Soutenance mémoire
ETUDE D’UN BATIMENT R+9 AVEC SOUS-SOL
PRÉSENTATION DU PROJET
Présentation de l’ouvrage
Le bâtiment en question d’étude rentre dans le cadre du projet de réalisation de 197/1300 logements LPA à BELGAID dans la wilaya d’ORAN classé en zone moyenne sismicité zone II (RPA 99/2003).
Notre travail se résume sur une étude technique d’un bâtiment à usage d’habitation et commercial.
On s’intéresse dans ce projet à étudier un seul bloc de R+9 + sous-sol à usage d’habitation et commercial.
Le sous-sol et RDC sont destinés à être des locaux commerciaux.
Les étages à usage d’habitation avec 4 appartements par étage (F3).
Étude dynamique
ÉTUDE DYNAMIQUE DE LA STRUCTURE
Introduction
Les tremblements de terre sont une menace pour l’homme principalement à travers leurs effets directs sur les ouvrages et peuvent par ailleurs provoquer des effets secondaires comme les incendies et les explosions.
Les vibrations du sol provoquées par le passage des ondes sismiques entrainent les constructions dans leurs mouvements engendrant des forces d’inertie qui sont proportionnelles au poids de la construction ce qui signifie que plus la construction est lourde et plus l’action sismique est importante.
Dans ce chapitre on s’intéresse en premier lieu à chercher une bonne conception de notre structure qui répond aux exigences du RPA pour résistance de 𝑓𝑐28 = 25 𝑀𝑃𝑎 .
Ensuite en fait varier 𝑓𝑐28 et on tire les résultats obtenue de l’analyse modale et les sollicitations pour les autres valeurs de 𝑓𝑐28 .
Objectifs de l’étude dynamique
L’objectif initial de l’étude dynamique d’une structure est la détermination des caractéristiques dynamiques propres de la structure lors de ses vibrations. Une telle étude pour notre structure telle qu’elle se présente, est souvent très complexe c’est pourquoi on fait souvent appel à des modélisations qui permettent de simplifier suffisamment les problèmes pour permettre l’analyse.
Choix de la méthode de calcul
L’étude sismique a pour but de calculer les forces sismiques ; ce calcul peut être mené parles trois méthodes qui sont :
– la méthode statique équivalente.
– la méthode d’analyse modale spectrale.
– la méthode d’analyse dynamique par accélérogrammes.
D’après le RPA99V2003, notre structure est implantée et classée dans la zone sismique 02 groupes d’usage 02.
Nous avons utilisé une méthode dynamique (méthode d’analyse modale spectrale) en utilisant le logiciel de calcule de structures (SAP2000).
Méthode d’analyse modale spectrale
Principe
Par cette méthode, il est recherché pour chaque mode de vibration, le maximum des effets engendrés dans la structure par les forces sismiques représentées par un spectre de réponse de calcul. Ces effets sont par la suite combinés pour obtenir la réponse de la structure.
Domaine d’application :
La méthode dynamique est une méthode générale et plus particulièrement quand la méthode statique équivalente n’est pas appliqué.
Détermination des paramètres du spectre de réponse
Coefficient d’accélération A :
Zone 𝐼𝐼𝑎, groupe 2, (D’après la classification sismique de wilaya d’ORAN : RPA 99 Version 2003) ; alors d’après les deux critères précédents on obtient : A=0,15
Coefficient de comportement global de la structure R :
La valeur de R est donnée par le tableau 4.3 R.P.A99/v2003 en fonction du système de contreventement tel qu’il est défini dans l’article 3.4 du R.P.A99/2003
Dans notre structure on a un système de contreventement en portique et par des voiles en béton armé. Alors le coefficient de comportement global de la structure égale à : R=5.
Facteur de qualité Q : Q=1.25
ÉTUDE DES ELEMENTS SECONDAIRES
Étude du plancher
Introduction
Les planchers sont des éléments horizontaux de la structure capables de reprendre les charges verticales.
On peut considérer les corps creux comme des poids morts n’interviennent pas dans la résistance de l’ouvrage.
Plancher = Poutrelles + Corps creux + Dalle de compression.
Types de poutrelles
Type 01 : Plancher haut sous-sol + Plancher haut RDC
Type 02 : Plancher haut étage 9
Type 03 : Plancher haut sous-sol + Plancher haut RDC
Type 04 : Plancher haut sous-sol + Plancher haut RDC + Plancher haut étage (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9)
Type 05 : Plancher haut sous-sol + Plancher haut RDC + Plancher haut étage (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9) + Plancher terrasse 2 (+34.12)
Détermination des efforts internes
Nous avons septe types de poutrelles, on va déterminer les efforts internes pour le type01 par la méthode des trois moments et les autres sont calculés directement par logiciel SAP2000.
L’erreur entre les deux méthodes est due au faute d’arrondissement, cette erreur est remarquée seulement après la virgule. Pour cela on peut se permettre de calculer les efforts internes avec SAP2000.
Etude de l’ascenseur
L’ascenseur moderne est mécaniquement composé de trois constituants essentiels :
Le treuil de levage.
La cabine.
Le contre poids.
La cabine et le contre poids sont réunis aux extrémités par une nappe de câble d’acier qui portent dans les gorges de la poulie du treuil.
Dans notre projet, l’ascenseur est réservé principalement pour le transport des personnes, il est donc de classe I d’après la norme (NF-P82.201), la charge nominale est de 300 kg caractérisé par une surface utile maximale de : 1,10 × 1, 40 , transportant 4personnes au maximaux.
Les dimensions de l’ascenseur sont les suivantes :
Dimensions
– Largeur minimale : 110 cm ;
– Profondeur minimale : 140 cm ;
– Portes, passage libre : 90 cm.
Porte :
– Automatique et coulissante.
Boutons d’appel :
– Hauteur entre 80 cm et 90 cm du sol ;
– Face aux boutons : aire de rotation de 150 cm ;
– Systèmes lumineux et vocaux.
Evaluation des charges
La terrasse de la cage d’ascenseur est coulée en béton armé et à une épaisseur de 15 cm. Le poids propre de l’ascenseur est estimé à 7,15 KN/m2 pour le type Ge N2 Confort de OTIS (400 Kg plus 4 personnes avec 100 Kg 1personne).
Conclusion générale
Dans ce travail, on a étudié un bâtiment de R+9 avec un sous-sol a usage d’habitation et commercial implantée dans wilaya d’Oran.
Tout d’abord on a commencé par une présentation générale du projet, ensuite on a passé à la partie de pré dimensionnementdes éléments résistants et secondaires.
En deuxième partie on a passé à l’étude des éléments secondaires tels que [poutrelles, escalier, ascenseur, acrotère et les dalles pleines]
En troisième partie on a fait l’étude dynamique de ce projet avec une résistance caractéristique 𝑓𝑐28 = 25 𝑀𝑃𝑎 , on a constaté que la 5ème variante répond aux exigences du RPA 99/version.
Ensuite nous avons présenté les résultats de cette structure en variant la résistance caractéristique du béton 𝑓𝑐28.
On a trouvé après tous les essais réalisés une légère différence sur la période propre de la structure, le facteur de participation massique, l’accélération sismique, la réaction à la base, le moment fléchissant dans les éléments horizontaux et verticaux, les forces normal sur les poteaux, à la fin on a conclu qu’il n’y’a pas une grande influence sur la structure lors de la variation de la résistance du béton.
Dans la dernière partie du ferraillage nous avons constaté que :
Pour les poteaux :le ferraillage de tous les poteaux est le même car on a la section calculé est très faible donc on prend le 𝐴𝑚𝑖𝑛 suivant le RPA 99.
Pour les poutres principales : d’après les résultats on remarque pour les sections d’armatures on n’a pas une grande différence.
Pour les poutres secondaires : la même remarque que celle pour les poutres principales sauf que cette fois on a trouvé que la section du béton est en double armature en appui et en travée, ainsi que pour 22 MPa on a trouvé que la section en double armature est seulement en appui, par contre pour le 25 MPa 30 MPa et 40 MPa on a une section de simple armature, car l’influence de la résistance à la compression du béton est remarquable sur les contraintes interne du béton (𝜎𝑏𝑐 ), cette dernière qui est la responsable du changement de la section du béton d’une section en simple armature a une section en double armature.
Pour les voiles :après le calcul du ferraillage à l’aide du logiciel « SOCOTEC », il s’est avéré que le ferraillage est nul, c’est la raison pour laquelle on a ferraillé avec le minimum du RPA dans les deux sens.
Enfin, nous espérons que ce modeste travail sera une référence pour d’autres projets de fin d’étude et aussi un point de départ pour entamer d’autres études dans la vie professionnelle
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Table des matières
INTRODUCTIN GÉNÉRALE
1. PRÉSENTATION DU PROJET
1.1. Présentation de l’ouvrage
1.2. La description générale
1.3. Dimensions en plan :
1.4. Les données géotechniques
1.5. Les éléments de l’ouvrage :
1.6. Caractéristique mécanique des matériaux
2. PRÉ-DIMENSIONNEMENT ET DESCENTE DES CHARGES
2.1. Introduction :
2.2. Pré dimensionnement du plancher
2.3. Pré dimensionnement des poutrelles
2.4. Évaluation des charges des planchers
2.5. Pré dimensionnement des poutres
2.6. Pré dimensionnement des Poteaux
2.7. Pré dimensionnement des voiles de contreventement :
2.8. Pré-dimensionnement des éléments secondaires
3. ÉTUDE DES ELEMENTS SECONDAIRES
3.1. Étude du plancher
3.2. Etude d’escalier
3.3. Ascenseur
3.4. L’acrotère
4. ÉTUDE DYNAMIQUE DE LA STRUCTURE
4.1. Introduction
4.2. Objectifs de l’étude dynamique
4.3. Choix de la méthode de calcul
4.4. Méthode d’analyse modale spectrale
4.5. Détermination des paramètres du spectre de réponse
4.6. Spectre de réponse de calcul
4.7. Détermination des paramètres des combinaisons d’action
4.8. Estimation de la période fondamentale de la structure
4.9. Nombre de modes à considérer
4.10. Modélisation
4.11. Les dispositions des voiles
4.12. Vérification de déplacement d’étage suivant RPA
4.13. Vérification de la résultante des forces sismiques par la méthode statique équivalente :
4.14. Conclusion
5. RESULTATS ET DISCUSSIONS
5.1. Les Objectifs
5.2. Les résultats obtenus par l’analyse modale
5.3. Les sollicitations
5.4. Les réactions à la base
5.5. Conclusion
6. ÉTUDE DES ELEMENTS STRUCTURAUX
6.1. Introduction
6.2. Les Poteaux
6.3. Les poutres principales
6.4. Ferraillage des poutres secondaires :
6.5. Les voiles
6.6. Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE
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