Bâtiment R+12 avec ossature métallique

Présentation du projet

Ce projet de fin d’études consiste à étudier la structure d’un bâtiment d’habitation (R+12) réalisé en béton armé, dont on va reprendre l’étude en charpente métallique.
Le projet est implanté dans la Wilaya de Tlemcen qui est classée comme zone de faible sismicité d’après les règles parasismiques algériennes .
L’ouvrage est composé d’un : Rez-de-chaussée :Locaux commerciaux. Niveaux 1 : Bureaux pour profession libérale. 11 étages dont chaque niveau est constitué de : 2 appartements.
Moyens de circulation : ascenseur. Escaliers.
Localisation du site d’implantation : Altitude : 800 m . Zone de neige : Zone A. Zone du vent : Zone II. Zone sismique : Zone I (faible sismicité). Contrainte admissible du sol : σsol= 1,4 bars.

Etude sismique

Les charges les plus défavorables appliquées sur un bâtiment, sont les actions dynamiques dues au séisme.
La présente étude vise à assurer une protection acceptable des vies humaines et des constructions vis-à-vis des effets des actions sismiques par une conception et un dimensionnement approprié. Pour ce bâtiment les objectifs visés consistent à doter la structure d’une rigidité et d’une résistance suffisante pour éviter les dommages, ainsi qu’une capacité de dissipation d’énergie adéquate pour permette à la structure de subir des déplacements avec des dommages limités sans effondrement, ni perte de stabilité, face à un séisme majeur.
Le calcul sismique se fait selon le règlement parasismique Algérien RPA99/version 2003 (D.T.R-B.C-2.48).
Méthodes utilisables :
Le calcul des forces sismiques peut être mené par trois méthodes : Méthode statique équivalente. Méthode d’analyse modale spectrale. Méthode d’analyse dynamique par accélérogrammes. Pour cette structure nous avons opté pour les deux premières méthodes cités auparavant : La méthode statique équivalente est une méthode réalisée par le logiciel SAP 2000, et la méthode d’analyse modale spectrale est une méthode expérimentale.
Critères de classification :Le territoire national est divisé en cinq zones de séismicité croissante, définies sur la carte des zones de séismicité et le tableau associé qui précise cette répartition par wilaya et par commune .
Pour cette structure se situant dans la wilaya de Tlemcen, il s’agit donc de la zone I de faible sismicité . Cet ouvrage est un bâtiment à usage d’habitation dont la hauteur ne dépasse pas 48m, il est donc considéré comme ouvrage courant ou d’importance moyenne .
Le terrain d’implantation de cette structure se trouve sur un site meuble, classé S3 d’après le rapport géotechnique . La structure est considérée comme régulière en plan et en élévation .

Modélisation de la structure

La modélisation d’une structure consiste à établir un modèle à partir des plans architecturaux (modèle réel) de la construction, et d’y ajouter les modifications nécessaires pour une approche du meilleur comportement possible et d’une résistance optimale de la structure sous l’action des différentes charges.
Le logiciel SAP 2000 conçu pour le calcul et la conception des structures d’ingénieries, spécialement dans le domaine du bâtiment et des ouvrages de génie civil, permet de modéliser la structure réelle.
Dans la méthode statique équivalente : 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. Seul le mode fondamental de vibration de la structure est à considérer dans le calcul de la force sismique totale .
Dans la méthode dynamique spectrale : Pour les structures en plan comportant des planchers rigides, l’analyse est faite séparément dans chacune des deux directions principales du bâtiment. Celui-ci est alors représenté dans chacune des directions de calcul par un modèle plan, encastré à la base et où les masses sont concentrées au niveau des centres de gravité des planchers avec un seul DDL en translation horizontale. La déformabilité du sol de fondation doit être pris en compte dans le modèle toutes les fois où la réponse de la structure en dépend de façon significative. Le modèle doit représenter au mieux les distributions des rigidités et des masses de façon à prendre en compte tous les modes de déformations .

Etude des assemblages

Un assemblage est un dispositif qui permet de réunir et de solidariser plusieurs pièces entre elles, en assurant la transmission et la répartition des diverses sollicitations entre les pièces.
La résistance d’un assemblage doit être déterminée sur la base des résistances individuelles des éléments d’attache ou des soudures.
Tous les assemblages sont calculés selon l’EUROCODE 3.
Modes d’assemblages :Dans ce bâtiment deux modes d’assemblage sont utilisés, le boulonnage et la soudure qui les principaux modes de montage.
Le boulonnage est le moyen d’assemblage le plus utilisé en construction métallique du fait de sa facilité de mise en œuvre et des possibilités de réglage qu’il admet.
la soudure permet d’assembler des assemblages plus rigides, cela a pour effet un encastrement partiel des éléments constructifs.

Etude de l’infrastructure

Les fondations d’une construction ont pour objet de transmettre toutes les charges de la superstructure au sol, elles sont donc la partie fondamentale de l’ouvrage car elles assurent la stabilité générale de la structure.
Le calcul se fait d’abord sur les pieds de poteaux et leur assemblage, c’est la partie transitoire entre la superstructure et l’infrastructure. L’étude des fondations demande la reconnaissance géologique et géotechnique du terrain, car leurs dimensions dépendent des caractéristiques physiques et mécaniques de sol.
Choix de type de fondation :Le choix du type de fondation s’effectue en respectant certains critères essentiels tel que : Type de construction. Stabilité totale du bâtiment. Caractéristique du sol. La nature et le poids de la superstructure. Solution économique et facile à réaliser.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : Présentation du projet
I.1. INTRODUCTION
I.2. PRESENTATION DU PROJET
I.2.1 Localisation du site d’implantation
I.2.2. Les caractéristiques géométriques
I.3.RÈGLEMENTS UTILISÉS
I.4.LOGICIELS UTILISÉS
I.5.MATERIAUX DE CONSTRUCTION
I.5.1.Acier de construction
I.5.2.Béton
I.5.3.Ferraillage
CHAPITRE II : Evaluation des charges
II.1. INTRODUCTION
II.2. CHARGES PERMANENTES
II.2.1. Les planchers
II.2.2. Les cloisons
II.2.3.Les escaliers
II.2.4. L’acrotère
II.3.CHARGES D’EXPLOITATION
II.4.CHARGES CLIMATIQUES
I.4.1. Charge de neige
II.4.2. Charge du vent
II.5. CONCLUSION
CHAPITRE III : Pré dimensionnement des éléments structuraux
III.1. INTRODUCTION
III.2. PRE DIMENSIONNEMENT
III.2.1. Les solives
III.2.2. Les poutres principales
III.2.3. Les poteaux
CHAPITRE IV : Etude plancher mixte
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. CALCUL PLANCHER MIXTE
IV.2.1. Phase de construction
IV.2.2. Phase final
IV.3.CALCUL DE L’ACROTERE
IV.3.1 Introduction
IV.3.2 Calcul au séisme
IV.3.3 Sollicitations agissant sur l’acrotère
IV.3.4.Ferraillage de l’acrotère
CHAPITRE V : Etude sismique
V.1. INTRODUCTION
V.2. METHODES UTILISABLES
V.3. CRITERES DE CLASSIFICATION
V.4. MODELISATSION DE LA STRUCTURE
V.5. ANALYSE MODALE SPECTRALE
V.6. VERIFICATION DE LA PERIODE FONDAMENTALE
V.7. CALCUL DE LA FORCE SISMIQUE A LA BASE
V.8. VERIFICATION DES DEPLACEMENTS
V.9. CONCLUSION
CHAPITRE VI : dimensionnement des éléments structuraux et secondaires
VI.1. INTRODUCTION
VI.2. DIMENSIONNEMENT DES POUTRES
VI.2.1. Poutre principale de rive terrasse
VI.2.2. Poutre intermédiaire pour terrasse
VI.2.3. Poutre principale de rive d’étage courant
VI.2.4. Poutre principale intermédiaire étage courant
VI.2.5. Poutre principale en console pour terrasse
VI.2.6. Poutre principale en console d’étage courant
VI.2.7. Poutres secondaires
VI.3. DIMENSIONNEMENT DES POTEAUX
VI.4. DIMENSIONNEMENT DES CONTREVENTEMENTS
VI.4.1. Contreventement en X
VI.4.2. Contreventement en V
VI.5. DIMENSIONNEMENT DES ESCALIERS
VI.5.1. Le nombre de marches (m)
VI.5.2. Longueur de la volée (Lv)
VI.5.3. Dimensionnement des éléments porteurs
CHAPITRE VII : Etude des assemblages
VII.1. INTRODUCTION
VII.2. MODE D’ASSEMBLAGES
VII.3. CALCUL DES ASSEMBLAGES
VII.3.1. Assemblage poteau – poutre (HEB360 – IPE 300)
VII.3.2. Assemblage poteau – poutre secondaire (IPE 270 – IPE 270)
VII.3.3. Assemblage poutre- solive (IPE 330 – IPE 140)
CHAPITRE VIII : Etude de l’infrastructure
VIII.1. INTRODUCTION
VIII.2.CHOIX DE TYPE DE FONDATION
VIII.3. LE RAPPORT GEOTECHNIQUE
VIII.3.1. investigation In-situ
VIII.3.2. Aperçu géologique du site
VIII.3.3. caractéristique géotechnique
VIII.3.4. Recommandations
VIII.4. PIED DE POTEAU
VIII.4.1. Efforts sollicitants
VIII.4.2. Dimensionnement de la plaque d’assise
VIII.4.3. Disposition constructive
VIII.4.4. Vérification de la résistance de pied de poteau
VIII.5. CALCUL DES FONDATIONS
VIII.5.1. Radier général
VIII.5.2. Voile périphérique
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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