20 4484,13 0,4500 1,15 0,4859 21,55 0,79 -76,41 12,8 258,75 12,80 6HA16+2HA12
P6-P19 8585,59 0,4500 2,2 0,9374 21,55 0,79 -149,30
21,2 495 21,20 12HA16
P7-P18 7365,89 0,4500 1,9 0,8084 21,55 0,79 -129,87
18,8 427,5 18,80 10HA16
P25-P26-P27-
P28
5502,78 0,4500 1,4 0,5934 21,55 0,79 -92,54 14,8 315 14,80 8HA16
Choix 1 : 6HA16+2HA12
Diamètre des armatures
longitudinales
Øl = 16mm 12mm
Diamètre des aciers trans-
versaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 Mm
Espacement des aciers
transversaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 Cm
Jonctions par recouvre-
ment
lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 36 Cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 36 Cm
Lz 140,00 cm
Espace dans la zone cri-
tique
tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 Cm
Espace dans la zone cou-
rant
tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 Cm
Projet de fin d’étude
130 |
Choix du section Choix 1 : 8HA16
Diamètre des armatures
longitudinales
Øl = 16mm 16mm
Diamètre des aciers trans-
versaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers
transversaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvre-
ment
lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 48 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 48 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 150,00 cm
Espace dans la zone cri-
tique
tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 12,80 cm
Espace dans la zone cou-
rant
tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 19,20 cm
Choix du section Choix 1 : 8HA16+2HA12
Diamètre des armatures
longitudinales
Øl = 16mm 12mm
Diamètre des aciers trans-
versaux
Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers
transversaux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvre-
ment
lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 36 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 36 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 165,00 cm
Espace dans la zone cri-
tique
tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 cm
Espace dans la zone cou-
rant
tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 cm
Projet de fin d’étude
131 |
Choix du section Choix 1 : 6HA16+2HA12
Diamètre des armatures longitu-
dinales
Øl = 16mm 12mm
Diamètre des aciers transversaux Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 36 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 36 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 115,00 cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 cm
Choix du section Choix 1 : 12HA16
Diamètre des armatures longitu-
dinales
Øl = 16mm 16mm
Diamètre des aciers transversaux Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 48 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 48 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 220,00 cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 12,80 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 19,20 cm
Choix du section Choix 1 : 10HA16
Diamètre des armatures longitu-
dinales
Øl = 16mm 16mm
Diamètre des aciers transversaux Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 48 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 48 cm
R.P.S RPS
longeur du zone critique Lz = Max(he/6 ; b ; 45cm) Lz 195,00 cm
Projet de fin d’étude
132 |
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 12,80 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 19,20 cm
Choix 1 : 6HA16
Diamètre des armatures longitu-
dinales
Øl = 16mm
Diamètre des aciers transversaux Øt < ( Ølmax / 3 ) avec minimum 6mm Øt= 6 mm
Espacement des aciers transver-
saux
St = mini ( a+10 cm ; 15 Øl ; 40 cm ) St = 40 cm
Jonctions par recouvrement lr = 0.6 ls ( soit 24Øl pour HA 400 ) Lr = 48 cm
( soit 30 Øl pour HA 500 et
RL 235 )
Lr = 48 cm
Lz 100,00 cm
Espace dans la zone critique tcr = Min(15cm ; 8Øl ; 0.25b) tcr 9,60 cm
Espace dans la zone courant tc = Min(30cm ; 12Øl ; 0.5b) tc 14,40 cm
Projet de fin d’étude
133 |
ANNEXE G : Résultats de Ferraillages des poteaux et des semelles
Les Poteaux
Les semelles
N° Dimension
(A×B)
Ht Acier A Acier B
S1-S11-S15-S23 150×250 45 10HA20 14HA20
S2-S12-S14-S24 150×350 55 12HA20 20HA20
S3-S9-S10-S21 120×340 60 8HA20 20HA20
S4-S10-S13-S22 120×400 65 8HA20 16HA25
S5-S8-S17-S20 150×330 60 8HA20 18HA20
S6-S19 160×530 85 12HA20 20HA25
S7-S18 160×470 75 12HA20 18HA25
S25-S26-S27-S28 140×340 55 10HA20 14HA25
Projet de fin d’étude
134 |
Résumé
Le présent projet, étudie un bâtiment qui se compose d’un un rez-de-chaussée à usage
commercial, 4 étage à usage bureautique et 4 étage à usage habitation.
Cette étude est composée de trois parties :
- la première partie porte sur une présentation générale du projet, ainsi qu’une
conception architecturale décrivant les éléments constituants le projet, ensuite le pré
dimensionnement et la descente de charge de la structure.
- La deuxième partie a été destinée à l’étude des éléments résistants (poteaux, poutres,
semelles).
- La troisième partie a été consacrée à l’étude des éléments secondaires (acrotère,
escaliers, ascenseur, dalles pleine).
- La dernière partie comprend l’étude sismique de la structure.
Le dimensionnement a été fait conformément au BAEL 91, au RPS 2002 et SAP2000.
Mots clés : Bâtiment.BAEL91.RPS 2002.Béton.