Soutenance mémoire
Pré dimensionnement des escaliers
Evaluation des charges et surcharges et Le pré dimensionnement des éléments résistants
Introduction
Les charges réglementaires
Les charges réglementaires sont en général :
– Les charges permanentes qui présentent le poids mort.
– Les charges d’exploitation ou surcharges.
Les charges permanentes
Il s’agit de prendre en compte le poids réel des éléments mis en œuvre pour construire le bâtiment.
Là encore, afin d’uniformiser et faciliter les procédures de calcul, le législateur fourni des listes des poids volumiques en fonction des matériaux utilisés. Ces listes sont disponibles dans le Document Technique Règlementaire (D.T.R) des charges permanentes et charges d’exploitations.
Les charges d’exploitation
Tout bâtiment entre dans une catégorie réglementaire et doit être capable de supporter les charges et sollicitations correspondant à une utilisation « normale ». On comprend aisément que le plancher d’un ouvrage à usage d’habitation, est à priori, moins chargé qu’un plancher d’une bibliothèque.
Pour faciliter la prise en compte de ces chargements, sans avoir à les recalculer Systématiquement, le législateur a choisi de définir des charges réglementaires. Celles-ci sont présentées dans le D.T.R des charges permanentes et charges d’exploitations.
DESCENTE DES CHARGES
G : Charges permanentes.
Q : Charges d’exploitations.
Pour l’évaluation des charges et surcharges, il convient de préciser que les planchers sont constitués de dalles en corps creux et de dalles pleine. Ces dernières sont disposées dans les balcons et les paliers d’escaliers.
On note :
– G : poids des charges permanentes.
– Q : poids des surcharges d’exploitations.
– b: masse volumique du béton.
-Niveau Plancher terrasse inaccessible corps creux
Pré-dimensionnement
Introduction
Le pré dimensionnement est très important, son but est déterminer une épaisseur économique afin d’éviter un sur plus d’acier et béton.
Détermination de l’épaisseur du plancher
Dans notre structure, les planchers sont à corps creux, les corps creux n’interviennent pas dans la résistance de l’ouvrage sauf qu’ils offrent un élément infiniment rigide dans le plan de la structure L’épaisseur des dalles dépend le plus souvent des conditions d’utilisation et de résistance.
L’épaisseur de plancher est conditionnée par : h ≥ l 22,5 l : plus grande portée dans le sens considéré h≥ 510 22.5 = 23 ??. On dopte h= 25 cm.
Les poteaux
On suppose une charge moyenne de 1 (t/m 2 ) par étage.
Les sections transversales des poteaux doivent satisfaire aux conditions du R.P.A 99 V2003.
Pré dimensionnement par B. A.E.L
Le pré dimensionnement du poteau se fait pour qu’on ait un flambement inferieur à 35. ( ? ≤ 35)
On prend. ? = 35.
PRE DIMENSIONNEMENT DES POUTRES
D’une manière générale on peut définir les poutres comme étant des éléments porteurs horizontaux, on a deux types de poutres :
Les poutres principales:
Reçoivent les charges transmises par les solives (poutrelles) et les répartie aux poteaux sur lesquels ces poutres reposent.
On a :
Lmax= 6.00 m L/1 5< h < L/10 40 < h< 60
On prend b=30 cm et h=50 cm.
Les dimensions des poutres doivent satisfaire à la condition du R.P.A 99 V2003. b≥ 20 ?? . b= 30 cm ….. cv. h≥ 30 ??. h= 50 cm ….. cv. b h < 4 50/30< 4 …. cv.
Donc on adopte h= 50 cm et b=30 cm.
Les voiles
Pré dimensionnement des murs en béton armé justifiés par RPA99.v2003 ils servent d’une part à contreventer le bâtiment en reprenant les efforts horizontaux (séisme et vent) et d’autre part de reprendre les efforts verticaux qu’ils transmettent aux fondations.
Les charges verticales : charges permanentes et surcharges.
*Les actions horizontales : effet de séisme et du vent.
*Les voiles assurant le contreventement sont supposés pleins.
*Seuls les efforts de translation seront pris en compte ceux de la rotation ne sont pas connues dans le cadre de ce pré dimensionnement.)
*Les voiles sont considérés comme des éléments satisfaisants la condition de RPA99.v2003, p 56 ; L≥ 4 ∗ ?.
L : la longueur du voile.
a : l’épaisseur du voile.
*Dans le cas contraire, ces éléments sont considérés comme des éléments linéaires. L’épaisseur minimale est de 15cm. De plus, l’épaisseur doit être déterminée en fonction de la hauteur d’étage he et des conditions de rigidité aux extrémités comme suit :
Etude des Balcons
Introduction
Les balcons sont des dalles pleines qui sont supposées être des plaques horizontales minces en béton armé, dont l’épaisseur est relativement faible par rapport aux autres dimensions. Cette plaque repose sur deux ou plusieurs appuis, comme elle peut porter dans une ou deux directions. On adopte une épaisseur h =15 cm.
ETUDE DYNAMIQUE
Introduction
Un séisme est une libération brutale de l’énergie potentielle accumulée dans les roches par le jeu des mouvements relatifs des différentes parties de l’écorce terrestre. Lorsque les contraintes dépassent un certain seuil, une rupture d’équilibre se produit et donne naissance aux ondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions et atteignent la surface du sol.
Ces mouvements du sol excitent les ouvrages par déplacement de leurs appuis et sont plus ou moins amplifiés dans la structure. Le niveau d’amplification dépend essentiellement de la période de la structure et de la nature du sol.
Ce implique de bien faire toute une étude pour essayer de mettre en exergue le comportement dynamique de l’ouvrage.
Choix de la méthode de calcul
L’étude sismique à pour but de calculer les forces sismiques ; calcul peut être mené par les trois méthodes qui sont :
– la méthode statique équivalente.
– la méthode d’analyse modale spectrale.
– la méthode d’analyse dynamique par accélérogrammes.
Conditions d’application de la méthode statique équivalente.
1. Le bâtiment ou bloc étudié, satisfaisait aux conditions de régularité en plan et en élévation prescrites au chapitre III, paragraphe 3.5 avec une hauteur au plus égale à 65m en zones I et II et à 30m en zones III.
2. Le bâtiment ou bloc étudié présente une configuration irrégulière tout en respectant, outre les conditions de hauteur énoncées en a), les conditions complémentaires suivantes :
Zone I : tous groupes
Zone IIa :
groupe d’usage 3.
groupes d’usage 2, si la hauteur est inférieure ou égale à 7 niveaux ou 23 m.
groupe d’usage 1B, si la hauteur est inférieure ou égale à 5 niveaux ou 17m.
groupe d’usage 1A, si la hauteur est inférieure ou égale à 3 niveaux ou 10m.
Zone IIb et III :
groupes d’usage 3 et 2, si hauteur est inférieure ou égale à 5 niveaux ou 17m.
groupe d’usage 1B, si la hauteur est inférieure ou égale à 3 niveaux ou 10m.
groupe d’usage 1A, si la hauteur est inférieure ou égale à 2 niveaux ou 08m.
Conditions d’application de la méthode d’analyse modale spectrale.
Cette méthode est basée sur la détermination des modes propres de vibrations de la structure et le maximum des effets engendrés par l’action sismique. Ces effets sont par la suite combinés pour obtenir la réponse de la structure.
La méthode d’analyse modale spectrale peut être utilisée dans tous les cas, et en particulier, dans le cas où la méthode statique équivalente n’est pas permise.
Conditions d’application de la méthode d’analyse dynamique
La méthode d’analyse dynamique par accélérogrammes peut être utilisée au cas par cas par un personnel qualifié, ayant justifié auparavant les choix des séismes de calcul et des lois de comportement utilisées ainsi que la méthode d’interprétation des résultats et les critères de sécurité à satisfaire.
Notre structure ne répond pas aux conditions exigées par RPA99version2003 pour pouvoir utiliser la méthode statique équivalente; Alors que le calcul sismique se fera par la méthode dynamique spectrale.
Vérification spécifique sous sollicitations tangentes
La contrainte de cisaillement conventionnelle de calcul dans le béton sous combinaison sismique doit être inférieure ou égale à la valeur limite suivante :
La contrainte de cisaillement conventionnelle de calcul dans le béton sous combinaison sismique doit être inférieure ou égale à la valeur limite suivante :
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Table des matières
Sommaire
Introduction
CHAPITRE 1 : Présentation du projet
1-1-Introduction
1-1-1-Les données géométriques du projet
1-1-2-Les données concernant le site
1-2- Caractéristiques des matériaux
1-2-1- Caractéristiques mécaniques des matériaux
1-2-2- Béton
1-2-2-1- Résistances mécaniques du béton
1.2.3- Les aciers
1-3 -Hypothèses de calcul
CHAPITRE 2 : Evaluation des charges et des surcharges et le pré dimensionnement des
éléments résistants
2-1-Introduction
2-1-1-Les charges réglementaires
2-1-2-Les charges permanentes
2-1-3-Les charges d’exploitation
2-2-descente des charges
2-3-Pré-dimensionnement
2-3-1-Introduction
2-3-2 -Détermination de l’épaisseur du plancher
2-3-3-Les poteaux
2-3-4-Pré dimensionnement par B.A.E.L
2-3-5- pre dimensionnement des poutres
2-4-.Les voiles
CHAPITRE 3 : Etude des éléments secondaires
3-1-CALCULE DE L’ESCALIER
3-1-1-Pré dimensionnement des escaliers
3-1-2-Evaluation des charges et surcharges
3-1-3-Ferraillage des escaliers
3-1-4-Ferraillage de la paillasse et du palier
3-1-5-Calcul de ferraillage
3-1-5-1-Ferraillage principale
3-1-5-2-Ferraillage de chapeau
3-1-5-3-Ferraillage de répartition
3-1-6-La poutre palière
3-2- calcul des Planchers
3-2-1Introduction
3-2-2-Calcul des poutrelles
3-2-3-Les types des poutrelles
3-2-4-Les charges des poutrelles
3-2-5-Détermination des efforts internes
3-2-5-1-Méthode forfaitaire
3-2-5-2Application de la méthode
3-2-7- Récapitulatifs du ferraillage des poutrelles
3-3-1- Ferraillage de la dalle de compression
3-4-1- Étude de L’acrotère
3-4-2 -Poids propre de l’acrotère
3-4-4-Calcul de l’excentricité
3-4-5-Détermination du ferraillage
3-5-Etude du plancher dalle pleine
3-5-1-Calcul des Moments
3-5-2Calcul des Ferraillages
3-6- Etude des Balcons
3-6-1-Introduction
3-6-2- Calcul des moments fléchissant et des efforts tranchants
3-6-3- Détermination du ferraillage
CHAPITRE 4 : Etude dynamique
4-1- Introduction
4-2-Choix de la méthode de calcul
4-2-1-Conditions d’application de la méthode statique équivalente
4-2-2- Conditions d’application de la méthode d’analyse modale spectrale
4-2-3-Conditions d’application de la méthode d’analyse dynamique
4-3- Combinaison d’action
4-4- Détermination de la force sismique totale
4-4-1- Coefficient d’accélération [A]
4-4-3- Facteur de qualité [Q]
4-4-4-Facteur de correction d’amortissement [?]
4-5-6-Poids totale de la structure [W]
4-4-7-Facteur d’amplification dynamique [D]
4-5- Estimation de la période fondamentale de la structure
4-5-1Disposition des voiles
4-5-2-Résultats de calcul
4-6-Caractéristique géométrique et massique de la structure
4-6-1- Centre de masse
4-6-2-Centre de torsion
4-6-3-Evaluation des excentricités
4-7-La force sismique statique
4-8-Application de la méthode d’analyse modale spectrale
4-8-Vérification de la résultante des forces sismiques par la méthode statique équivalente
Chapitre 5 : Etude des éléments structuraux
5-1-FERRAILLAGE DES POTEAUX
5-2-Vérification spécifique sous sollicitations normales
5-3- Vérification spécifique sous sollicitations tangentes
5-4-Ferraillage des poteaux
5-4-1-Armatures longitudinales
5-4-2-Ferraillage transversale
5-1-Les poutres
5-2-Recommandation du RPA99.V 2003
5-3-Exemple d’étude de la poutre principale
5-3-1-L’espacement des armatures transversales
5-5-2-Calcul des armatures transversales
5-5-3-Exemple d’étude de la poutre secondaire
5-5-4-1calcul des armatures longitudinales
5-5-4-2-L’espacement des armatures transversales
5-5-4-3-Calcul des armatures transversales
5-5-Les voiles
5-5-2-Détermination des sollicitations
5-5-3-Détermination du ferraillage
CHAPITRE 6 : Infrastructure
6-1-Introduction
6-2-etude de voile périphérique
6-2-1-Dimensionnement
6-2-3-Détermination des sollicitations
6-2-4-Calcul du ferraillage
6-2-5- Condition de non fragilité
6-3-Etude fondation
6-3-1-Stabilité des fondations
6-3-2- Le choix de type de la fondation
6-3-2-1-Semelle isolée
6-3-3 Pré dimensionnement
6-3-4Epaisseur du radier
6-3-4-1-Débordement (D)
6-3-5- Vérification de la contrainte du sol
6-3-5-1- Vérification au poinçonnement
6-3-7- Les différentes sollicitations
6-3-8-Calcul du ferraillage de la dalle
6-3-9 -Vérification a l’ELS
6-4-1-Calcul de ferraillage de la nervure
CHAPITRE 7 :Etude comparative
7-1- Introduction
7-1-1-Aspect architecturel
7-1-2 Aspect technique
7-1-3- Aspect économique
7-2-Comparaison des coûts
7-3-Comparaison des délais
7-4- conclusion de l’étude comparative:
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