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PROJET DE FIN DETUDE

Comparaison BAEL/EC2 et modlisation PS92/ EC8 applique un tablissement hospitalier Rapport

Auteur : Metz Marie- Laure, INSA STRASBOURG, Gnie Civil Tuteurs ICAT : M. Waltisperger : grant BET ICAT (Pfastatt,68) M. Yousfi : ingnieur, INSA 2008 Tuteur INSA : M. Zink

1 Metz Marie Laure Gnie Civil 5me

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SommairePROJET DE FIN DETUDE Comparaison BAEL/EC2 et modlisation PS92/ EC8 applique un tablissement hospitalier Rapport Sommaire Liste des figures Liste des symboles Remerciements Introduction 1. Prsentation de louvrage 1.1 Le projet 1.1.1 Implantation du btiment 1.1.2 Caractristiques 1.2 Les diffrents acteurs du projet 1.3 Planning du projet 2. Charges et descente de charges 2.1 Dtermination des charges 2.1.1 Charges permanentes 2.1.2 Charges dexploitation 2.1.3 Charges de neige 2.1.4 Charges de vent 2.1.5 Contreventement 2.2. Descente de charges 3. Comparaison BAEL/Eurocode 2 3.0. Charges et matriaux EC2 /BAEL 3.0.1 Charges EC2 3.0.1. Charges - BAEL 3.0.2 Combinaison de charges EC2 3.0.2 Combinaisons de charges BAEL 3.0.3 Synthse et comparaison des charges et combinaisons de charges 3.0.4 Matriaux EC2 3.0.4 Matriaux - BAEL 3.0.5 Vrification au feu (NF EN 1992-1-2 clause 5.4.2.2) 3.0.5 Vrification au feu DTU FEU / rgles FB 3.0.5 Rcapitulatif comparaison de la prise en compte des matriaux EC2-BAEL 3.1. Poutre : flexion simple 1 1 1 1 6 9 11 13 1 1 1 2 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 4 4 5 6 7 9 10 11 14 15 17 18

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EHPAD de Masevaux : comparaison BAEL/Eurocode 2 et modlisation parasismique PS92 /Eurocode 8 applique un tablissement hospitalier

3.1.1 ELU : dtermination des armatures EC2 3.1. Poutre : section rectangulaire 3.1.1 ELU : dtermination des armatures BAEL 3.1.2 ELS : vrification des contraintes EC2 3.1.2 ELS : vrification des contraintes BAEL 3.1.3 Effort tranchant EC2 3.1.4 Bielle dabout EC2 3.1.5 Dispositions constructivesEC2 3.1.3 Effort tranchant BAEL 3.1.4 Bielle dabout BAEL 3.1.5 Dispositions constructivesBAEL 3.1.6 Comparaison des deux rglements BAEL / Eurocode 2 3.2. Poutre continue, flexion simple EC2 3.2.1 Calcul des moments 3.2. Poutre continue, flexion simple BAEL 3.2.1 Calcul des moments 3.2.2 Dtermination des sections darmatures EC2 3.2.3 Vrification des contraintes EC2 3.2.4 Effort tranchant EC2 3.2.2 Dtermination des sections darmatures BAEL 3.2.3 Vrification des contraintes BAEL 3.2.4 Effort tranchant -BAEL 3.2.6 Poutre continue deux traves, flexion simple - Comparaison 3.3.1 Cas de dispense de la flche EC2 3.3. Calcul de la flche dune poutre en flexion simple- EC2 3.3.1 Cas de dispense de la flche BAEL 3.3.2Calcul de la flche- BAEL clause B.6.5.2 3.3. Calcul de la flche dune poutre en flexion simple - BAEL 3.3.2 Calcul de la flche EC2 3.4.1 Calcul en poutre EC2 3.4 Dalles EC2 3.4.1 Calcul en poutre BAEL 3.4.2 Calcul en dalle - EC3 -BAEL 3.4 Dalles BAEL 3.4.2 Calcul en dalle EC2

18 19 19 24 25 26 26 26 27 27 27 28 32 32 33 33 38 38 38 39 39 39 40 42 42 43 43 43 44 46 46 47 47 47 48

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3.4.1.7 comparaison des rsultats BAEL /EC2 3.5.1.1 Tirant Principal EC2 3.5.1.2 Aciers principaux infrieurs EC2 3.5.1.5Armatures secondaires horizontales EC2 3.5 Poutre-voile EC2 3.5.1 Dtermination des armatures 3.5.1.1- condition dapplication - paisseur minimale -BAEL 3.5.1.2Aciers principaux infrieurs -BAEL 3.5.1.3Armatures horizontales -BAEL 3.5 Poutre-voile BAEL 3.5.1 Dtermination des armatures 3.5.1.6 Armatures secondaires verticales EC2 3.5.1.7 Suspente EC2 3.5.1.4 Armatures verticales - BAEL 3.5.1.5 Charges appliques la partie infrieure de la paroi - BAEL 3.5.2 Comparaison 3.6Compression centre Poteaux EC2 3.6.1 Vrification de la stabilit et calcul des armatures 3.64 Compression centre Poteaux BAEL 3.6.1 Vrification de la stabilit et calcul des armatures 3.6.2 Dispositions constructives EC2 3.6.3 Comparaison du Poteau P1 au R-1 3.7.1 Dimensions EC2 3.7.2 Armatures EC2 3.7.3 Vrification de non-poinonnement EC2 3.7 Semelle isole EC2 3.7.1 Dimensions DTU 13.12 3.7.2 Armatures DTU 13.12 3.7.3 Vrification de non-poinonnement DTU 3.7 Semelle isole DTU 13.12 3.7.6 Comparaison semelle isole 3.8.1 Calcul de llancement lo 3.8.2 Calcul ELU 3.8.3 Dispositions minimales 3.8. Voile non arm EC2

50 52 52 52 52 52 53 53 53 53 53 54 54 55 55 57 58 58 59 59 60 62 64 64 64 64 65 65 65 65 66 68 68 68 68


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3.8.1 Calcul de llancement lf 3.8.2 Calcul ELU 3.8.3 Dispositions minimales 3.8. Voile non arm DTU 23.1 3.8.6 Comparaison : voile non arm 4. Modlisation parasismique PS92/EC8 4.1 Les rglements et leurs objectifs 4.1.1 Le PS92 4.1.2 LEC8 4.2 Mthode gnrale et objectifs 4.3 Modle 4.3.1 Gnralits 4.3.2 Matriaux 4.3.3 Relchements 4.3.5 Charges statiques- PS92 / EC8 4.2.6 Combinaisons de charges sismiques PS92 4.2.5 Pousse des terres PS92- EC8 4.3 Analyse sismique 4.3.1 Coefficients prendre en compte - PS92 4.3.5 Classe de ductilit -PS92 4.3.4 Coefficients prendre en compte - EC8 4.3.5 Classe de ductilit -EC8 4.3.2 Coefficient de comportement q - PS92 4.3.6 Coefficient de comportement - EC8 4.3.3 Spectre de dimensionnement - PS92 4.4 Mthode de calculs 4.4.1 Analyse modale PS 92 et EC8 4.3.3 Spectre de rponse lastique EC2 4.5 Rsultats et comparaisons 4.5.1 Vrifications des dplacements et dformations 4.5.2 Vrification des poutres et poteaux 4.5.2.3 Vrification des poutres PS92 / conditions dquilibre et de rsistance EC8 4.5.4 Rsistance des fondations EC8 / PS92 4.5.5 Vrification des dalles 4.5.6 Vrification des diaphragmes horizontaux EC8

69 69 69 69 71 72 72 72 72 73 73 73 74 75 75 76 77 78 78 78 79 79 80 81 82 82 82 83 84 85 86 89 97 98 98


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4.5.11 Vrification de compatibilit de dformation PS92 11.8.2.3 Synthse de la comparaison PS92 & EC8 5. Les limites du logiciel ROBOT Conclusion Avis Personnel Bibliographie

99 100 101 103 104 105


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Liste des figuresFigure 1.1.1 Plan masse [4]..................................................................................................................... 1 Figure 3.0.4.1.1 Diagramme contrainte-dformation de lacier- BAEL [2] ............................................ 11 Figure 3.0.4.2.4 Pivots A, B, C EC2 [3] .............................................................................................. 12 Figure 3.0.4.2.3 Diagramme bilinaire [1] ............................................................................................. 12 Figure 3.0.4.2.2 Diagramme parabole rectangle [1] .............................................................................. 12 Figure 3.0.4.2.1 Diagramme rectangulaire simplifi [1] ......................................................................... 12 Figure 3.0.4.3 Pivots A, B, C BAEL [2] ............................................................................................... 13 Figure 3.0.4.2.2 Diagramme rectangulaire simplifi BAEL [2] ........................................................... 13 Figure 3.1.1 Schma de la poutre isostatique ....................................................................................... 18 Figure 3.1.1 Schma de la poutre isostatique ....................................................................................... 19 Figure 3.1.1.3 Diagramme parabole rectangle- pivot B [3] ................................................................... 20 Figure 3.1.6.2 Schma poutre isostatique ............................................................................................. 28 Figure 3.1.6.1 Localisation de la poutre [4] ........................................................................................... 28 Tableau 3.1.6.1 Comparaison des diffrentes mthodes ..................................................................... 29 Tableau 3.1.6.2 Comparaisons des mthodes BAEL- EC2 .................................................................. 30 Figure 3.2.1.1 Schma poutre continue ................................................................................................ 32 Figure 3.2.1.1.1 Schma g seul............................................................................................................. 32 Figure 3.2.1.1 Moment dune poutre continue ....................................................................................... 33 Figure 3.2.1.1.2 Schma q en trave 1 ................................................................................................. 34 Figure 3.2.1.1.3 Schma q en trave 2 ................................................................................................. 34 Figure 3.2.1.2 Schma poutre continue ................................................................................................ 35 mthode de Caquot ............................................................................................................................ 35 Figure 3.2.6.1 Localisation de la poutre continue.................................................................................. 40 Figure 3.2.6.2 Schma poutre continue ................................................................................................ 40 Tableau 3.2.6.2 Comparaison des rsultats armatures transversales ............................................... 41


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Figure 3.3.1 Courbes l/d =f() -EC2 ...................................................................................................... 42 Figure 3.4.1 Schema dale EC2 ............................................................................................................. 46 Figure 3.4.1 Schma dalle BAEL ....................................................................................................... 47 Tableau 3.4.1.7 Comparaison des rsultats EC2 BAEL pour une dalle portant sur deux cots ......... 50 Figure 3.4.1.7 Dalle portant dans les deux directions ........................................................................... 50 Tableau 3.4.1.7.2 Comparaison des rsultats BAEL /EC2 pour une dalle portant sur quatre cots .... 51 Figure 3.5.1.2 Aciers principaux ............................................................................................................ 52 Figure 3.5.1.5 Armatures secondaires horizontales .............................................................................. 52 Figure 3.5.1.2 Aciers principaux ............................................................................................................ 53 Figure 3.5.1.3.1 Rseau infrieur .......................................................................................................... 53 Figure 3.5.1.6 Armatures secondaires verticales .................................................................................. 54 Figure 3.5.1.3.2 Rseau suprieur ........................................................................................................ 55 Figure 3.6.1.4 Schma de calcul de lanalyse gnrale ........................................................................ 61 Figure 3.6.3.1 Localisation du poteau [4] .............................................................................................. 62 Figure 3.6.3.2 Schma du Poteau ......................................................................................................... 62 Tableau 3.6.3 Synthse et comparaison .............................................................................................. 63 Tableau 3.7.6 comparaison des rsultats obtenus................................................................................ 66 Figure 3.7.6.1 Localisation de la semelle [4] ......................................................................................... 66 Figure 3.7.6.2 Schma de la semelle .................................................................................................... 66 Figure 3.8.6 Localisation du voile [4] ..................................................................................................... 71 Tableau 3.8.6 effort normal admissible dans les voiles non arms ...................................................... 71 Figure 4.3.1.1 Partie 1 ........................................................................................................................... 73 Figure 4.3.1.2 Partie 2 ........................................................................................................................... 73 Figure 4.3.1.2 Maillage partie 1 ............................................................................................................. 74 Figure 4.2.5 Pousse des terres ........................................................................................................... 77 Figure 4.3.3 Spectre de dimensionnement normalis PS92 [5] .......................................................... 82 Figure 4.4.1 Pourcentage de masse cumule partie 1 ......................................................................... 82


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Figure 4.3.3.2 spectre de rponse lastique type 2 EC8 [6] ............................................................. 83 Tableau 4.5.1 Synthse des vrifications PS92 et EC8 ........................................................................ 84 Figure 4.5.1.1 Dplacements sous combinaisons ACC+ ...................................................................... 85 Tableau 4.5.2.1 Extrait du tableau comparaison des contraintes normales Ec8- PS92 ....................... 87 Tableau 4.5.2.2 Vrification poteau 184 ................................................................................................ 88 Figure 4.5.2.3 Schma pour la vrification des poutres ........................................................................ 89 Tableau 4.5.8 Vrification poutre 338 ................................................................................................... 89 Figure 4.5.3.1 Voile n74 ....................................................................................................................... 91 Figure 4.5.3.2.1 Flexion compose ....................................................................................................... 93 Figure 4.5.3.2.2 Efforts horizontaux ...................................................................................................... 93 Tableau 4.5.3.2.4 Rsultats poutre-voile 140 et voile 1485 ................................................................. 94


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Liste des symbolesRemarque : symbole EC2, nom, symbole BAEL

Gkj, sup : valeur caractristique de laction permanente dfavorable, Gmax Gkj, inf : valeur caractristique de laction permanente favorable, Gmin Icf : moment dinertie de la section droite fissure (section homogne rduite) Mcr moment de fissuration, Mf MEd moment flchissant ultime, Mu M0e moment du premier ordre quivalent, M0Ed : moment du premier ordre ( lELU) tenant compte des imperfections gomtriques, MOEqp moment de service du premier ordre sous la combinaison dactions quasi permanente (ELS) NB charge de flambement value sur la base de la mthode de la rigidit nominale NEd effort normal de compression lELU, Nu Qki, valeur caractristique dune action variable, valeur caractristique des actions variables daccompagnement , Qi VEd effort tranchant de calcul lELU d aux charges appliques, Vu VRd, c effort tranchant rsistant de calcul dun lment sans armatures deffort tranchant VRd, max effort tranchant de calcul maximal pouvant tre support sans provoquer lcrasement des bielles de bton comprim VRd, s effort tranchant de calcul pouvant tre support par un lment avec armatures deffort tranchant travaillant la limite dlasticit bt largeur moyenne de la zone tendue dune section, b0 bw largeur dune section rectangulaire, largeur de lme dune section en T, b0 cmin enrobage minimal cmin, b enrobage minimal vis--vis des exigences dadhrence cmin, dur enrobage minimal vis--vis des conditions denvironnement cnom enrobage nominal d distance du centre de gravit des armatures tendues la fibre la plus comprime dune section droite, hauteur utile des armatures les plus proches de la face suprieure fcd contrainte de compression du bton correspondant la partie rectiligne du diagramme parabolerectangle, fbu fck rsistance caractristique la compression du bton 28 jours, fc28 fcm rsistance moyenne la compression du bton 28 jours fctd rsistance de calcul en traction du bton fctk , ,005 rsistance caractristique la compression dordre 0,05 fctk, ,095 rsistance caractristique la compression dordre 0,95 fctm rsistance la traction du bton 28 jours, ft28 fcu contrainte uniforme de compression du bton, fbu fyd rsistance de calcul des armatures (limite dlasticit), fed fyk limite dlasticit des aciers, fe fywd rsistance de calcul des armatures dme (limite dlasticit), fetd fywk limite dlasticit des aciers transversaux fet


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i rayon de giration dune section droite (bton non fissur), i lb longueur dancrage de rfrence lbd longueur dancrage de calcul lbeq, longueur dancrage quivalente (ancrages courbes), la lbrqd, longueur dancrage requise leff porte utile (de calcul) dune poutre, dune trave, l ln porte entre nus dappuis, l l0 hauteur utile dun poteau (longueur de flambement), lf l0 longueur de recouvrement, lr n effort normal relatif st espacement tangentiel des cours darmatures de poinonnement st, max espacement transversal maximal des armatures deffort tranchant vRd, c valeur de calcul de la rsistance au poinonnement dune dalle sans armatures de poinonnement vRd, cs valeur de calcul de la rsistance au poinonnement dune dalle avec armatures de poinonnement vRd, max valeur maximale de calcul de la rsistance au poinonnement dune dalle x hauteur de la zone comprime dune section droite flchie, y xu hauteur de laxe neutre partir de la fibre la plus comprime lELU, yu x1 hauteur de laxe neutre partir de la fibre la plus comprime lELS, y1 z bras de levier des forces lastiques = distance entre et ,Fsc Fs1 z .cdur, add rduction de lenrobage minimal dans le cas de protection supplmentaire .cdur, st rduction de lenrobage minimal dans le cas dacier inoxydable .cdur, . Marge de scurit sur lenrobage ecu2 raccourcissement relatif maximal en flexion du bton dans le diagramme parabole-rectangle ecu3 raccourcissement relatif maximal en flexion du bton dans le diagramme bi-linaire ec2 raccourcissement relatif maximal en compression simple du bton correspondant la contrainte dans le diagramme parabole-rectangle ec3 raccourcissement relatif maximal en compression simple du bton correspondant la contrainte dans le diagramme bi-linaire cu moment flchissant ultime rduit, bu lu moment flchissant limite ultime rduit, lu


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RemerciementsMes remerciements au bureau dtudes ICAT (Pfastatt) pour mavoir permis deffectuer mon projet de fin dtude en me confiant cette tude qui ma permis de complter ma formation INSA.

Dans un premier temps, je tiens remercier M. Waltisperger, grant du bureau dtudes ICAT de son accueil pendant toute la dure du stage.

Je tiens galement remercier Adel Yousfi, ingnieur responsable du projet de lEHPAD de Masevaux, pour son aide et ses conseils.

Un grand merci toute lquipe du bureau dtudes : Charif, Gilles, Delphine, Damien, Rolande, Yves, Bernard, Herv, Isabelle, Jean-Baptiste, Benoit, Francky, Franck, Armand, Sbastien, Nathalie, Ren , Serge et Nadine, qui mont accueilli chaleureusement.

Je tiens galement remercier M. Zink, professeur douvrages lINSA et ingnieur chez Ingrop, qui ma conseill et accompagn durant ce PFE.

Je tiens remercier M. Gyuvarch, M. Hottier et M. Troester, professeurs lINSA pour leurs conseils.


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Rsum :

Ltude que jai ralise pendant mon stage porte sur la restructuration de ltablissement hospitalier pour personnes ges dpendantes (EHPAD) de Masevaux (Haut-Rhin). Il sagit un btiment R+3 de forme courbe en bton et maonnerie pour les murs extrieurs. Dans un premier temps, ltude a consist effectuer une descente de charges statiques, puis dimensionner les lments principaux poutres, poteaux, voiles, dalles, poutres-voiles et semelles suivant les deux rglements BAEL et Eurocode 2, qui a t mis en application en Mars 2010 en vue de remplacer le BAEL. Il est donc urgent de comparer les deux rglements, tant du point de vue des processus de calcul que des dispositions constructives. Dans un second temps, jai modlis le btiment laide du logiciel Robot, afin dtudier son comportement dynamique sous actions sismiques suivant les rglements PS92 et Eurocode 8. Lobjectif de cette analyse tait de dfinir les paramtres prendre en compte pour dterminer laction sismique, puis de faire les vrifications ncessaires selon les deux rglements, afin de vrifier le comportement du btiment sous combinaisons sismiques. Lutilisation trs pousse du logiciel Robot nous a permis dtablir ses limites et de mettre en place une stratgie logique pour faire tourner des modles complexes.

Zusammenfassung :

Das Ziel des Projektes ist der Bau eines Altenheims in der Stadt Masevaux. Es ist ein Gebude von 3 Stockwerken: es besteht aus einem ersten und zweiten Obergeschoss, Erdgeschoss und aus einem Kellergeschoss. Zuerst hat man den Lastauftrag ermittelt, um fr jedes Element der Struktur zu wissen, welche Krfte wirken (Normalkraft, Biegungsmoment, Abscheren). Dann hat man die Konstruktionsteile: Sttzen, Decken, Mauern und Balken mit dem BAEL, der franzsischen Bauordnung und dem Eurocode 2, der europischen Bauordnung vermessen. Der Eurocode 2 hat den BAEL im Mrz 2010 ersetzt. Es ist dann wichtig zu kennen wie man mit dem Eurocode rechnet und was sich dadurch ndert (Gren, minimale Einrichtungen, Bewehrungen). Dann hat man das Gebude modelliert, mit der Software Robot, mit dem PS92, den franzsischen Regeln fr erdbebensichere Bauten und dem EC8, der europischen Regelung fr erdbebensichere Bauten, um die Bewegungen whrend eines Erdbebens zu kennen. Man muss die Parameter bestimmen, um die Erdbebenkraft einzugeben und dann die gentzten Prfungen mit den beiden Bauordnungen um das Verhalten des Gebudes zu kennen.


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IntroductionMon PFE a pour but la comparaison des rglements de bton arm BAEL et Eurocode 2 ainsi que des rglements parasismiques PS92 et Eurocode 8 travers le projet de lEHPAD (Etablissement Hospitalier pour Personnes Ages Dpendantes) de Masevaux. Ce btiment est une extension de lhpital de Masevaux, qui crera 60 chambres pour personnes ges. Les Eurocodes sont diviss en 10 groupes de textes et traitent des aspects techniques du calcul de structures et du calcul au feu des btiments et ouvrages de gnie civil. Les Eurocodes EN 199n-p (norme europenne) sont transposs en norme franaise NF EN 199n-p avec leur annexe nationale NF EN 199n-p/NA , qui contient des informations sur les paramtres laisss en attente dans lEurocode pour le choix national. LEurocode 2 a t mis en application en mars 2010, il est donc important de pouvoir comparer les rglements tant du point de vue des processus de calcul que des dispositions constructives. LEurocode 8 nest pas encore totalement finalis, des paramtres doivent encore tre dfinis, mais il doit remplacer le PS92 prochainement.

Dans une premire partie, nous verrons comment seffectue la descente de charge sur lensemble du btiment, puis nous comparerons les rglements BAEL et Eurocode 2 travers les diffrents lments constructifs du btiment : poutres, poteaux, voiles, poutre-voiles, semelles afin de dterminer limpact du changement de rglement sur lensemble du btiment. Dans une seconde partie, nous traiterons de la modlisation du btiment avec le logiciel ROBOT, afin de vrifier la rponse du btiment aux sismes selon les rglements PS92 et Eurocode 8. Nous verrons quelles sont les diffrences entre les deux rglements du point de vue des coefficients dfinir pour la modlisation sur Robot, mais galement des mthodes de vrification aux sismes du btiment. Ensuite, nous comparerons les rsultats obtenus avec les deux modlisations sous Robot (BAEL et PS92 pour la premire et Eurocode 2 et Eurocode 8 pour la seconde). C'est--dire que nous tudierons les dplacements du btiment notamment au niveau du joint de dilatation ainsi que lensemble des vrifications prconises dans les rglements. Ainsi nous vrifierons que les lments dimensionns en statique sont toujours valides sous combinaisons dynamiques.


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1. Prsentation de louvrage1.1 Le projetLHEHPAD de Masevaux est un btiment R+3 (rez bas, rez haut, R+1, R+2 et combles techniques) qui comprend 66 chambres ainsi quune aile spcialise pour les malades atteints de la maladie dAlzheimer. Il sera reli au btiment existant du centre hospitalier de Masevaux. La toiture comprend deux parties : une partie basse en couverture mtal et une partie haute en tuile mcanique de pentes respectives 6 et 22. Lune des spcificits du btiment est la fondation sur deux plans pour le rez-haut et le rezbas sur sol rocheux, constitu par une alternance de grs sdimentaires gris ros, de schistes mtamorphiques et de roches magmatiques gris fonc. Par ailleurs, les voiles extrieurs sont raliss en maonnerie partir du rez, tandis que les voiles intrieurs sont raliss en bton arm.

1.1.1 Implantation du btiment

LEHPAD de Masevaux est une extension de lhpital, les deux btiments seront relis par passage. Sur la figure ci-dessous est reprsente en noir limplantation de lextension.

un

Figure 1.1.1 Plan masse [4]


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1.1.2 Caractristiques

Les caractristiques de lEHPAD de Masevaux sont les suivantes : Budget total de la construction : 5 200 000 HT Budget du gros uvre : 1 500 000 HT Neige : rgion C1 altitude 440 NGF ; Vent : zone 1, site normal ; Parasismique : o zone Ib, site S1, ouvrage de classe C ; o topographie : t=1 ; o acclration 2 m/s ; o amortissement relatif 4% ; coefficient de comportement q=1.40 ; Fondations sur un toit rocheux ; Classifications parasismiques : o Limons : paisseur 0.1 1.2 m : groupe c ; o Limons + dbris de roches : paisseur 1.7 3.6 m: groupe b a ; o Rocher sain partir de 1.7 3.6 m de profondeur suivant le sondage : groupe rocher ; contrainte de calcul qaELU =1.5 MPa contrainte de calcul qaELS=1.0 MPa fondations par massifs isols adapts aux irrgularits du niveau dassise + encagement de 0.1m ralis au brise roche hydraulique. o Protection des parties enterres par un drainage priphrique ;

-

Dalle porte pour une partie du btiment cause des diffrences de niveau des fondations et des problmes de tassements diffrentiels ; Murs extrieurs : maonnerie + isolation extrieure type PSE 120 mm ; Murs intrieurs : bton ; Cloisons : SAD 120 mm et plascostill 98mm ;


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1.2 Les diffrents acteurs du projetMaitrise douvrage : hpital local de Masevaux assist par le SEMHA : conducteur de lopration : assistance et reprsentation sur le plan administratif, technique et financier. Maitrise duvre : groupement cotraitant : F. Heyd et P. Weber et S. Herrgott : architectes, ICAT : bureau dtudes structure, bureau dtude fluide : SERAT, conomiste : ECO INSTRUO ; Dvolution de travaux : ralise en corps dtats spars selon un dgroupage de lots techniques homognes ; Le march du gros uvre a t remport par lentreprise Roesch et le terrassement par Colas. Contrle technique : ralis par lAPAVE : cela concerne la solidit de louvrage, la stabilit des ouvrages existants, la scurit au sisme, la scurit des personnes, le fonctionnement des installations, lisolation acoustique, lisolation thermique, laccessibilit handicaps ; Coordinateur SPS : Dekkra Gomtre : cabinet Faber Schaller Roth Mission Fondasol : ralisation de la mission G11 +G12+G4 ;

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Etude Gotechnique Prliminaire de site (G11) Elle est ncessaire au stade dune tude prliminaire ou desquisse et permet une premire identification des risques gologiques dun site. Il sagit de : - Faire une enqute documentaire sur le cadre gotechnique du site et lexistence davoisinants ; - Dfinir si ncessaire, un programme dinvestigations gotechniques, - Fournir un rapport avec un modle gologique prliminaire, certains principes gnraux dadaptation dun projet au site et une premire identification des risques. Etude Gotechnique dAvant-projet (G12) Elle est ncessaire au stade davant projet et permet de rduire les risques majeurs. Il sagit de : - Dfinir un programme dinvestigations gotechniques dtaill ; - Fournir un rapport donnant les hypothses gotechniques prendre en compte au stade de lavantprojet ; Cette tude sera obligatoirement complte lors de ltude gotechnique de projet. Supervision Gotechnique dExcution (G4) Elle permet de vrifier la conformit de ltude et le suivi gotechnique dexcution aux objectifs du projet. Dans ce projet le bureau dtude ICAT assure le rle de bureau dtude structure c'est--dire gros uvre et charpente bois et lconomie du lot structure et lentreprise SERAT celui de bureau dtude fluide.


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1.3 Planning du projetEsquisse ESQ : mai 2009 Avant projet sommaire APS: septembre 2009 Avant projet dfinitif APD : dcembre 2009 Ouverture des enveloppes dappel doffre : avril 2010 Dbut de prparation du chantier pour les entreprises : 3 mai 2010 Ouverture du chantier : 3 juin 2010

2. Charges et descente de chargesLa premire tape du dimensionnement de la structure est la descente de charges. Son but est de dterminer les charges prsentes en chaque point du btiment.

2.1 Dtermination des charges2.1.1 Charges permanentes

On dtermine les charges permanentes grce aux fiches espaces, qui dfinissent les matriaux mis en place dans chaque pice, ainsi qu la norme NF P06-001 : Pour les chambres et espace de vie, on prendra G=8.75 kN/m. Dalle paisseur 27 cm g=6.75 kN/m Chape paisseur 5cm g= 1 .0 kN/M Cloison g=1.0 kN/m Pour les couloirs, on prendra G=8.2 kN/m Dalle paisseur 27 cm Chape paisseur 5cm Revtement PVC + autres charges

g=6.75 kN/m g= 1 kN/M g= 0.5 kN/m

2.1.2 Charges dexploitation

Les charges dexploitation sont dtermines en fonction de lutilisation de chaque pice dans la norme NF P06-001 : Qbureau=Qsalle de soin=2.5 kN/m Qlieu de vie=1.5 kN/m Qbuanderie=Qdpot=3.5 kN/m Qhall=Qsalle manger=4 kN/m Qcuisine=Qboutique=5kN/m


anne


2.1.3 Charges de neige

Daprs la norme NV65 2009 (voir annexe 1.1.1) : Le projet se situe dans une rgion C1, ce qui correspond De plus, laltitude est de 440m (NGF) do :

2.1.4 Charges de vent Dans notre projet, nous ne prendrons pas en compte les charges de vent pour la raison suivante : Les efforts dus au vent sont ngligeables par rapport ceux crs par le sisme. En effet, la clause 8.1 combinaison des actions PS92 dfinit quil nest pas envisag de combiner laction du vent avec celle du sisme;

2.1.5 Contreventement

Le contreventement longitudinal et transversal de la charpente est assur par la superstructure en bton arm des tages. Les voiles et les dalles sont considrs comme tant les lments primaires de contreventement, c'est--dire quils interviennent dans la rsistance aux actions sismiques densembles ou dans la distribution de ces actions au sein de louvrage. Les poutres et poteaux sont des lments secondaires, c'est--dire quils napportent pas de contribution significative la rsistance aux actions sismiques densemble. Les cages descaliers et les cages dascenseur forment les noyaux pour le contreventement. Le contreventement dans le plan de la toiture est assur par des croix de Saint Andr en bois massif de classe de rsistance C24 mis en uvre entre les pannes et formant une poutre au vent. Ces poutres au vent permettent de ramener les efforts horizontaux de contreventement sur les lments de la superstructure en bton arm. Cependant, la charpente permet galement de retenir les voiles en tte lorsquils sont soumis des efforts horizontaux.

2.2. Descente de chargesTout dabord, il faut distinguer les plans darchitecte des plans guides. Les plans darchitecte visualisent ltage vers le bas tandis que les plans guides reprsentent la dalle et les lments qui la soutiennent, ceci permet de visualiser la faon dont se transmettent les charges de la dalle dans les lments porteurs. Etape 1 : Faire un plan de charge pour chaque niveau en notant pour chaque lment horizontal les charges permanentes et les charges dexploitation. On dessinera galement le sens porteur de la dalle et on calculera les charges qui se transmettent aux voiles et aux poteaux.


anne


Etape 2 : Une fois les plans de charges de tous les niveaux dtermins, il faut cumuler les charges agissants dans les lments porteurs. Plans de charges comble + plans de charges R+2 = plan de cumul des charges R+2 ; Plans de charges R+1 + plans de cumul de charges R+2 = plan de cumul des charges R+1 ; Plans de charges Rez + plans de cumul de charges R+1 = plan de cumul des charges Rez ; Etc. .. En tout, la descente de charge ncessite de faire 5 plans de charges et 5 plans de cumul de charges.

3. Comparaison BAEL/Eurocode 2Dans cette partie, nous tudierons les rglements BAEL et Eurocode 2 pour lensemble de la construction de lEHPAD de Masevaux. Tout dabord, nous comparerons les charges et combinaisons de charges et ensuite les mthodes de calcul et les rsultats obtenus par les deux rglements BAEL et Eurocode 2 en prenant en compte ou non les dispositions parasismiques. Enfin, nous tudierons limpact du changement de rglement sur le dimensionnement de lEHPAD de Masevaux. Sur la page de gauche sont prsentes les mthodes de calcul de lEurocode 2 et dans celle de droite celles du BAEL. Le tableau rcapitulatif des dispositions parasismiques PS92 et Eurocodes 8 en annexe 2.


anne


3.0. Charges et matriaux EC2 /BAEL3.0.1 Charges EC2

3.0.1.1 Actions permanentes -EC2Les actions permanentes ont une dure dapplication continue et gale la dure de vie de la structure. Elles sont reprsentes par leurs valeurs caractristiques. Si les variations sont faibles, on leur attribue une valeur caractristique unique Gk (poids propre). Sil y a des incertitudes concernant la valeur de laction permanente, on dfinit deux valeurs caractristiques Gksup et Gkinf, qui sont dtermines de telle faon que la probabilit pour que la valeur relle de laction les dpasse soit infrieure 5%. On supposera que la fonction de rpartition est une gaussienne.

3.0.1.2 Actions variables EC2Les charges dexploitation des btiments sont provoques par loccupation des locaux. Leurs valeurs sont donnes par lEC0 et tiennent compte : De lusage normal que les personnes font des locaux ; Des meubles et objets mobiles ; Des vhicules ; Des vnements rares prvus ;

Les charges comprennent : Les charges sur planchers ; Les charges sur toiture ; Les actions dues aux vhicules de transport ; Les actions des quipements spciaux ;


anne


3.0.1. Charges - BAEL

3.0.1.1 Action permanente- BAEL

Les actions permanentes sont notes G et leur intensit est constante ou peu variable dans le temps ou varie toujours dans le mme sens en tendant vers une limite. Elles sont gnralement introduites dans les calculs avec leurs valeurs les plus probables. Lorsquune action permanente est susceptible de subir des carts sensibles par rapport sa moyenne, il faut en tenir compte en introduisant une valeur maximale et une minimale.

3.0.1.2 Action variable-BAEL 3.0.1.2.1 Charges dexploitation, charges climatiques -BAEL Les actions variables sont notes Q et leur intensit varie frquemment et de manire importante dans le temps. Les valeurs reprsentatives sont fixes en fonction de lintensit, de la dure dapplication et de la nature des combinaisons. - valeur nominale Qi ; - valeur de combinaison 0iQi ; - valeur frquente 1iQi ; - valeur quasi-permanente 2iQi ;

3.0.1.2.2 Charges appliques en cours dexcution - BAEL On distingue : les charges peu variables et connues de faon prcise qui sont introduites dans les calculs avec les charges permanentes ; les autres charges, dont on value une valeur extrme et qui sont introduites avec les charges dexploitation (charge pouvant varier ou se dplacer au cours dune mme phase de travaux;)

-


anne


3.0.1.3 Action accidentelle EC2

Ce sont des actions de courte dure dapplication mais de grandeur significative, qui ont peu de chance dintervenir sur une structure donne au cours de la dure de vie du projet. On les reprsente par une valeur nominale fixe par des codes ou des textes rglementaires. 3.0.1.4 Valeur de calcul des actions EC2

La valeur de calcul Fd dune action F peut sexprimer sous la forme : ;

Avec : - Fk : valeur caractristique de laction ; f : coefficient partiel pour laction, qui tient compte de la possibilit dcarts dfavorables des valeurs de laction par rapport aux valeurs reprsentatives ; : coefficient qui dpend du type de btiment et de la combinaison de charges ;

-

3.0.2 Combinaison de charges EC2

3.0.2.1 Etats limites ultimes -ELU EC2

Il existe plusieurs types dtats limites ultimes dans lEC2 : EQU : perte dquilibre statique de la structure considre comme un corps rigide ; STR : dfaillance interne ou dformation excessive de la structure ou des lments structuraux y compris semelles, pieux lorsque la rsistance des matriaux de construction de la structure domine ; GEO : dfaillance ou dformation excessive du sol, lorsque les rsistances du sol ou de la roche sont significatives pour la rsistance ; FAT : dfaillance de la structure ou des lments structuraux due la fatigue ;

Pour les tats limites ultimes de rsistance (STR/GEO), la combinaison de charges scrit de la manire suivante :


anne


3.0.1.3 Action accidentelle -BAEL

Les actions accidentelles sont notes Fa et proviennent de phnomnes rares (sisme, choc).

3.0.1.4 Sollicitations de calcul - BAEL

- Gmax : ensemble des actions permanentes dfavorables ; - Gmin : ensemble des actions permanentes favorables ; - Q1 : variable de base ; - Qi : variable daccompagnement ;

3.0.2 Combinaisons de charges BAEL

3.0.2.1 Etats limites ultimes -ELU -BAEL

Aux ELU, il existe deux types de combinaisons : Combinaisons fondamentales :

Combinaisons accidentelles :

Avec : Fa : valeur accidentelle Les ELU correspondent la limite : de lquilibre statique ; de la rsistance de lun des matriaux ; de la stabilit de forme ;


anne


3.0.2.2 Etats limites de service -ELS EC2

Aux ELS, il existe 3 types de combinaisons de charges :

La combinaison caractristique est considrer normalement pour les tats limites court terme, lis une seule atteinte dune certaine valeur par leffet tudi : exemple formation de fissures.

La combinaison frquente est considrer pour des tats limites moyen terme, lis latteinte par leffet tudi dune certaine valeur soit pendant une petite partie de la dure de rfrence soit pendant un certain nombre de fois.

La combinaison quasi-permanente est considrer pour ltude des effets long terme des actions lies latteinte dune certaine valeur pendant une longue dure, par exemple fluage du bton.

Par simplification pour les btiments, la combinaison daction caractristique peut scrire : Lorsque lon ne considre que les actions variables les plus dfavorables Lorsque lon considre toutes les actions variables : ; ;


anne


3.0.2.2 Etats limites de service -ELS - BAEL

La combinaison de charges aux ELS scrit :

Les tats limites de service sont dfinis en fonction des conditions dexploitation et de la durabilit (tat limites de dformation instantane et diffre et douverture des fissures).

3.0.3 Synthse et comparaison des charges et combinaisons de charges

Les charges sont divises en deux types charges permanentes et charges dexploitation que lon combine pour obtenir les tats limites de service et les tats limites ultimes. Nous remarquons des diffrences au niveau des combinaisons de charges : il existe plusieurs types de combinaisons ELU aux Eurocodes suivant quil sagisse dune perte dquilibre, dune dformation excessive, dune dformation du sol ou dune dfaillance de la structure vis--vis de la fatigue. Par ailleurs, les coefficients de combinaison de charges sont plus levs entre le BAEL et lEC2 pour les actions secondaires. En effet, sous combinaisons ELU, les actions daccompagnement sont multiplies par 1.3* 0i pour le BAEL et par 1.5* 0i pour lEC2. Les coefficients sont gnralement plus levs dans lEC2. Si lon choisit lexemple dune salle de runion : 0 1 2 BAEL : 0.77 BAEL : 0.65 BAEL : 0.25 EC2 : 0.7 EC2 : 0.7 EC2 : 0.6


anne


3.0.4 Matriaux EC2 Il est important de comparer la manire dont les matriaux bton et acier sont abords dans les deux rglements et leurs diffrences. 3.0.4.1 Aciers EC2 Critres mcaniques :

Limite dlasticit caractristique : fyk Module dlasticit longitudinal : Es Forme du diagramme de contraintes-dformations : palier horizontal, palier inclin

Figure 3.0.4.1.1 Diagramme contraintedformation palier inclin EC2 [3]

Figure 3.0.4.1.2 Diagramme contraintedformation palier horizontal- EC2 [3]

Le diagramme contrainte dformation palier inclin reprsente lcrouissage de lacier, on notera que la dformation est limite ud. Le diagramme contrainte-dformation palier horizontal reprsente llasto-plasticit parfaite de lacier, on notera que la dformation nest pas limite.

Enrobage des armatures : clause 4.4.1

Dans lEC2 lenrobage des armatures ne dpend pas de la dimension de llment mais de la classe 1 structurale et des conditions dexpositions, ce qui favorise les btons haute rsistance.

cminb : enrobage minimal vis--vis de ladhrence - diamtre de la barre ou du paquet ; cmindur : enrobage minimal vis--vis des conditions denvironnement tableau 4.1 et 4.2; : cart dexcution - 10mm ;

1

Classe structurale : voir annexe 1.2


anne


3.0.4 Matriaux - BAEL 3.0. 4.1 Aciers - BAEL

critres mcaniques

Limite dlasticit : fe Module dlasticit longitudinal : Es Le BAEL prsente un seul diagramme contraintes dformations pour lacier : le diagramme palier horizontal.

Figure 3.0.4.1.1 Diagramme contrainte-dformation de lacier- BAEL [2]

Enrobage des armatures : .

Lenrobage calcul avec le BAEL ne dpend que de la gomtrie de llment


anne


3.0.4.2 Bton EC2

Caractristiques mcaniques

Rsistance la compression 28 jours : fck ; Les classes de rsistance sont diffrentes dans lEC2 : on distingue 14 classes diffrentes dfinies suivant fck et fck cube. Diagrammes contraintes -dformations

LEC2 prsente trois diagrammes contraintes-dformations pour le bton : o o o Le diagramme parabole rectangle ; Le diagramme bilinaire (simplification du diagramme parabole rectangle); Le diagramme rectangulaire simplifi (simplification du diagramme bilinaire) ;

Figure 3.0.4.2.1 Diagramme rectangulaire simplifi [1]

Figure 3.0.4.2.2 Diagramme parabole rectangle [1]

Figure 3.0.4.2.3 Diagramme bilinaire [1]

Pivots A, B, C du diagramme parabole-rectangle

Figure 3.0.4.2.4 Pivots A, B, C EC2 [3]


anne


3.0.4.2 Bton - BAEL

Caractristiques mcaniques Rsistance de compression 28 jours : fc28 ; Rsistance la compression au jour j : fcj ; Diagrammes contraintes -dformations Le BAEL prsente plusieurs diagrammes contraintes-dformation pour le bton : Diagramme parabole rectangle ; Diagramme rectangulaire simplifi ;

Figure 3.0.4.2.1 Diagramme parabole rectangle BAEL [2]

Figure 3.0.4.2.2 Diagramme rectangulaire simplifi BAEL [2]

Pivots A, B, C du diagramme parabole rectangle

Figure 3.0.4.3 Pivots A, B, C BAEL [2]


anne


Pivot A : Allongement de lacier le plus tendu : o ud : diagramme palier inclin ; o : diagramme palier horizontal ; Traction simple ou flexion simple ou compose ;

Pivot B : Raccourcissement de la fibre de bton la plus comprime : o cu2 : diagramme palier inclin ; o cu3 : diagramme palier horizontal ;

Pivot C : Raccourcissement de la fibre en bton la distance inclin ; Raccourcissement de la fibre en bton la distance horizontal ; Compression simple ou flexion compose ; : diagramme palier : diagramme palier

3.0.4.3 Classes dexposition EC2

La clause 4.2 de lEC2 prsente les diffrentes classes dexpositions auxquelles se rfrent les exigences anti-fissuration. Elles sont divises en 6 parties : XO : aucun risque de corrosion ni dattaque ; XC : corrosion induite par carbonatation ; XD : corrosion induite par des chlorures ; XS : corrosion induite par des chlorures prsents dans leau de mer ; XF : attaque gel-dgel ; XA : attaque chimique ;

Remarque : - La classe dexposition intervient dans la dtermination de lenrobage de llment. - Pour viter lapparition de fissures longitudinales moins que des mesures spciales, telles que laugmentation de lenrobage des aciers comprims ou le confinement des armatures transversales naient t prises, la contrainte de compression du bton pour les classes XS, XD et XF est limite :

3.0.5 Vrification au feu (NF EN 1992-1-2 clause 5.4.2.2)

Les valeurs tabules de la clause 5.4. donnent les dimensions minimales en fonction de la rsistance au feu normalis.


anne


Pivot A : Allongement de lacier : Traction faible excentricit ou flexion simple ou compose ; Pivot B : Raccourcissement de la fibre du bton la plus comprime bu=3.5% ; Flexion simple ou compose ; Pivot C : Raccourcissement du bton 3h/7 : Section entirement comprime ; ;

3.0.4.3 Classes dexposition BAEL clause A.7.1

Le BAEL ne stipule pas de classe dexposition mais il indique les dispositions prendre en compte pour la protection des armatures. Par exemple : lenrobage de toutes armatures est au moins gale 5 cm pour les ouvrages la mer ou exposs aux embruns ou aux brouillards salins ainsi que pour les ouvrages exposs des atmosphres trs agressives.

3.0.5 Vrification au feu DTU FEU / rgles FBer me

Classement des btiments en familles : 1 4 Trois critres de rsistance : - rsistance mcanique sous les charges, - tanchit aux flammes, - isolation thermique

famille

Stable au feu Pare flamme Coupe feu

Le chapitre 7, rgles constructives par catgorie douvrage indiquent les dimensions minimales des lments structuraux en fonction de leur dure thorique de rsistance au feu.


anne



anne


3.0.5 Rcapitulatif comparaison de la prise en compte des matriaux EC2-BAEL

Nous avons remarqu que les matriaux ntaient pas abords de la mme manire dans lEC2 et dans le BAEL. Le diagramme palier inclin pour lacier et le diagramme bilinaire pour le bton sont prsents dans lEC2. Ces diagrammes vont apports des changements dans le calcul des armatures. Le diagramme palier horizontal pour lacier est prsent dans les deux rglements, cependant il faut faire attention la manire dont il est exploit. En effet, la dformation est limite 10 dans le BAEL et nest pas limite dans lEC2. Un autre point important prendre en compte est la dtermination de lenrobage des armatures, qui ne dpend plus de la gomtrie de llment mais de lexposition et la classe structurale pour lEC2.


anne


3.1. Poutre : flexion simple3.1.1 ELU : dtermination des armatures EC2 Pour le calcul dune poutre lEC2, il existe plusieurs mthodes suivant les diagrammes que lon utilise pour le bton et pour lacier. Dans tous les cas, il faut commencer par calculer : La rsistance de calcul en compression du bton ; d h La rsistance de calcul de lacier ;

Le moment rduit se dtermine comme suit :le moment MED est dtermin partir de la porte effective ( annexe 4.1)

b

3.1.1.1 Diagramme lasto-plastique parfait EC2 L La dformation de l'acier est donne par Si Si avec Es : module dlasticit de lacierFigure 3.1.1 Schma de la poutre isostatique

3.1.1.1.1Diagramme rectangulaire simplifi+ diagramme lasto-plastique parfait EC2

La section darmatures est dtermine par :

3.1.1.1.2 Diagramme parabole rectangle + diagramme lasto-plastique parfait PIVOT A EC2 - Soit la dformation des armatures nest pas limite et le calcul se fait directement au pivot B : - Soit on choisit volontairement de limiter la dformation : .


anne


3.1. Poutre : section rectangulaire3.1.1 ELU : dtermination des armatures BAEL

Dans lEC2 comme dans le BAEL, une poutre plan moyen, est sollicite en flexion simple lorsque lensemble des forces et des couples appliqus gauche dune section est rductible un moment et une force appliqus au centre de gravit. Il existe plusieurs mthodes pour dterminer les armatures de flexion suivant les diagrammes que lon utilise. Dans tous les cas : la rsistance de calcul du bton est donne par : d h

le moment rduit est donn par :

Figure 3.1.1 Schma de la poutre isostatique

b 3.1.1.1Diagramme rectangulaire simplifi+ diagramme lasto-plastique parfait BAEL


3.1.1.2Diagramme parabole rectangle + diagramme lasto-plastique parfait PIVOT A- BAEL Condition pour le pivot A :


METZ Marie Laure

19

GC5


3.1.1.1.3 Diagramme parabole rectangle + diagramme lasto-plastique parfait PIVOT B EC2

Si la dformation de lacier nest pas limite au pivot A : condition du pivot B : Soit on choisit volontairement de limiter la dformation : .

.

Bras de levier :

La section darmatures est donne par :

Figure 3.1.1.3 Diagramme parabole rectangle- pivot B [3]

3.1.1.1.4 Diagramme bilinaire + diagramme lasto-plastique parfait -EC2


METZ Marie Laure

20

GC5


3.1.1.3 Diagramme parabole rectangle + diagramme lasto-plastique parfait PIVOT B - BAEL

Condition pour le pivot B :


METZ Marie Laure

21

GC5


3.1.1.2 Diagramme palier inclin EC2 La dformation de lacier est dtermine par :

-

La contrainte dans lacier en fonction de la dformation est donne par :

3.1.1.2.1 Diagramme rectangulaire simplifi + diagramme palier inclin EC2


3.1.1.2.2 Diagramme parabole rectangle + diagramme palier inclin PIVOT A EC2

Condition du pivot A :

pour de lacier classe B (voir paragraphe 1.3)


3.1.1.2.3 Diagramme parabole rectangle + diagramme palier inclin PIVOT B EC2

Condition du pivot B :

pour de lacier classe B (voir paragraphe 1.3)


METZ Marie Laure

22

GC5


3.1.1.5 Diagramme rectangulaire simplifi + diagramme palier inclin BAEL

Le diagramme palier inclin nexiste pas dans le BAEL.

3.1.1.6 Diagramme parabole rectangle + diagramme palier inclin PIVOT A BAEL


3.1.1.7 Diagramme parabole rectangle + diagramme palier inclin PIVOT B BAEL


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23

GC5


3.1.1.2.4 Diagramme bilinaire + diagramme palier inclin EC2

)


3.1.2 ELS : vrification des contraintes EC2

Pour les classes dexposition XD, XS, XF, il faut vrifier que la contrainte dans le bton : avec :

Il faut dans un premier temps calculer le moment statique :

Puis, il faut dterminer linertie de la section fissure :

La contrainte dans le bton :

La contrainte dans lacier :

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24

GC5


3.1.2 ELS : vrification des contraintes BAEL

Dans le BAEL, il ny a pas de limitation des contraintes suivant lexposition de llment.

Le calcul des contraintes dans le bton et dans lacier se droule comme suit :

La contrainte dans le bton :

La contrainte dans lacier :

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25

GC5


3.1.3 Effort tranchant EC2

Pour effectuer le calcul des armatures transversales, il faut vrifier que leffort tranchant ne dpasse pas la valeur maximale limite :

et

En toute section, il faut :

3.1.4 Bielle dabout EC2

Sur appui dextrmit, on aura donc ancrer : , ce qui correspond une section minimale de :

3.1.5 Dispositions constructivesEC2

Voir annexe 3.1

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26

GC5


3.1.3 Effort tranchant BAEL

Pour le calcul des armatures transversales, il faut vrifier que la contrainte de cisaillement ne dpasse pas la valeur limite :

En toute section, il faut :

3.1.4 Bielle dabout BAEL

Sur appui dextrmit, on aura donc ancrer :

Ancrage du haut de la poutre : on dtermine la section darmatures ncessaires pour quilibrer 0.15*Mo.

3.1.5 Dispositions constructivesBAEL Voir annexe 3.1

METZ Marie Laure

27

GC5


3.1.6 Comparaison des deux rglements BAEL / Eurocode 2

Donnes : Matriaux : Environnement XC3 Charges : Dimensions :

Btiment catgorie A : habitation et rsidentiel (chambre et salle dhpitaux) Coefficient 0 = 0.7, 1=0.5, 2=0. La note de calcul est disponible en annexe 3.2 Poutre 1 R-1 67 cm

30 cm

5.50 m

Figure 3.1.6.1 Localisation de la poutre [4]

Figure 3.1.6.2 Schma poutre isostatique

METZ Marie Laure

28

GC5


EC2Diagramme acierA palier horizontal Parabole rectangle A palier inclin Rectangulaire simplifi Parabole rectangle

Diagramme Rectangulaire simplifi btonMED (kNm) 256

Bilinaire

Bilinaire

256

256

256

256

256

d (m)

0.645

0.645

0.645

0.645

0.645

0.645

fcd (Mpa)

16.67

16.67

16.67

16.67

16.67

16.67

b (m) Moment rduit u Hauteur comprime zu=d m Section darmatures cm

0.30

0.30

0.30

0.30

0.30

0.30

0.123

0.123

0.123

0.123

0.123

0.123

-

0.601

0.600

0.602

0.601

0.601

9.77

9.79

9.80

9.79

9.80

9.83

Tableau 3.1.6.1 Comparaison des diffrentes mthodes

METZ Marie Laure

29

GC5


Tableau 3.1.6.2 Comparaisons des mthodes BAEL- EC2

EC2 A palier horizontal Rect. simplifi 256 0.645 16.67 0.123 0.165 9.77 2 (9.77) 333 A palier horizontal Parabole rect. 256 0.645 16.67 0.123 0.163 9.79 (9.79) 333 A palier horizontal lastoplastique parfait Parabole rect. 238.26 0.603 14.17 0.154 0.2208 9.96 (9.96) 331

BAEL lasto plastique parfait Rect. simplifi 238.26 0.603 14.17 0.154 0.2101 9.91 (9.91) 331

Diagramme acier

Diagramme bton Armatures longitudinales MELU ou MED (kNm) Hauteur utile d (m) fcd ou fbu (Mpa) u ou mu u As ( cm) s (MPa)

Bilinaire 256 0.645 16.67 0.123 0.176 9.80 (9.80) 333

Contraintes

bc ou c ( MPa)

9.81

9.81

9.81

10.88

10.88

Vrd (kN) ou du (MPa)

179 < 540 kN 2.84

0.894

rapport__PFE_METZ_GC_

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