Soutenance mémoire
Historique :
Construire a toujours été l’un des premiers soucis de l’homme, et l’une de ses occupations privilégiées. De nos jours également, la construction connaît un grand essor dans la plus part des pays, et très nombreux sont les professionnels qui se livrent à l’activité de bâtir dans le domaine du bâtiment ou des travaux publics. Cependant, si le métier de construire peut être considéré comme le plus ancien exercé par l’homme, il faut reconnaître qu’il leur a fallu au cours des dernières décades, s’adapter pour tenir compte de l’évolution des goûts et des moe urs, mais surtout aux nouvelles techniques de constructions qui permettent une fiabilité maximum de la structure vis-à-vis des aléas naturels tel que les séismes. Béton est un terme générique qui désigne un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats (sable, gravillons) agglomérés par un liant. On utilise le béton armé par rapport aux autres matériaux, parce qu’il offre une facilité dans la réalisation et une diversité dans la conception. Le béton est communément utilisé par tous les architectes et les ingénieurs pour la réalisation des bâtiments; ouvrages d’art ….etc. il permet d’avoir des grandes portées contrairement aux constructions avec la pierre et le bois. En 1867, mise au point du Béton Armé pour donner au ciment plus de résistance, les français Joseph-Louis Lambot et Joseph Monnier imaginent de rendre plus ferme au moyen de grillage ou de fils barbelés, et déposent des brevets pour rendre la construction de ses petits ponts et grottes plus solides.
L’analyse dynamique d’une structure représente une étape primordiale dans l’étude générale d’un ouvrage en Génie Civil dans une zone sismique (zone IIa dans notre cas), ou éventuellement soumis à des actions accidentelles (vent extrême, explosion…..). La résolution de l’équation du mouvement d’une structure tridimensionnelle en vibrations libres ne peut se faire manuellement à cause du volume de calcul. L’utilisation d’un logiciel préétablie en se basant sur la méthode des éléments finis par exemple « SAP2000, ETABS, ROBOT… » Avec une modélisation adéquate de la structure, peut aboutir à une meilleure définition des caractéristiques dynamiques propres d’une structure donnée. Dans cette étude nous allons utiliser le logiciel SAP2000 version 14.0.0. Présentation du programme SAP2000: SAP2000 est un logiciel de calcul des structures de génie civil (bâtiments, châteaux d’eau….) et des travaux publics (ponts, tunnels…), Il offre de nombreuses possibilités d’analyse des effets statiques et dynamiques avec des compléments de conception. Il permet aussi la vérification des structures en béton armé ou en charpente métallique.
L’interface graphique disponible facilite, considérablement, la modélisation et l’exploitation des résultats. Modélisation de la structure : Dans l’analyse de la structure, la modélisation est une phase importante, Les résultats obtenus de l’étude d’un modèle choisi ne peuvent être assimilés à ceux de la structure réelle que si le comportement du modèle choisi reflète d’une manière appréciable le comportement réel de la structure, c’est dans cette option que nous devons choisir le modèle le plus approprié. Modélisation de rigidité : La modélisation des éléments constituants le contreventement (rigidité) est effectuée comme suit: Chaque poutre et chaque poteau de la structure a été modélisé par un élément linéaire type poutre (frame) à deux noe uds, chaque noe ud possède 6 degré de liberté (trois translations et trois rotations). Les poutres entre deux noe uds d’un même niveau (niveau i). Les poteaux entre deux noe uds de différent niveaux (niveau i et niveau i+1). Chaque voile est modélisé par un élément surfacique type Wall à quatre noe uds. La dalle est modélisée par un élément surfacique type Slab à quatre noe uds. A tous les planchers nous avons attribués une constrainte de type diaphragme ce qui correspond à des planchers infiniment rigide dans leur plan pour satisfaire l’hypothèse. Tous les noe uds de la base du bâtiment sont encastrés (6DDL bloqués).
CONCLUSION GENERALE
Le rôle de l’ingénieur en structure dans un projet de construction d’un immeuble est fondamental. Il doit concevoir et calculer les éléments de la structure de manière qu’ils puissent résister à toutes les sollicitations prévues et à présenter une durabilité satisfaisante pendant toute la période d’exploitation. Ce projet de fin d’études nous a permis de mettre en pratique les connaissances théoriques acquises durant notre cycle de formation de master pour analyser, étudier et contrôler un projet de bâtiment réel. Nous avons saisi combien il est important de bien analyser une structure avant de la calculer. L’analyse de la structure d’un ouvrage est une étape très importante qui permettre de faire une bonne conception parasismique au moindre coût. L’objectif primordial étant bien sur, la protection des vies humaines lors d’un séisme majeur. Notons que le choix des dispositions des voiles de contreventement est un facteur prédominant pour une bonne conception: dit un comportement optimal de la structure.
La quantité des voiles n’implique pas un bon comportement de la structure, mais la disposition optimale de ces derniers donne des résultats satisfaisants et qui se traduit par une économie sur l’utilisation du béton et de l’acier, en infrastructure et en superstructure, tout en respectant la réglementation en vigueur. Lors de cette étude, nous avons tenté d’utiliser des logiciels techniques, afin d’automatiser au maximum les étapes de calcul et de consacrer plus de temps à la réflexion. Les calculs ne nous permettent pas de résoudre tous les problèmes auxquels nous avons été confrontés, il a fallu faire appel à notre bon sens et à la logique pour aboutir à des dispositions des éléments structuraux qui relèvent plus du bon sens de l’ingénieur. Le management du projet devient un paramètre essentiel dans n’importe quelle étude, grâce auquel on obtient un meilleur contrôle des activités qui permettent d’atteindre les objectifs dans le respect des coûts et des échéanciers. Enfin, le travail que nous avons présenté nous a permis de faire une rétrospective de nos connaissances accumulées pendant notre cursus universitaire. Nous espérons avoir atteint nos objectifs et nous permettra d’exploiter ces connaissances dans la vie pratique.
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Table des matières
Remerciements
Dédicaces
Résumé
Sommaire
Liste des figures
Liste des tableaux
Notations
Introduction générale
Chapitre I : Généralité
I.1. Historique
I.2. Introduction
I.3. Présentation de l’ouvrage
I.3.1. Caractéristiques géométriques
I.3.2. L’ossature
I.3.3. Les planchers
I.3.4. Les escaliers
I.3.5. Local d’ascenseur
I.3.6. Maçonnerie
I.3.7. Revêtements
I.4. Caractéristiques des matériaux
I.4.1. Béton
I.4.2. Acier
I.4.3. Coefficient d’équivalence
I.4.4. Hypothèses de calcul
Chapitre II: Pré dimensionnement et descente des charges
II.1. Introduction
II.2. Pré-dimensionnement
II.2.1. Les poutres
II.2.1.a. Les poutres principales
II.2.1.b. Les poutres secondaires
II.2.2. Les poteaux
II.2.2.1. Vérification des conditions du R.P.A 99(version 2003)
II.2.2.2. Vérification au flambement
II.2.3. Les planchers
II.2.3.1. Planchers étages courants et terrasse inaccessible : (corps creux)
II.2.3.2. Planchers du RDC et cage d’ascenseur et d’escaliers : (dalle pleine)
II.2.3.2.a. Planchers RDC
II.2.3.2.b. Cage d’ascenseur et d’escaliers
II.2.4. Les voile
II.2.4.1. Sous sol
II.2.4.2. RDC
II.2.4.3. Les étages
II.3. Descente des charges
II.3.1. Plancher RDC
II.3.2. Plancher des étages
II.3.3. Terrasse inaccessible
II.3.4. Terrasse inaccessible (cage d’escaliers)
II.3.5. Mur intérieur
II.3.6. Mur extérieur
II.3.7. Balcons
Chapitre III : Etude des planchers
III.1. Introduction
III.2. Etude des poutrelles
III.2.1. Méthode de calcul
III.2.2. Types de poutrelles
III.2.3. Moments fléchissants et efforts tranchants
III.2.3.a. Méthode des trois moments
III.2.3.b. Moments fléchissants et efforts tranchants obtenus par le SAP2000
III.2.4. Ferraillage des poutrelles
III.3. Etude de la dalle pleines du RDC
III.3.1. Détermination des moments fléchissants
III.3.2. Ferraillage
III.4. Etude des balcons
III.4.1. Type 1
III.4.1.1. Calcul de la force P
III.4.1.2. Calcul des charges
III.4.1.3. Calcul des moments fléchissant et des efforts tranchants
III.4.1.4. Calcul du ferraillage
III.4.2. Type 2
III.4.2.1. Calcul de la force P
III.4.2.2. Calcul des charges
III.4.2.3. Calcul des moments fléchissant et des efforts tranchants
III.4.2.4. Calcul du ferraillage
Chapitre IV : Etude des éléments secondaires
IV.1. L’acrotère
IV.1.1. Définition
IV.1.2. Calcul des sollicitations
IV.1.3. Calcul du ferraillage
IV.2. Les escaliers
IV.2.1. Définition
IV.2.2. Calcul des escaliers
IV.2.2.1. Nombre de marches et contre marches
IV.2.2.2. Longueur de la ligne de foulée
IV.2.2.3. L’inclinaison des paillasses
IV.2.2.4. Calcul des épaisseurs
IV.2.3. Descente des charges
IV.2.4. Ferraillage
IV.2.4.1. Détermination des moments fléchissant et des réactions
IV.2.4.2. Calcul du ferraillage
IV.3. Les poutres palières
IV.3.1. Pré-dimensionnement
IV.3.2. Evaluation des charges et calcul des moments fléchissant
IV.3.3. Ferraillage
IV.4. L’ascenseur
IV.4.1. Définition
IV.4.2. Evaluation des charges et surcharges
IV.4.3. Vérification du poinçonnement
IV.4.4. Détermination des sollicitations
IV.4.5. Etude de la dalle d’ascenseur
IV.4.6. Ferraillage de la dalle d’ascenseur
IV.5. Etude de la dalle de la cage d’escaliers
IV.5.1. Ferraillage
Chapitre V : Etude dynamique
V.1. Introduction
V.2. Présentation du programme SAP2000
V.3. Modélisation de la structure
V.3.1. Modélisation de rigidité
V.3.2. Modélisation de masse
V.4. Méthodes de calcul
V.4.1. Méthode statique équivalente
V.4.1.1. Principe
V.4.1.2. Calcul de la force sismique totale par la méthode statique équivalente
V.4.2. Méthode d’analyse modale spectrale
V.4.2.1. Disposition des voiles
V.4.2.2. Poids de la structure W
V.4.2.3. Caractéristiques géométriques et massiques de la structure
V.4.2.4. Evaluation des excentricités
V.4.2.5. Spectre de réponse de calcul
V.4.2.6. Représentation graphique du Spectre
V.4.2.7. Distribution de la résultante de la force sismique selon la hauteur
V.4.2.8. Vérification du coefficient de comportement R
V.4.2.9. Résultante des forces sismiques de calcul
V.4.3. Vérification des déplacements
V.4.4. Justification vis-à-vis l’équilibre d’ensemble
Chapitre VI : Etude des éléments porteurs
VI.1. Introduction
VI.2. Les poteaux
VI.2.1. Combinaison des charges
VI.2.2. Vérification spécifique sous sollicitations normales
VI.2.3. Vérification spécifique sous sollicitations tangentes
VI.2.4. Ferraillage des poteaux
VI.2.4.1. Détermination des sollicitations
VI.2.4.2. Exemple de calcul du ferraillage
VI.3. Les poutres
VI.3.1. Combinaison des charges
VI.3.2. Ferraillage des poutres
VI.3.2.1. Poutres principales
VI.3.2.2. Poutres secondaires
VI.4. Les voiles
VI.4.1. Combinaison des charges
VI.4.2. Ferraillage des voiles
VI.4.2.1. Détermination des sollicitations
VI.4.2.2. Exemple de calcul du ferraillage
VI.4.3. Vérification des contraintes de cisaillement
VI.4.4. Vérification de l’effort normal réduit
Chapitre VII : Etude de l’infrastructure
VII.1. Introduction
VII.2. Etude préliminaire du choix de type de semelle
VII.2.1. Semelle isolée
VII.2.2. Semelle filante
VII.2.3. Radier général
VII.2.3.1. Dimensionnement
VII.2.3.2. Vérification du poinçonnement
VII.2.3.3. Détermination des moments
VII.2.3.4. Ferraillage de la dalle du radier
VII.2.3.5. Ferraillage de la nervure du radier
Chapitre VIII : Etude managériale et économique
VIII.1. Introduction
VIII.2. Le management de projet
VIII.3. Projet
VIII.3.1. Cycle de vie d’un projet
VIII.3.2. Les différents intervenants dans un projet
VIII.4. Objectifs
VIII.4.1. Définition de MS Project
VIII.4.2. Création d’un projet sur MS Project
VIII.5. Planification du projet
VIII.5.1. WBS (Work Break-down Structure)
VIII.5.2. Diagramme de GANTT
VIII.5.3. Chemin critique
VIII.6. Définition des ressources
VIII.6.1. Ressources humaines
VIII.6.2. Ressources matérielles
VIII.7. Etude économique
VIII.7.1. Résultats obtenus
VIII.7.2. Courbe financière du projet
VIII.7.3. Rapport des flux trésorières du projet
VIII.7.4. Rapport des coûts des ressources
VIII.7.5. Disponibilité des ressources
VIII.7.6. Détermination des coûts des logements ressources
VIII.8. Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
Rapport du sol
Annexes
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