Page | 1Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Remerciements utermedecethumbletravail,noustenonsrendrenotreprofonde gratitudeDIEUletoutpuissantquinousadonneslaforceetla patiencepourterminerceprojetdefindtudes,ainsiqutoutesles personnes qui ont contribu de prs ou de loin llaborer. Anotreencadrantexterne,M.MoncefZAIDOUH,chefdudpartementstructures dubureaudtudePYRAMIDEIngnieriequinapargnnitemps,nieffortpour rpondre nos multiples questions et satisfaire notre curiosit par ses explications, et son savoir-faire. Nous sommes trs reconnaissantes ses conseils fructueux quil na cess de nous prodiguer. Nos vifs remerciements sadressent galement notre encadrant interne,M. Ahmed Yachouti, professeur au sein de lEcole Nationale des Sciences Appliques dOujda (ENSAO), cet homme qui nous a fortement impressionnes par sa disponibilit, son encadrement, et ses conseilsafin de mener bien notre projet. Un grand Merci M.ImadELMAHI, chercheur et docteur ingnieur lENSAO poursonencouragementetsonaideprcieuseencequiconcernelamthodedes lments finis, mthode sur laquelle se base le calcul des logiciels. Noustenonsremercieraussitouslesmembresdujurypourleurbienveillance vouloir valuer ce modeste travail. Enfin, nous adressons par loccasion nos sincres remerciements au corps professoral delENSAO.Cesmotsnesontquelarflexiondenotreprofondrespectetle tmoignagedenotreestimeenverslensembledesprofesseursquinousontaides durant notre cursus en tant qulves ingnieures. A Page | 2Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Rsum eprsentprojetdefindtudesapourobjetltudeetledimensionnement dune tour en bton arm avec trois variantes de dalles (Plancher-dalle, dalle prcontrainteenposttensionetdallepleine),deuxvariantesde contreventement et deux variantes de radier .Le projet en question est compos dun sous-sol et de 9 tages usage bureaux. Notrebutestdapprcierlapportdesnouveauxrglements,dedcouvrirles difficultsdesesapplications,dedtecterlesfaillesetleslimitesdesanciens rglements et enfin de tirer les diffrences entre la dmarche de chaque rglement. Laconceptionetlepr-dimensionnementdeslmentsstructurauxonttfaitsen tenant compte des contraintes architecturales et structurales. Quantauxlogicielschoisis,lamodlisationatralisesurlelogiciel CONCRETE BUILDING STRUCTURES (CBS) version 2009, et le calcul par la mthodedeslmentsfinissurlelogicielROBOTSTRUCTURALANALYSIS (RSA) version 2009.La comparaison entre leffet du vent et du sisme a montr que ce dernier est le plus prpondrant. Ainsi, tous les calculs de dimensionnement ont t effectus en tenant compte des charges sismiques. Lescalculsmanuelsdunebandededalleensystmeplancher-dalle,dunedalle prcontrainte et dune dalle pleine ont permis de toucher de prs les caractristiques etrestrictionsdecestypesdeplanchers,toutentirantprofitdesavantagesquils prsentent.Lesplansdeferraillageontttablispourchaquelmentreprsentatifdela structure savoir : une dalle, les semelles isoles, les poteaux, les voiles et le radier.Une tude de prix a t tablie pour pouvoir donner une estimation du montant de la structure. Mots-Cls:TourIGH,tudeparasismique,contreventementparnoyaucentral,variantedalle pleine,varianteplancher-dalle,dalleprcontrainteenpost-tension,variantesdecontreventement, variantes de radier, Modle aux lments finis, maillage de Delaunay, Analyse modale. L Page | 3Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Abstract his project of end of studies has as an aim the study and the dimensioning of a reinforcedconcretetowerwiththreealternativesofflagstones(Floor-flagstone,flagstoneprestressedinposttensionandfullflagstone),two alternativesofwind-bracingandtwoalternativesofrafts.Theprojectin question made up of a basement and 9 stages with office use. Ourgoalistoappreciatethecontributionofthenewregulations,todiscoverthe difficulties of its applications, to detect the faults and the limits of the old regulations and finally to draw the differences between the approach from each regulation. The design and the predimensioning of the structural elements were made by taking account of the architectural and structural constraints. As for the software chosen, modeling was carried out on the software CONCRETE BUILDINGSTRUCTURES(CBS)version2009andcalculationbythefinite elementmethodonthesoftwareSTRUCTURALROBOTANALYSIS(RSA) version 2009. The comparison between the effect of the wind and the earthquake showed thatthis lastismostdominating.Thus,allcalculationsofdimensioningwerecarriedoutby taking account of the seismic loads. Manual calculations of a band of flagstone in system floor-flagstone, of a prestressed flagstone and a full flagstone made it possible to touch closely the characteristics and restrictions of these types of floors, while benefiting from the advantages which they have. Theplansofreinforcementweredrawnupforeachelementrepresentativeofthe structurenamely:aflagstone,spreadfootings,posts,veilsandthefoundationraft.Astudyofpricewasdrawnuptobeabletogiveanestimateoftheamountofthe structure. Keywords:Floor-flagstone,flagstoneprestressedinposttension,fullflagstone,alternativesof flagstones,alternativesofrafts,finiteelementmethod,skyscraper,modalanalysis,Delaunay mesh,bracing T Page | 4Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Table des matires REMERCIEMENTS ...................................................................................................... 1 RESUME ....................................................................................................................... 2 ABSTRACT ................................................................................................................. 3 LISTE DES TABLEAUX .............................................................................................. 7 LISTE DES FIGURES ............................................................................................... 11 LISTE DES ANNEXES .............................................................................................. 13 LISTE DES NOTATIONS ........................................................................................ 14 LISTE DES ABREVIATIONS .................................................................................. 16 INTRODUCTION ..................................................................................................... 17 CHAPITRE 1 : INTRODUCTION GENERALE ..................................................... 18 I. Prsentation gnrale du projet ................................................................ 19 II. Prsentation de la structure ...................................................................... 20 1.Caractristiques gomtriques.................................................................... 20 2. Donnes gotechniques............................................................................. 21 III.Gnralits....................................................................................................... 22 1.Les systmes de contreventement............................................................... 22 2.La rsistance au feu des IGH....................................................................... 22 CHAPITRE 2 : HYPOTHESES DE CALCUL ET PREDIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS ............................................................................................................... 23 I.Conception .................................................................................................... 24 II.Contreventement de la structure .............................................................. 25 III.Le choix du systme de planchers ............................................................ 26 IV.Caractristiques des matriaux ................................................................. 26 V.Les rglements en vigeur ............................................................................ 27 VI.Fondations ....................................................................................................... 27 VII.Prdimensionnement des lments rsistants .......................................... 27 1.Dalles ............................................................................................................ 27 2.Voiles........................................................................................................... 29 3.Poutres........................................................................................................ 29 4.La descente decharges ............................................................................... 30 5. Prdimensionnement des poteaux ............................................................. 32 CHAPITRE 3 : ETUDE DU VENT ......................................................................... 33 I.Etude du vent selon le NV65 ...................................................................... 34 1.Gnralits ................................................................................................... 34 2.Dfinitions et principes gnraux.............................................................. 34 3.Pression dynamique................................................................................... 34 Page | 5Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 4.Action dynamique du vent ......................................................................... 39 5.Action statique du vent .............................................................................. 42 II.Etude du vent selon lEUROCODE 1 ......................................................... 46 1.Gnralits ................................................................................................. 46 2.La vitesse de base du vent........................................................................ 46 3.La vitesse de rfrence du vent ................................................................. 48 4.La pression de rfrence du vent .............................................................. 49 5.Les paramtres du vent ............................................................................. 496.Les charges du vent ................................................................................... 53 III.Etude comparative entre le NV65 etlEUROCODE 1 ............................ 54 CHAPITRE 4 : ETUDE DU SEISME ................................................................... 56 I.Gnralits sur la construction parasismique ........................................ 57 1.Rglements parasismiques Marocains.................................................... 57 2. Diffrence entre le RPS 2000 et le RPS 2011 ........................................ 58 3.Choix de la variante de contreventement................................................ 58 II.Hypothses de calcul du projet ............................................................... 59 III.Mthode statique quivalente .................................................................. 61 1.Conditions d'application de l'approche statique quivalente ................... 61 2.Vrification des critres de rgularit ...................................................... 61 3.Dtails de calcul ........................................................................................ 62 IV.Effet du sisme selon LEUROCODE 8 .................................................... 71 1.Principe de base de la conception sous L'EUROCODE8 .......................... 71 2.Comparaison des acclrations spectrales entre les PS92 et EC883 CHAPITRE 5 : COMPARAISON VENT/SEISME .............................................. 84CHAPITRE 6 : ETUDE DE VARIANTES DE PLANCHERS ............................. 86 I.Etude de la variante dalle pleine ................................................................ 87 1.Description............................................................................................... 87 2.La mthode de calcul ............................................................................... 87 3.Le calcul des moments ..............................................................................88 II.Etude de la variante plancher-dalle ........................................................... 90 1.Dfinition.................................................................................................. 90 2.La mthode de calcul................................................................................ 90 III.Etude de la variante plancher prcontraint par post-tension.........103 1.Principe de prcontrainte ........................................................................ 103 2.Calcul de la dalle prcontrainte par post-tension................................... 104 IV.Etude du cot des trois variantes ............................................................. 113 1.Le cot de la dalle pleine ........................................................................... 114 2.Le cot du plancher-dalle ......................................................................... 114 Page | 6Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 3.Le cot de la dalle prcontrainte par post-tension ......................... 115 CHAPITRE 7 : MODELISATION DE LA STRUCTURE ................................. 117 I.Gnralits .................................................................................................. 118 1.Modlisation par la mthode des lments finis (3D) .............................. 118 2.Modlisation de type brochette masse concentre............................... 119 II.Choix de la mthode .................................................................................. 119 III.Etapes de la modlisation ........................................................................ 120 CHAPITRE 8 : FERRAILLAGE DES ELEMENTS STRUCTUREAUX ............ 125 I.Ferraillage des poteaux ............................................................................ 126 1.Donnes de calcul .................................................................................... 126 2.Calcul du ferraillage selon le BAEL91..................................................... 126 3.Calcul du ferraillage selon L'EUROCODE2............................................ 128 4.Comparaison entre le BAEL etL'EUROCODE2................................... 129 II.Ferraillage des poutres .............................................................................. 131 1.Donnes de calcul ..................................................................................... 131 2.Dimensionnement de la poutre continue selon le BAEL91.................... 131 3.Dimensionnement de la poutre continue selon l'EUROCODE2............ 134 4.Comparaison entre le BAEL etL'EUROCODE2.................................... 137 III.Ferraillage des voiles ................................................................................ 137 1.Calcul du voile selon le BAEL91 .............................................................. 137 2.Calcul du voile selon l'EUROCODE2 ....................................................... 143 3.Comparaison entre le BAEL etL'EUROCODE2.................................... 146 IV.Etude des deux variantes de radiers ...................................................... 146 1.Gnralits ............................................................................................... 146 2.Etude de la premire variante ................................................................. 147 3.Ferraillage des semelles .......................................................................... 152 4.Etude de la deuxime variante ................................................................ 155 CHAPITRE 9 : ETUDE ECONOMIQUE DES DEUX VARIANTES DE RADIERS . 1.Cot de la premire variante du radier ................................................... 159 2.Cot de la deuxime variante du radier .................................................. 160 CHAPITRE 10 : ESTIMATION DU COT DE LA STRUCTURE ..................... 162 CONCLUSION .................................................................................. 164 BIBLIOGRAPHIE .............................................................................. 165 NETOGRAPHIE ................................................................................ 166 ANNEXES Page | 7Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Liste des Tableaux Tableau 1 : Fiche technique du projet Anfa Clubs .......................................................... 20 Tableau 2 : Caractristiques des matriaux ...................................................................... 26 Tableau 3 : Pr dimensionnement des voiles ................................................................... 29 Tableau 4 : Dtails de la charge permanente apporte par la terrasse .................. 30 Tableau 5 : Dtails de la charge permanente apporte par tage ............................ 31 Tableau 6 : Dtails des charges d'exploitation ................................................................. 31 Tableau 7 : Dgression des surcharges d'exploitation ................................................. 32 Tableau 8 : Pressions normale et extrme selon la rgion.......................................... 35 Tableau 9 : Coefficients de site selon la rgion ................................................................ 36 Tableau10:Coefficientsderductiondespressionsdynamiquesselonla hauteur .............................................................................................................................................. 37 Tableau 11 : Valeurs des pressions dynamiques ............................................................ 38 Tableau 12 : Valeurs limites des pressions dynamiques ............................................. 38 Tableau 13 : Valeurs de la priode propre et du coefficient de rponse ............... 40 Tableau 14 : Coefficients de l'action dynamique ............................................................ 41 Tableau 15 : Rpartition des pressions dynamiques linaires sur les tages ..... 42 Tableau 16 : Le rapport de dimensionnement ............................................................. 42 Tableau 17 : Le coefficient global de trane Ct ............................................................... 43 Tableau 18 : Les coefficients Ce adopts ............................................................................ 43 Tableau 19 : Les coefficient Ci adopts ............................................................................... 43 Tableau 20 : Valeurs de Ce-Ci ................................................................................................. 43 Tableau 21 : La rpartition des pressions linaires finales ........................................ 44 Tableau 22 : Valeurs des pressions dynamiques normales et extrme au vent et sous le vent ...................................................................................................................................... 45 Tableau 23 : Les valeurs des forces dynamiques ............................................................ 46 Tableau 24 : Pression extrme du vent selon le NV65 Maroc ................................... 47 Tableau 25 : La vitesse du vent selon l'EN 1991-1-4 Maroc ...................................... 48 Tableau 26 : Catgories du terrain et paramtres correspondants ........................ 50 Tableau 27 : Coefficient d'exposition ce(z) en fonction de la hauteur z ................ 51 Tableau 28 : Coefficient de pression extrieure pour les parois verticales ......... 52 Tableau 29 : Pression dynamique de pointe pour chaque tage .............................. 53 Tableau 30 : La rpartition des sollicitations par tage ............................................... 54 Tableau 31 : Diffrence entre le RPS2000 et le RPS2011............................................ 58 Tableau 32 : Excentricits associes aux deux variantes de contreventement .. 59 Tableau33:Rcapitulatifdesdiffrentsparamtresdonnsparlesdeux rglements RPS2000 et RPS2011 ........................................................................................... 60 Tableau 34 : Vrification de la rgularit du btiment selon les RPS ..................... 62 Tableau 35 : Vrification de la condition N3 .................................................................. 63 Page | 8Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau 36 : Paramtres sismiques et valeurs de l'action du sisme suivant x et y............................................................................................................................................................ 64 Tableau 37 : Rpartition des efforts sismiques suivant x par tage (RPS2000)65 Tableau 38 : Rpartition des efforts sismiques suivant ypar tage(RPS2000)65 Tableau 39 : Rpartition des efforts sismiques suivant x par tage(RPS2011) . 66 Tableau 40 : Rpartition des efforts sismiques suivant y par tage (RPS2011)66 Tableau 41 : Dplacements absolus et inter-tages suivant x (RPS2011) ............ 68 Tableau 42 : Dplacements absolus et inter-tages suivant y (RPS2011) ............ 69 Tableau 43 : Dplacements absolus et inter-tage suivant x (RPS2000) .............. 69 Tableau 44 : Dplacements absolus et inter-tage suivant y (RPS2000) .............. 69 Tableau 45 : Les indices de stabilit suivant x (RPS2000/2011) ............................. 70 Tableau 46 : Les indices de stabilit suivant y (RPS2000/2011) ............................ 70 Tableau 47 : Vrification de la rgularit du btiment selon lEurocode8 ........... 73 Tableau48:VrificationdelaconditionN3delargularitenplanselon l'Eurocode8 ..................................................................................................................................... 74 Tableau49:VrificationdelaconditionN5delargularitenplanselon l'Eurocode8 ..................................................................................................................................... 75 Tableau 50 : Acclrations maximales de rfrence au niveau d'un sol de classe A (m/s2) ............................................................................................................................................ 76 Tableau 51 : Dduction de lacclration verticale ........................................................ 77 Tableau 52 : Spectre horizontal de rponse lastique .................................................. 79 Tableau 53 : Les paramtres sismiques relatifs au btiment tudi ...................... 80 Tableau 54 : La dduction des acclrations .................................................................... 80 Tableau 55 : Le calcul de l'effort tranchant ....................................................................... 81 Tableau 56 : Rpartition des efforts sismiques pour chaque niveau ...................... 82 Tableau 57 : Calcul des moments pour chaque niveau ................................................ 82 Tableau 58 : Comparaison entre efforts tranchants dues au vent et au sisme . 85 Tableau 59 : Les charges des panneaux calculer ......................................................... 88 Tableau 60 : Les moments des diffrents panneaux calculer ................................. 88 Tableau 61 : Les moments aux appuis des diffrents panneaux calculer .......... 89 Tableau 62 : Les moments en traves des diffrents panneaux calculer ........... 89 Tableau 63: Le calcul des sections suivant les deux directions ................................ 89 Tableau 64 : Le choix des diamtres adopts .................................................................. 90 Tableau 65 : Vrification de la condition 2 de la mthode simplifie ..................... 93 Tableau 66 : Vrification de la condition 5 de la mthode simplifie ..................... 94 Tableau 67 : Calcul du ferraillage du plancher-dalle/x ................................................ 99 Tableau 68 : Ferraillage du plancher-dalle/y................................................................. 101 Tableau 69 : Vrification de la condition du non-poinonnement ........................ 102 Tableau 70 : Ferraillage transversal du plancher-dalle ............................................. 103 Tableau71:Lesvaleursdesmomentssurlabandepourdiffrentscasde chargements l'ELU .................................................................................................................. 109 Page | 9Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau72:Lesvaleursdesmomentssurlabandepourdiffrentscasde chargements l'ELS ................................................................................................................... 110 Tableau 73 : Valeurs des moments maximaux et minimaux .................................... 110 Tableau74 :Ferraillagelongitudinaldeladalleprcontrainteparpost-tension111 Tableau75:Calculdesarmaturestransversalesdeladalleprcontrainteen post-tension ..... 112 Tableau 76 : Calcul de la flche de la premire trave ............................................... 112 Tableau 77 : Calcul de la flche de la deuxime trave .............................................. 113 Tableau 78 : Calcul de la flche de la troisime trave ............................................... 113 Tableau 79 : Prix des matriaux de construction (mise en uvre comprise) .. 114 Tableau 80 : Quantitatif des armatures pour la dalle pleine .................................... 114 Tableau 81 : Bordereau sommaire des prix de la dalle pleine ................................ 114 Tableau 82 : Quantitatif des armatures pour le plancher-dalle .............................. 115 Tableau 83 : Bordereau sommaire des prix du plancher-dalle ............................... 115 Tableau84:Quantitatifdesarmaturespassivesenbtonarmpourladalle prcontrainte par post-tension ............................................................................................. 116 Tableau85:Bordereausommairedesprixdeladalleprcontrainteparpost-tension ............................................................................................................................................. 116 Tableau 86 : Rsultats de l'analyse modale .................................................................... 124 Tableau 87 : Comparaison des efforts au pied de la structure ................................ 124 Tableau 88 : Poids des poteaux selon le BAEL et L'EC2 associs chaque niveau . .130 Tableau89:Calculdesmomentsetdeseffortstranchantsdelapoutre continue l'ELU (BAEL) ........................................................................................................... 133 Tableau 90: Calcul des moments et des efforts tranchants de la poutre continue l'ELS (BAEL) ............................................................................................................................... 133 Tableau 91 : Ferraillage de la poutre continue l'ELU (BAEL) ............................... 134 Tableau 92 : Ferraillage de la poutre continue l'ELS (BAEL) ............................... 134 Tableau93:Calculdelasectiond'armaturesdelapoutrecontinuel'ELU (EC2) ................................................................................................................................................ 136 Tableau94:Calculdelasectiond'armaturesdelapoutrecontinuel'ELS (EC2) ................................................................................................................................................ 137 Tableau95:SectionsadoptespourleBAELetl'Eurocode2dunepoutre continue .......................................................................................................................................... 137 Tableau 96 : Les efforts appliqus au voile 1 du RDC ................................................. 138 Tableau 97 : Dtermination du coefficient lf/l .............................................................. 138 Tableau 98 : Le moment de calcul du voile ..................................................................... 141 Tableau 99 : Le calcul des armatures du voile ............................................................... 141 Tableau 100 : Epaisseur minimale du radier pour la premire variante ............ 147 Tableau 101 : Vrification de la surface du radier pour la premire variante .. 148 Page | 10Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau102:Ferraillageinfrieurdechaquezonepourlapremirevariante de radier dans le sens x ............................................................................................................ 150 Tableau 103 :Ferraillagesuprieurdechaquezonepourlapremirevariante de radier dans le sens x ............................................................................................................ 151 Tableau104:Ferraillageinfrieurdechaquezonepourlapremirevariante du radier dans le sens y ............................................................................................................ 151 Tableau 105 :Ferraillagesuprieurdechaquezonepourlapremirevariante du radier dans le sens y ............................................................................................................ 152 Tableau106:Ferraillageinfrieurdechaquezonepourladeuximevariante du radier dans le sens x ............................................................................................................ 156 Tableau 107 : Ferraillage suprieur de chaque zone pour la deuxime variante du radier dans le sens x ............................................................................................................ 157 Tableau108:Ferraillageinfrieurdechaquezonepourladeuximevariante du radier dans le sens y ............................................................................................................ 157 Tableau 109 : Ferraillage suprieur de chaque zone pour la deuxime variante de radier dans le sens y ............................................................................................................ 157 Tableau110:Quantitatifdesarmaturesenbtonarmpourunradiersous noyau central ................................................................................................................................ 159 Tableau 111 : Bordereau sommaire des prix du radier sous noyau central..... 160 Tableau 112 : Quantitatif des armatures en bton arm pour une semelle isole .. .160 Tableau 113 : Bordereau sommaire des prix des semelles isoles...................... 160 Tableau 114 :Quantitatif des armatures du bton arm pour un radier sur toute la structure .................................................................................................................................... 161 Tableau 115 : Bordereau sommaire des prix de la deuxime variante.............. 161 Tableau 116 : Tableau des ratios ........................................................................................ 163 Tableau 117 : Cot de la structure.................................................................................... 163 Page | 11Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Liste des figures Figure 1 :Plan de situation de projet .................................................................................. 19 Figure 2 : Projet des tours vgtales dans le quartier Anfa Clubs ............................ 19 Figure 3 : Les deux variantes de contreventement......................................................... 25 Figure 4 : Courbe de variation de en fonction de h ..................................................... 37 Figure 5 : Actions parallles et perpendiculaires la direction du vent ................ 39 Figure 6 : Coefficient de rponse ........................................................................................ 39 Figure 7 : Rpartition des sollicitations par tage suivant x ....................................... 46 Figure 8 : Rpartition des sollicitations par tage suivant y ....................................... 46 Figure9:Variationducoefficientdepressionexternedesbtimentsen fonction de la surface charge A ............................................................................................. 51 Figure 10 : Lgendes pour les parois verticales .............................................................. 52 Figure 11 : Graphes des sollicitations .................................................................................. 54 Figure 12 : Zonage sismique du Maroc (RPS 2000) ....................................................... 57 Figure 13 : Carte de zonage sismique du Maroc (RPS 2011) ...................................... 57 Figure 14 : Rpartition verticale des forces sismiques ................................................. 64 Figure 15 : Rpartition des forces sismiques suivant x par tage (RPS 2000) .... 65 Figure 16 : Rpartition des forces sismiques suivant y par tage (RPS 2000) .... 65 Figure 17 : Rpartition des forces sismiques suivant x par tage (RPS 2011) .... 66 Figure 18 : Rpartition des forces sismiques suivant y par tage (RPS 2011) .... 66 Figure 19 : Efforts sismiques suivant x (RPS 2000/2011) .......................................... 67 Figure 20 : Efforts sismiques suivant y (RPS 2000/2011) .......................................... 67 Figure 21 : Rponse du spectre de calcul lastique d'un btiment .......................... 78 Figure 22 : Rpartition des efforts sismiques suivant x par tage ........................... 82 Figure 23 : Les moments en fonction de la hauteur ....................................................... 82 Figure 24 : Comparaison des acclrations spectrales PS92/EC8 ........................... 83 Figure 25 : Portes d'une dalle pleine ................................................................................. 87 Figure 26 : Les panneaux calculer pour les trois variantes de planchers .......... 88 Figure 27 : Plancher-dalle ........................................................................................................ 90 Figure 28 : Poteau sous dalle avec chapiteau et avec retombe locale .................. 90 Figure 29 : Division du plancher dalle en bandes ........................................................... 91 Figure 30 : Changement des voiles en poteaux ................................................................ 92 Figure 31 : Bandes d'appui et bandes centrales .............................................................. 95 Figure 32 : Coefficient de rpartition des moments ...................................................... 95 Figure33:Phnomnederupturededalleparpoinonnementaudroitdu poteau ................................................................................................................................................ 96 Figure 34 : Largeurs des panneaux et des bandes/x ..................................................... 97 Figure 35 : Les moments en KN.m/ml/x ............................................................................ 98 Figure 36 : Largeurs des panneaux et des bandes/y ................................................... 100 Figure 37 : Les moments en KN.m/ml/y .......................................................................... 101 Page | 12Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Figure 38 : Dviations angulaires partielles.................................................................... 105 Figure 39 : Carte du climat du Maroc ................................................................................. 107 Figure 40 : Cas de chargements ........................................................................................... 109 Figure 41 : Cot des trois variantes de planchers ......................................................... 116 Figure 42 : Etapes de l'analyse d'un problme aux limites ....................................... 118 Figure 43 : Modle CBS ............................................................................................................ 121 Figure 44 : Maillage de la structure .................................................................................... 122 Figure 45 : Zones critiques du poteau ............................................................................... 127 Figure 46: Poids des poteaux selon le BAEL et l'EC2 associs chaque niveau 130 Figure 47 : Schma de la poutre continue tudie ....................................................... 131 Figure 48 : Schma de la poutre continue tudie(2) ................................................. 135 Figure 49 : Les dimensions du voile ................................................................................... 137 Figure 50 : Dimensions des potelets .................................................................................. 140 Figure 51 : Schma dun radier ............................................................................................ 146 Figure 52 : Rpartition des contraintes sous un radier .............................................. 148 Figure 53 : Schma illustratif du ferraillage du radier ................................................ 149 Figure 54 : Rpartition du radier en zones..................................................................... 150 Figure 55 : Poids des armatures de la semelle selon le BAEL et l'Eurocode 2 .. 155 Figure 56 : Rpartition du radier en zones (2me variante) .................................... 156 Page | 13Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Liste des annexes Annexe 1:Plans architecturaux. Annexe 2 : Plans de coffrage. Annexe 3 : Les systmes de contreventement. Annexe 4 : La rsistance au feu. Annexe 5 :Types, avantages et inconvnients de planchers. Annexe 6 : Descente de charges des voiles. Annexe 7 : Pr dimensionnement des poutres. Annexe 8:Descente de charges des poteaux. Annexe 9 : Les cartes et les abaques relatifs au calcul du vent.Annexe 10 :Les hypothses du calcul sismique. Annexe 11 :Le calcul de centre de gravit et de torsion pour la 1re variante de contreventement . Annexe 12 : Le calcul de centre de gravit et de torsion pour la 2me variante de contreventement.Annexe 13 : Rgularit en lvation du btiment RPS2000/RPS2011/EC8. Annexe 14 : Calcul du plancher-dalle. Annexe 15 : Ferraillage des variantes de dalles. Annexe 16 : Description gnrrale des logiciels utiliss. Annexe 17 : Algorithme de Delaunay. Annexe 18 : Modlisation de la structure. Annexe19:Calculdesmomentsetdeseffortstranchantsd'unepoutre continues (EC2). Annexe20:Lescartographiesdesmomentsdansunradierpourlesdeux variantes. Annexe21:Lesvaleursdesmomentsassocischaquezonepourlesdeux variantes des radiers. Annexe 22 : Plans de ferraillage des lments structuraux. Page | 14Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Liste des notations G : Charge permanente;Q : Charge dexploitation;a : Epaisseur du voile ;d : Longueur du voile ;he : Hauteur libre de ltage ;B : Aire totale de la section ;Br : Section rduite ;e : Epaisseur de la dalle ;| : Diamtre du poteau ;Nu : Effort normal ltat limite ultime ;Ns : Effort normal ltat limite de service ;Uc : Primtre du contour dfini au niveau du feuillet moyen ;fc28 : Rsistance caractristique la compression du bton au 28me jour ;ft28 : Rsistance caractristique la traction du bton au 28mejour ;fe : Limite lastique de lacier ;bc : Rsistance de calcul lELU du bton ;su : Rsistance de calcul lELU de lacier ;s : Coefficient de scurit de lacier ;b : Coefficient de scurit du bton ;R : Niveau sonore ;m : Masse de construction ; : Poids volumique du bton ;H : Hauteur totale du btiment ; : Moment rduit ;Z : Bras de levier ;V : Vitesse du vent ;q : Pression dynamique fonction de la vitesse du vent;qh : Pression dynamique agissant la hauteur H au-dessus du sol ;q10 : Pression dynamique de base 10m de hauteur ;Kh : Coefficient exprimant leffet de la hauteur sur la pression de vent ; Ks : Coefficient exprimant leffet du site sur la pression du vent ;Km : Coefficient exprimant leffet du masque sur la pression du vent ;Ci : Action intrieure ;Ce : Action extrieure ; : Coefficient de rduction ; : Rapport de dimension ;qnormale: Pression normale du vent agissante sur un plancher ;qextrme : Pression extrme du vent agissante sur un plancher ; : Coefficient de pulsation ; : Coefficient de rponse ; : Coefficient global dpendant du type de construction ;A : Coefficient dacclration ;I : Coefficient de priorit ; Page | 15Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 ND1 : Niveau de ductilit du btiment ;S1 : Coefficient de site ;K : Coefficient de comportement ; : Coefficient damortissement ;Ix et Iy : Inerties des voiles selon les directions sismiques respectivement x et y ;r : Racine carre du rapport de la raideur de torsion sur la raideur de translation ;e : Dplacement inter-tages ;lim : Dplacement limite du btiment ;g : Dplacement latral total du btiment ; : Indice de stabilit au renversement;hn : Hauteur du niveau n ;Wn : Poids des masses de la structure situe au-dessus et au niveau n ;Vx : Force sismique suivant la direction x ;Vy : Force sismique suivant la direction y ;u lim : Contrainte limite ultime dans le voile ;Nu lim : Effort de compression lELU dans le voile ;u : Contrainte dans la section suivant le cas de charge N et le moment sismique M ;f : Pourcentage des armatures de flexion ;d : Longueur du potelet; : Coefficient de comportement ;v : Pourcentage des armatures verticales du voile ;h : Pourcentage des armatures horizontales du voile ; Mlim : Moment limite de fissuration systmatique en flexion compose ; Af : Armatures de flexion dans les extrmits du voile ;Ah : Armatures horizontales dans le voiles ;Av : Armatures verticales dans le voile ; : Elancement mcanique;lf : Longueur de flambement ;lf/l : Coefficient de flambement ;Sl : Espacement des armatures longitudinales ;St : Espacement des armatures transversales ;lc : Longueur critique ;L : Diamtre des armatures longitudinales ;T : Diamtre des armatures transversales ;sol : Capacit portante du sol ;Srad : Surface du radier;Srad,min : Surface minimale du radier ;NTotal : Charge totale transmise aux fondations ;h : Epaisseur du radier ;bton. : Densit du bton ;terre : Densit de la terre au-dessus du radier ;0 : Densit du sol ;ex : Excentricit suivant la direction x ;ey : Excentricit suivant la direction y ;N : Efforts appliqus par le sol sur le radier. Page | 16Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Liste des abrviations BAEL : Bton Arm aux Etats Limites; BET : Bureau dtudes; BPEL : Bton Prcontraint aux Etats Limites ;CDG : Centre de Gravit; CBS : Concrete Building Structures;CDT : Centre de torsion ; CQC : Combinaison Quadratique Complte; EF : Elments Finis; DTU : Document Technique Unifi; ELU : Etat Limite Ultime;ELS : Etat limite de service ;NF : Norme Franaise;IGH : Immeuble Grande Hauteur;PP : Poids propre; ISS : Interaction Sol Structure;PH : Plancher haut;LPEE : Laboratoire Public des Essais et des Etude ; EC : Eurocode ; NV65 : Normes de vent 65;S/Sol : Sous-sol ; RPS2000 : Rglement Parasismique 2000 ;PS92 : Parasismique 92;RSA : Robot Structural Analysis ; Rgle FB : Rgle Feu Bton;RPS 2011 : Rglement Parasismique 2011 ; RDC : Rez-de-chausse. Page | 17Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Introduction asablancapropulseleMarocversl'avenir.Cestainsiqueds1912,les architectes ont fait de Casablanca une ville modle, surprenant par sa beaut architecturale.Cependant,lesurpeuplementdelavilleaengendrsadensificationetune augmentation en terme de besoin en logements, ce qui a impos lvolution du bti. Lunedessolutionsadoptesestlatendanceversla verticalisation ,dola multiplicationdestoursconsidrescommedesdfissurlesplans,techniqueset architecturaux. Lestourssontparticulirementattrayantes,notammentpourlesvillesencombres, elles permettent la libration de lespace au sol, le dgagement des vues tendues et favorisent lchange. Ainsi, la verticalisation est une solution ltalement urbain, et uneopportunitauxambitionsdesurpassementstechniques,cequinepeutque contribuer la mise en valeur de la ville. Le Maroc a lanc divers projets de grande envergure sur la totalit du territoire visant promouvoirledveloppementetlconomiedupays.LeprojetdANFAClubs constitue lun de ces projets grandioses, une occasion pour les professionnels du BTP de faire preuve dinnovation et de grande technicit. En raison de la grande diversit quoffre les nouvelles mthodes de construction qui existentaujourdhui,lesmatresdouvragevisentuncompromisentrelaspect architectural,lastabilitdelastructure,larapiditdexcutionetloptimisationdu cot.Ainsi,notremission,auseindubureaudtudesPyramideingnierie,sediviseen plusieursparties:premirementlechoixducontreventementleplusfiablepour notre structure, deuximement le choix des variantes de planchers qui conviennent le mieuxnotreprojet,lechoixdesvariantesderadierslesplusconomiques,et finalement, le dimensionnement de la structure du btiment tout en tenant compte des diffrentes caractristiques du sol et de la rgion dans le cadre dune tude statique, sismique, de vent et enfin lestimation du montant global de deux types de planchers. C Page | 18Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015

CHAPITRE 1 INTRODUCTION GENERALE Audbutdecechapitre,nousintroduisonslecadregnralduprojet :Lasituation du projet, les caractristiques de la tour tudie. Parlasuite,nousdonnonsquelquesgnralitssurlesimmeublesgrandehauteur (IGH).Puisnouscitonslesdiffrentssystmesdecontreventement,ainsilestypes de dalles. Page | 19Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 I.Prsentation gnrale du projet : eprojetAnfaclubsestsitudanslequartierCasaAnfa,bordparle CAFC au Nord, Anfa Park lOuest, le boulevard de lAropostale au Sud, et enfin le boulevard Omar El Khayym lEst.

Figure 1 : Plan de situation de projet Figure 2 : Projet des tours vgtales dans le quartier Anfa Clubs, sign Yasmine Orfvres dans limmobilier L Page | 20Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Cestunprojetauxalluresfuturistes. Une premireCasablanca.SignYasmine Immobilier, le projet urbain Yasmine Signature Anfa clubs vise offrir une image de villetrsmodernelacapitaleconomique.Avec650millionsdeDH dinvestissement, la filiale spcialise dans limmobilier de luxe du groupe Yasmine Dveloppement,napaslsinsurlesmoyenspourpermettreauxCasablancaisde vivre la ville autrement. En effet, il sagit dun nouveau quartier cologique , avec une architecture ouverte sur lenvironnement.Ceprojet,ralissurlesiteurbainCasa-Anfa,enlieuetplacedelancienaroport dAnfa, est ralis sur une superficie de 3 ha, sur 3 tranches, la premire tant livre en 2016. Le projet est conu autour dune place centrale, avec un plan deau. Autour de cette place, se dressent 4 tours vgtales : 3 tours rsidentielles en R+16, habilles de bougainvilliers blancs, et une tour de bureau, en R+9, habille de bougainvilliers rouges. Ensuite, de petits pavillons en R+4 viennent entourer la place et les tours, le tout tant construit au cur de grands jardins arbors, puisque, dans ce projet, plus de 70% du sol sont rservs aux espaces verts et aux espaces minraux. Tableau 1 : Fiche technique du projet Anfa Clubs II.Prsentation de la structure: Lastructuretudierdansnotreprojetestunetourenbtonarmcomposedun sous-sol, RDC et 9 tages. Le btiment est destin recevoir : Le sous-sol rserv pour des parkings de voitures. Le RDC ddi aux commerces. Le reste des tages comportant des plateaux bureaux. 1.Caractristiques gomtriques: Les caractristiques gomtriques de btiment sont : ArchitecteMaison Edouard Franois, Groupe 3 Architectes LocationCasablanca, Morocco ClientYasmine Signature Anfa Club Superficie3 ha Anne2017 BETPyramide Ingnierie LaboratoireLPEE SitelAUDA PhotographeMaison Edouard Franois Page | 21Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Longueur en plan : 27,93 m. Largeur en plan : 24,21 m. Hauteur du sous-sol : 3,00 m. Hauteur du RDC : 4,50 m. Hauteur tage : 3,20 m. Hauteur totale : 33,30m. 2. Donnes gotechniques: a.La Topographie du terrain : Cest un terrain nu qui prsente une topographie globalement plate stalant sur une superficie d1 Ha environ, avec la prsence par endroit de quelques traces de remblai. b.La Gologie du terrain : Alalumiredesrsultatsdessondagesraliss,leterrainenquestionseprsente suivant la configuration moyenne ci-aprs : UneCouchesuperficielledArgilerougetreoudeRemblaidunepuissancevariante de 0.50 et 1.40m ; Une couche de Grs sableux conglomratique passage de sable grsifi ; Marne argileuse jauntre avec des passages sableux par endroit ; UnhorizondeSchistealtrfracturcontinuenprofondeurjusqulafin des sondages. On note quun niveau de la nappe deau a t dcel lors de cette investigation dont la cte varie de 6,00 8,70m/TN (Mois de Juillet/Aot 2013). c.Niveau dassise et mode de fondation : Comptetenudelaconfigurationgotechniqueetdelanatureduprojet,le systmedefondationprconisestdetypesuperficiel sur semelles isoles simplement rigidifies avec double chanage ou Radier gnral. Tenantcomptedelanaturedesbtimentsditer(Unsous-solprvoir), Lessemellesdevrontdpasserlesformationssuperficielles(Terrevgtale, Remblai, Marne et argile) qui sera sujet aux variations saisonnires. Page | 22Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Le sol dassise est form par les Marnes ou les Grs sableux qui prdominent au sous-sol. d.La Contrainte admissible : La contrainte admissible sera fixe 3.00 Bars (300 KPa). III. Gnralits: 1.Les systmes de contreventement: Le contreventement a donc principalement pour objet : Dassurer la stabilit des constructions non auto-stables vis--vis des charges horizontales(celledesstructuresauto-stablestantassurintrinsquement) ; donc de transmettre ces charges jusquau sol ; Deraidirlesconstructions,carlesdformationsexcessivesdelastructure sont source de dommages aux lments non structuraux et lquipement. Les types des systmes de contreventement sont dtaills dans lAnnexe N3. 2.Rsistance au feu des IGH:Eneffetcettetudesavrencessairedufaitquenotrestructureaunehauteurde 33,30 m (btiment usage bureaux). La rsistance au feu ne peut donc pas tre prise la lgre. (Pour plus de dtails voir Annexe N4). Page | 23Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 CHAPITRE 2 HYPOTHESES DE CALCUL ET PREDIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS Noustraitonsdanscechapitrelapartieconceptionduprojettoutendfinissantles contraintes rencontres, ainsi les deux variantes de contreventement. Puis, nous choisissons les variantes de planchers quon va tudier prochainement, en citantlescaractristiquesdesmatriaux,lesmthodesetlesrglementsdecalcul adopts et les variantes de radiers. Ensuite, on prdimensionne les lments de la structuretudie tels que : les dalles, les poutres, les poteaux et on fait la descente de charges. Page | 24Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 I.Conception : outprojetdeconstructionpasseparunephasedeconceptiondanslaquelleon dfinitlescaractristiquesprincipalesdterminantlecomportementdela structure.Effectivement,unbtimentbienconuetmalcalculsecomportera toujours mieux, face des sollicitations extrieures, quun btiment bien calcul mais mal conu. Une bonne conception garantit au moins les de la scurit dun ouvrage, elle est le fruitduntravaildquipeentregotechnicien,architecteetingnieur,quiest absolument ncessaire ds les premires esquisses.Laconceptiondoitvisergarantirunboncomportementdelastructure.Poury parvenir,lematremotestlargularit,carlesextravagancesdanslesformesou danslesystmeporteuronttendancefortementamplifierleseffetsdes sollicitations.Cetteconceptiondoitalorsrpondrediffrentesexigencesarchitecturaleset fonctionnelles imposes par larchitecte tout en respectant les exigences de stabilit, de rsistance et de durabilit, un compromis qui nest pas toujours facile mettre en uvre. Laconceptionatainsiraliseencollaborationaveclarchitecte.Lesconditions architecturales prises en considration se rsument : -Les contraintes architecturales : Eviter davoir des poteaux qui dbouchent au hasard dans les commerces du rez-de-chausse. Assurer un dgagement de lespace, vu quil sagit dun btiment destin aux bureaux paysagers. Eviter de grandes retombes, ou de sortie des poteaux dans les coins. T La premire condition nous a limites les choix des positions du systme porteur. Ladeuximeconditionnousainciteschercherdesvariantesde planchers/poutresquipermettentdesgrandesportespourassurerunbon dgagement de lespace. Pourla3mecondition,onvaessayerdedissimulerlesretombesdansles cloisons.Pourlessortiesdespoteaux,ilssontventuellementdegrandes dimensions et ne peuvent par consquent tre invisibles. Page | 25Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 II.Contreventement de la structure : Danslecasduneconstructionparasismique,lecontreventementcomporte obligatoirementdeuxfamillesdlments:lecontreventementhorizontal (diaphragme) et le contreventement vertical (voiles, treillis, portiques).Notonsquelescontreventementsparpanneauxrigides,notammentlesvoiles,sont plus rigides que ceux des autres catgories. Nousoptonsalorspouruncontreventementparvoilesconcentrsaumilieudu btimentetmaillagedepoteauxpriphriques(tudededeuxvariantesde contreventement): il sagira donc dune structure noyaucentrale. Ce systme de contreventementprocuresouventlasolutionlaplusconomiqueetpermetausside dgager plus despace, puisquon concentre au milieu du btiment tous les dispositifs de communication verticale (ascenseurs, escaliers,) ainsi que certains services (sanitaires, etc.).Le rleet lemplacement des quipements de communication, sont quasiment immuables durant la vie de limmeuble. Il est donc logique de rassembler dansunespacefiglescagesdescalieretautresascenseurs,ainsiquecertains locauxdeservices,etdenserrercetespacedansunestructurerigideenbtonarm dontlafonction,surleplanstructural,estdereprendretouteslessollicitations horizontalesetunepartiedeschargesverticalessexerantsurlebtiment,puisde les transmettre aux fondations. Figure 3: Les deux variantes de contreventement Page | 26Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 III.Le choix du systme de planchers : LAnnexe N5tablit un benchmarking de diffrents types de dalles en essayant de dgagerleursavantagesetinconvnients,pourquonpuisseoptimiseraumieux notre plancher selon des critres techniques et financires. -Le choix du systme de plancher : Notre choix dpend de plusieurs paramtres, parmi lesquels on trouve :Lutilisationdubtiment:larchitecturedesappartementsnepermetpasle rapprochementdespoteauxetdesvoiles,augmentantainsilesportesdes dalles.La facilit et la rapidit de la construction joue galement un rle dans notre slection du systme de plancher.Lebtimentestexposdesforceshorizontales,leplancherdoitassurerla fonction de diaphragme (assez rigide pour la transmission des charges).Pour ces raisons, on a opt pour les trois variantes suivantes de planchers :Dalle pleine. Plancher-dalle. Dalle prcontrainte par post-tension. IV.Caractristiques des matriaux : BAEL 91 modifi 99EUROCODE 2 -Rsistance caractristique du Bton -Le coefficient de minoration du bton fc28=25MPa b=1,5 fck=25 MPa c=1,5 -Limite lastique des aciers -Le coefficient de minoration du bton fe=500 MPa s=1,5 fyk=500 MPa s=1,5 -Contrainte de calcul du bton lELU -Contrainte de calcul de lacier lELU obc=14,17 MPa ost=434,78 MPa fcd=14,17 MPa fyd=434,78 MPa -Fissuration Peu prjudiciable(Superstructure) Prjudiciable(Infrastructure) Tableau 2: Caractristiques des matriaux Page | 27Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 V.Les rglements en vigueur: Tous les calculs sont bass sur les rglements suivants :RPS 2000 : utilise lapproche des zones. Il sagit de diviser le pays en troiszonesdesismicithomogneetprsentantapproximativementlemme niveau de risque sismique pour une probabilit dapparition de 10% en 50 ans. RPS 2011 : utilise lapproche des zones. Il sagit de diviser le pays en cinqzonesdesismicithomogneetprsentantapproximativementlemme niveau dala sismique pour une probabilit dapparition de 10% en 50 ans.(0 4)relieslacclrationhorizontalemaximaledusolAmaxetlavitesse horizontale maximale du sol Vmax. Eurocode8 :unrglementutilispourladterminationdes sollicitations sismiques. RglesBAEL91etEurocode2:pourledimensionnementdes lments en bton arm.Rgles deconstructionparasismiquePS 92 : un rglement franais utilis galement dans les calculs.NV 65 et Eurocode1 : pour la dtermination des sollicitations du vent RglesBPEL91:pourledimensionnementdeslmentsenbton prcontraint. VI.Fondations: Deux variantes de fondations sont retenues : Un radier gnral appliqu sur la structure entire. Unradiergnralsousnoyaucentral,etdessemellesisolessous poteaux priphriques. VII.Pr dimensionnement des lments rsistants 1.Dalles : oChoix du type de dalle : Dalle pleine et plancher-dalle. Page | 28Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 oDtermination de lpaisseur : a.Rsistance au feu : On admet: emin = 11 cm.Pour le RDC+ Etages suprieures. emin = 17,5 cm.Pour le S/sol. b.Rsistance laflexion : Dalles reposant sur deux appuis : e > Lx/35 Lx/30. Dalles reposant sur trois ou quatre appuis : e > Lx/50 Lx/40. Lx :estlapetiteportedupanneauleplussollicit.Dansnotrecas,lepanneaule plus sollicit a une porte gale : Lx =4,40m.Donc on a : e > 13,00 15,00cm.On prend : e = 18 cm c.Condition de flche : Nous devons vrifier les conditions suivantes : fmax 0,25Conditions vrifies. b>20cm 4.La descente des charges : Ladescentedechargeestloprationquiconsistedterminerlachargeauniveau de chaque lment, et finalement les charges qui arrivent aux fondations. Les charges permanentessaccumulentduntagelautresansaucunediminution,alorsque cellesdexploitationsuiventuneloidedgressionverticale.Cettedgression sapplique aux btiments de grand nombre de niveaux vocation dhabitation ou de bureaux. Donc, pour notre projet, la loi de dgression estapplicable. oCharges permanentes :L'valuationdeceschargesncessitelaconnaissancedelpaisseurdesdiffrents matriaux constituant le plancher. En utilisant les masses volumiques des matriaux fixesparlarglementation,onendduitleschargessurfaciquesuniformment rparties sur le plancher. La charge permanente totale est obtenue en faisant le cumul des diffrentes charges partielles sur chaque plancher. a.Calcul de la charge permanente de la terrasse :(1)La charge permanente G apporte par la terrasse est dfinie comme suit : Tableau 4 : Dtails de la charge permanente apporte par la terrasse ElmentCharges (Kg/m) 1. Dalle pleine (18cm)450 2. La forme de pente (10cm)220 3. La protection de 4cm ettanchit (4mm monocouche) 110 4. Enduit sous plafond18 G798 Page | 31Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 b.Calcul de la charge permanente de ltage: (2) La charge permanente G apporte par les tages est dfinie comme suit : Tableau 5 : Dtails de la charge permanente apporte par tage oCharges dexploitation : Elles sont dfinies par les conditions d'utilisation de l'ouvrage.Pour notre btiment, les charges prendre en considration sont les suivantes : Charges d'exploitation Terrasse150 Kg/m Etage courant350 kg/m S/sol350 kg/m Tableau 6 : Dtails des charges dexploitation oDgression des Surcharges dExploitation :Sous terrasse Q0. Sous tage 1 .. Q0+Q1. Sous tage 2 . Q0 +0,95 (Q1 + Q2). Sous tage 3 . Q0 +0,90 (Q1 + Q2 + Q3). Sous tage 4 . Q0 + 0,85 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4). Sous tage n .. Q0 + 3+n2 n (Q1+Q2+. +Qn)Pour n5.ElmentCharges (Kg/m) 1. Dalle pleine (18cm)450 2. Revtement en carrelage(ep=2cm) 40 3. Mortier de pose (ep=2cm) 40 4. Forme en bton (ep=5cm)110 5. Enduit de pltre (ep=2cm)20 6. Maonnerie en brique creuse (ep =10cm) 70 G730 Page | 32Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau 7 : Dgression des Surcharges dExploitation 5.Pr dimensionnement des poteaux : Le pr dimensionnement des poteaux se fait la base des relations suivantes : | 4 Nu12 |(m) : est le diamtre du poteau circulaire. Nu : est la charge ultime cumule au pied du poteau(MN). Le calcul dtaill est rsum dans lAnnexe N8. Q (KN/m2) La TerrasseQ01,5 9me tageQ0 + Q15 8me tageQ0 + 1.9Q18,15 7me tageQ0 + 2.7Q110,95 6me tageQ0 + 3.4Q113,40 5me tageQ0 + 4 Q115,5 4me tageQ0 + 4.5Q117,25 3me tageQ0 + 5 Q119 2me tageQ0 + 5.5Q120,75 1me tageQ0 + 6 Q122,5 RDCQ0 +6.5Q124,25 S/sol-25,36 Q=25,36 Page | 33Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 CHAPITRE 3 ETUDE DU VENT Dans cette partie, on procde au calcul du vent suivant les deux rglements de calcul, savoir : le NV65, et lEurocode 1. Ensuite, et en se basant sur les rsultats obtenus pour ces deux rglements, on dtermine les points communs ainsi les diffrences entre eux, et ce afin daboutir une conclusion concernant le rglement le plus dfavorable. Page | 34Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 I.Etude du vent selon NV65 : 1.Gnralits : LesRglesNV65doiventconduiredefaonrelativementsimpledesrsultatsse rapprochantdeseffetsrelsdeschargesclimatiquessurlesconstructions,malgrla complexit de ces effets. Toutefois,ilimportede soulignerquelesRglessontbasessurleseffetsstatiques d'un vent suppos stable en vitesse et en direction avec l'hypothse que la turbulence et les fluctuations des vents naturels sont si irrgulires en valeur et en direction, que larponsedelastructurenediffrepasdecelledueunventrgulierdemme vitesse moyenne. 2.Dfinitions et principes gnraux : -Hypothses de calcul : oDirections du vent : Pour notre cas, on va tudier deux directions du vent : X, Y.oActions exerces par le vent sur une des faces d'un lment : L'actionexerceparleventsurunedesfacesd'unlmentdeparoiestconsidre comme normale cet lment. (NV65 chap. III, 1.14) Elle est fonction : De la vitesse du vent. De la catgorie de la construction et de ses proportions d'ensemble. Del'emplacementdel'lmentconsidrdanslaconstructionetdeson orientation par rapport au vent. Des dimensions de l'lment considr. Delaformedelaparoi(planeoucourbe)laquelleappartientl'lment considr. 3. Pression dynamique : a.Pression dynamique de base : Page | 35Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Nousdevonsenvisagerdanslescalculsunepressiondynamiquenormaleetune pression dynamique extrme.Lerapportdelasecondelapremireestprisgal1,75.Pourcalculerces pressions,ondoitutiliserlespressionsdynamiquesdebase.Parconvention,ces pressions sont celles qui s'exercent une hauteur de 10 m au-dessus du sol, pour un site normal, sans effet de masque et sur un lment dont la plus grande dimension est gale 0,50 m. Ces pressions sont fonction des diffrentes rgions indiques selon la rpartition rgionale du vent au Maroc (Annexe N9). Rgion Pression normale de base (daN/m2) Pression extrme de base (daN/m2) Rgion 153,593,63 Rgion 268119 Rgion 3135236,25 Tableau 8 : Pression normale et extrme selon la rgion Notre projet se situe Casablanca, on utilisera donc les donnes de la rgion 1. b.Modification despressions dynamiques de base : Elle est donne par la formule suivante : q=q10.Kh.Ks.Km. Avec : oKs: Effet de site : Lanaturedusited'implantationencomparaisonavecceluidesrelevsmtopeut conduireunediminutionouuneaugmentationdelavitesseduvent,etdoncdes pressions correspondantes. Les rgles NV 65 considrent trois types de sites : Siteprotg:parexemple,fonddecuvettebordedecollinessurtoutson pourtour ou site urbain dense ; Sitenormal : par exemple, plaine de grande tendue avec des dnivellations peu importantes, de pente infrieure 10 % ; Page | 36Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Siteexpos:parexemple,littoralengnralsuruneprofondeurde6km, sommet des falaises, les ou presqu'les troites, valles troites. Enfonctiondusite,lespressionsdebasenormalesetextrmesdoiventtre pondres par un coefficient de site ks. KsRgion 1Rgion 2 Site protg0,80,8 Site normal11 Site expos1,351,3 Tableau 9 : Coefficients de site selon la rgion Dufaitdesonimplantationauvoisinagedelocan,lastructuretudiesetrouve dans un site expos. Donc : Ks = 1,35 oKm: Effet de masque : Ilyaeffetdemasquelorsquelaconstructionenvisageestmasquepartiellement ou totalement par d'autres constructions ayant une grande probabilit de dure. Puisquon na pas deffet de masque pour la construction, on prend :Km=1 o: Effet de dimension (coefficient de rduction des pressions dynamiques) : La vitesse du vent n'est pas uniforme dans l'espace.Les relevs mto sont faits sur des surfaces frappes par le vent dont la plus grande dimension ne dpasse pas 0,50 m. Silasurfacefrappeestbeaucoupplusgrande,larsultantemoyennedesefforts pourradonctrerduiteenpondrantlespressionsdynamiquesdebaseparun coefficientderductionenfonctiondelaplusgrandedimensiondelasurface frappeparlevent.Lecoefficientestdonnparlabaque(AnnexeN9)suivant (rgle R-III-2 du rglement NV65). En considrant la plus grande dimension de notre structure qui est : a= 27,93m. Pourleshauteurscomprisesentre30met50m;lacourbedeestobtenuepar interpolation linaire. Page | 37Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Figure 4 : Courbe de variation de en fonction de h -Rduction maximale des pressions dynamiques de base : Pourlesconstructionsdfinitives,latotalitdesrductionsautorisesparleffetde masque et leffet des dimensions ne doit, en aucun cas, dpasser 33% (NV65 chapIII-1,245). Cette condition est vrifie, en effet : min=0.77 et Km=1 min*Km =77*1 % =77% > 67 % oKh: effet de la hauteur au -dessus du sol : Soit qH la pression dynamique agissant la hauteur H au-dessus du sol exprime en mtres, q10 la pression dynamique de base 10 m de hauteur. Pour H compris entre 0 et 500 m, le rapport entre Kh et q10 est dfini par la formule : Khq10= 2,5 H+18H+60. Ilestsignalerquelemplacementdenotrebtiment,aubordimmdiatdulittoral, imposeselonlanormeNV65deconsidrerunepressionconstanteentre0et10m PHh(m) RDC4,50,77 R+17,70,77 R+210,90,77 R+314,10,77 R+417,30,77 R+520,50,77 R+623,70,77 R+726,90,77 R+830,10,77 R+933,30,78 0,7680,770,7720,7740,7760,7780,780,7820 10 20 30 40Courbe de variation de en fonction de h Courbe de variation de en fonction de h Tableau 10: Coefficient derduction des pressions dynamiques selon la hauteur Page | 38Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 gale celle rgnant 10 m. On adopte une pression dynamique constante entre 0 et 10 m gale q10. Les rsultats sont rsums dans le tableau suivant : PHh(m)Khqnormale (daN/m2)qextrme (daN/m2) RDC4,50,870,7755,61397,323 R+17,70,950,7755,61397,323 R+210,91,020,7755,61397,323 R+314,11,080,7762,608109,563 R+417,31,140,7765,999115,498 R+520,51,200,7769,120120,961 R+623,71,250,7781,059141,854 R+726,91,290,7788,619155,083 R+830,11,330,7795,894167,814 R+933,31,370,78117,329205,326 Tableau 11 : Valeurs des pressions dynamiques -Valeurs limites des pressions dynamiques corriges : Soient pour les valeurs extrmes (NV65 chap. III 1,246): Valeur maximale (daN/m) Valeur minimale (daN/m) Pression dynamique normale calcule117,32955,613 Pression dynamique normale limite17030 Pression dynamique extrme calcule205,32697,323 Pression dynamique extrme limite297,552,5 Tableau 12 : Valeurs limites des pressions dynamiques Page | 39Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Vrifications Valeur maximaleValeur minimale (daN/m2)(daN/m2) Pression dynamique normale calculeVrifievrifie Pression dynamique extrme calculevrifievrifie 4.Action dynamique du vent : Lesactionsdynamiquesdpendentdescaractristiquesmcaniqueset arodynamiques de la construction. a.Actionsparallles la direction du vent : oCas des surcharges normales : Pour tenir compte de l'effet des actions parallles la direction du vent, les pressions dynamiquesnormalesservantaucalculdel'actiond'ensemble,sontmultiplies chaque niveau par un coefficient de majoration au moins gal l'unit.Cecoefficientestdonnparlaformule : = (1 + ) Avec : ; coefficient de rponse donn en fonction delapriodeT(s)dumodefondamental d'oscillation Par le diagramme suivant : Figure5 : Actions parallles et perpendiculaires la direction du vent Figure 6: Coefficient de rponse Page | 40Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Dtermination de la priode propre T d'une construction :L'Annexe 4 de la norme NV 65 donne des mthodes approches et des formulespermettant le calcul de la priode propre T du monde fondamental d'oscillation des constructions. Dans notre cas, lobjet dtude est un immeuble usage dhabitation avec un contreventement par voile, donc la priode T du mode fondamental sobtient par la formule : T = 0,08 hLx hLx+h Avec :h : la hauteur totale du btiment en mtres.Lx : la dimension en mtres en plan dans la direction considre. L (m)H(m)T(s) Direction X27,9333,30,3720,25 Direction Y24,2133,30,4120,35 Tableau 13: Valeurs de la priode propre et du coefficient de rponse : coefficient de pulsation :Il est dtermin chaque niveau considr en fonction de sa cte H au-dessus du sol par une chelle fonctionnelle (Annexe N9). (Fig. R-III-4 de la norme NV 65). : coefficient global dpendant du type de construction : Pour notre construction est donn en fonction de la cte Hs du sommet par :0,70 pour Hs 30 m0,70 + 0,01 (Hs- 30) pour 30 m Hs 60 m1 pour Hs60 mDans notre cas, on a Hs= 33,3mSoit : = 0,733 Ainsi, on obtient les coefficients suivants : PHh(m)xy RDC4,50,7330,360,7990,825 Page | 41Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 R+17,70,7330,360,7990,825 R+210,90,7330,360,7990,825 R+314,10,7330,350,7970,823 R+417,30,7330,350,7970,823 R+520,50,7330,340,7950,820 R+623,70,7330,340,7950,820 R+726,90,7330,340,7950,820 R+830,10,7330,320,7920,815 R+933,30,7330,320,7920,815 Tableau 14: Coefficient de laction dynamique oCas des surcharges extrmes: Pour tenir compte de l'effet des actions parallles la direction du vent, les pressions dynamiquesextrmesservantaucalculdel'actiond'ensemble,sontmultipliespar l'expression (0.5+ /2)*, au moins gale l'unit. Avec : coefficient global dpendant du type de construction.Le tableau suivant donne les valeurs des pressions dynamiques normales et extrmes convertiesenchargelinairesappliquessurleplancherdechaquetageentenant compte de leffet dynamique : qnormale (daN/m)qextrme (daN/m) PHh(m)Direction xDirection yDirection xDirection y RDC4,5199,949206,553349,911361,467 R+17,7342,135353,435598,736618,511 R+210,9484,321500,317847,562875,555 R+314,1703,688726,3351231,4541271,087 R+417,3910,155939,4471592,7711644,033 R+520,51126,9201162,2341972,1112033,910 Page | 42Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 R+623,71527,8641575,7422673,7632757,549 R+726,91895,8901955,3003317,8073421,775 R+830,12284,9922352,6953998,7364117,217 R+933,33092,9923184,6365412,7365573,114 Tableau 15 : Rpartition des Pressions dynamiques linaires sur les tages 5.Actions statiques du vent : On distingue deux types dactions : lesactions intrieures et les actionsextrieures. Actions extrieures : Quelle que soit la construction, la face extrieure de ses parois est soumise :Des surpressions, si les parois sont sous le vent.Des dpressions ou des succions, si les parois sont au vent.Ces actions sont dites des actions extrieures et sont caractrises par un coefficient Ce actions intrieures :Les parois intrieures peuvent tre entat de surpression ou dedpressionselonLorientationdesouverturesparrapportauventetleur importancerelative.Cesactionssontditesdesactionsintrieuresetsont caractrises par un coefficient Ci. Afindepouvoirestimercesactions,ondoittoutdaborddterminerlesdeux coefficients : le rapport de dimensions et le coefficient 0. a.Le rapport de dimensionnement: estlerapportdelahauteurh(toiturecomprise)oudelalongueurtotalella largeur d du matre-couple : = (h/d). d (m)H(m) Direction X27,9333,31,19 Direction Y24,2133,31,38 Tableau 16 : Le rapport de dimensionnement b.Le Coefficient global de trane Ct: Le coefficient global de trane a pour valeur Ct=0*Cto; Page | 43Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Catgorie I : Prismes de trois ou quatre cts Ct0= 1,3. oCoefficient 0 : Le coefficient o est lu sur une chelle fonctionnelle (fig. R-III-10delanormeNV65)enfonctiondurapportdedimensions . oLes CoefficientsCe et Ci: Actions extrieures : Noussommesdanslecasdeventnormalfrappantdesparoisverticalesetnous rappelonsque :0=1.Selonlesrgles NV65, on a :Face au vent :Ce = + 0.8 (quel que soit 0). Face sous le vent :Ce = - (1.3 * 0 0.8) = - 0.5. Actions intrieures: Limmeubletudiestunbtimentusagebureau,doncilpeuttreconsidr commeuneconstructionfermec'est--dire que 5%.Parsuite,lesactionsintrieuresexerces sont : Une surpression: Ci = + 0.6 * (1.8 1.3 * 0) = +0.3.Une dpression : Ci = 0.6 * (1.3 0 0.8) = 0.3. On a donc : oCt Direction X11,3 Direction Y11,3 Face au ventFace sous le vent Ce0,8-0,5 Une surpressionUne dpression Ci0,3-0,3 Face au ventFace sous le vent Ce-Ci1,1-0,8 Tableau 17: Le coefficient global de traine Ct Tableau 18 : Les coefficients Ce adopts Tableau 19 : Les coefficients Ci adopts Tableau 20 : Valeurs de Ce-Ci Page | 44Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 La rpartition des pressions linaires finales : PH h (m) qnormale (daN/m2) qextrme (daN/m2) qnormale (daN/m) qextrme (daN/m) RDC4,555,61397,323250,259311,433 R+17,755,61397,323177,962311,433 R+210,955,61397,323177,962311,433 R+314,162,608109,563200,345350,603 R+417,365,999115,498211,196369,593 R+520,569,120120,961221,185387,074 R+623,781,059141,854259,390453,932 R+726,988,619155,083283,581496,267 R+830,195,894167,814306,860537,005 R+933,3117,329205,326375,454657,045 Tableau 21 : La rpartition des pressions linaires finales qnormale (daN/m)qextrme (daN/m) Au ventsous le ventAu ventsous le vent 275,284-200,207342,576-249,146 195,758-142,369342,576-249,146 -0,8-0,81,1-0,8 Page | 45Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 195,758-142,369342,576-249,146 220,379-160,276385,663-280,482 232,316-168,957406,553-295,675 243,303-176,948425,781-309,659 285,329-207,512499,325-363,146 311,939-226,865545,893-397,013 337,546-245,488590,706-429,604 412,999-300,363722,749-525,636 Dans ce qui suit, on va calculer la composante T afin de pouvoir faire la comparaison avec leffet du sisme.On a :T = Ct St qSt :est l'aire de la projection verticale de la construction (matre-couple) normale la direction du vent considre en (m).Le tableau suivant donne les valeurs des forces dynamiques multiplies par le coefficient de trane, pour les diffrentes directions X, Y. Tnormale(KN)Textrme(KN) PHh(m)Sx (m)Sy(m)Tx(KN)Ty(KN)Tx(KN)Ty(KN) RDC4,5125,69108,9590,8778,76159,02137,84 R+17,789,3877,4764,6256,01113,0898,02 R+210,989,3877,4764,6256,01113,0898,02 R+314,189,3877,4772,7463,05127,30110,35 R+417,389,3877,4776,6866,47134,20116,32 R+520,589,3877,4780,3169,61140,54121,82 Tableau 22: Valeurs des pressions dynamiques normale et extrme au vent et sous le vent Page | 46Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau 23 : Les valeurs des forces dynamiques II.Etude du vent selon lEUROCODE 1 : 1. Gnralits : Ce sont les normes prcdentes qui ont servi de base l'laboration de cet Eurocode 'Vent'.Le principe de base du calcul de lacharge de vent consiste dterminer une pressionderfrence,appelepressiondynamiquedepointe,ensebasantsurla hauteur de la construction, sur les conditions gnrales du terrain et de la rgion, et pondrercettepressionparuncoefficientdepression(cp)Cedernierdpenddes dimensionsetdutyped'lmenttudi(faade,toiture,chafaudage, ),ainsique de la permabilit l'air des parois. 2.La vitesse de base du vent : R+623,789,3877,4794,1881,64164,82142,87 R+726,989,3877,47102,9789,25180,19156,19 R+830,189,3877,47111,4296,58194,98169,01 R+933,389,3877,47136,32118,17238,57206,79 0,0050,00100,00150,00200,00250,00300,00RDC R+2 R+4 R+6 R+8Tx extrme (KN) Tx extreme (KN)0,00 100,00 200,00 300,00RDCR+2R+4R+6R+8Ty extrme (KN) Ty extreme(KN)Figure 7 : Rpartition des sollicitations par tages suivant y Figure 8 : Rpartition des sollicitations par tages suivant x Page | 47Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Corrlation entre vitesse maximale au sens de NV65et vitesse de rfrence au sens de lEN 1991-1-4. oPression extrme quivalente selon NV65 : Elle est dfinie par : Principedelacorrlation:Lavaleurcaractristiquedel'actionduventQcar(au sens de l'EN 1991-1-4) est quivalente la pression extrme qext (au sens de NV65) divise par le coefficient de combinaison1,5. Qcar = qext/1,5 Qcar est lie la vitesse de base par la formule suivante (selon lEN 1991-1-4) : Qcar =Ce (10m)*1/2 * * Vb Avec : Vb: vitesse de rfrence 10m d'altitudedans un site type rase compagne (rugosit II) en (m/s). =1,225 kg/m3 masse volumique de l'air. Ce(10m):coefficientd'exposition10md'altitudepourun terrain de catgorie II. Ce(10m) = CrII(10m) (1 +7KIKrIICrII(10m)) Ce (10 m)=2,33 Rgionqext (daN/m) Rgion I93,63 RgionII119 RgionIII236,25 KI1 KrII0,19 CrII(10m)1 Tableau 24 : Pression extrme du vent selon NV 65 Maroc Page | 48Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Le tableau suivant reprsente les valeurs de la vitesse Vb associes chaque rgion : Tableau 25: La vitesse du vent selon l' EN 1991-1-4Maroc Notre projet se situe Casablanca, on utilisera donc les donnes de la rgion 1. 3.La vitesse de rfrence du vent : La vitesse de rfrence du vent, (vref), est la vitesse moyenne sur 10 min 10 m au-dessusdusoldunterraindecatgorieII(Rgionsdecultureavechaiesetavec quelquespetitesfermes,maisonsouarbres),avecuneprobabilitannuellede dpassement de 0,02 (communment dsigne comme priode de retour moyenne de 50 ans). Elle doit tre calcule de la manire suivante : Vref, 0 est la valeur de base de la vitesse de rfrence du vent en (m/s). CDIR est un coefficient de direction pris gal 1,0 sauf spcification contraire. CTEM est un coefficient pour construction temporaire (saisonnier) pris gal 1,0 sauf spcification contraire. CALT est un coefficient daltitude pris gal 1,0 sauf spcification contraire. RgionVb (m/s) Rgion I20,9 RgionII23,6 RgionIII33,2 CDIR1 CTEM1 CALT1 Vref,0 (m/s) 20,9 (Kg/m3)1,225 Vref (m/s)20,9 vref = CDIR . cTEM . CALT . Vref,0 Page | 49Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 4. La pression dynamique de rfrence: La pression dynamique moyenne de rfrence du vent, qref, doit se calculer comme suit : qref = (/2)*vref qref = 273,006 N/m. 5. Les paramtres du vent: a.Coefficient de rugosit : Le coefficient de rugosit, cr(z), couvre la variation de la vitesse moyenne du vent au lieu o est situe la construction, en fonction de : Sa hauteur au-dessus du niveau du sol ; La rugosit du terrain suivant la direction du vent. Le coefficient de rugosit une hauteur z est dfini par la loi logarithmique : Cr(z)=KT*ln (z/z0)zminz 200m Cr(z)=Cr (zmin)z< zmin O :KT est le coefficient de terrain (rugosit); Z0 est le paramtre de rugosit du terrain en mtres; zmin est la hauteur minimale en mtres; Kr : est un coefficient de turbulence fonction de la rugosit du terrain. Ces paramtres dpendent de la catgorie de terrain (voir tableau N26) : Catgories de terrainkT z0 [m] Zmin [m] Kr 1. Mer ; lacs et plans deau parcourus par le vent sur une distance dau moins 5 km 0,160,0052 0,16 2. Rase campagne, avec ou non quelques obstacles isols (arbres, btiments, etc.) ; aroports 0,190,054 0,19 3. Campagne avec des haies, vergers, petits bois, bocage, habitat dispers 0,210,207 0,20 4. Zone urbanise, industrielle ou forestire ,0,230,7512 0,21 Page | 50Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 5. Zones urbaines dans lesquelles les btiments occupent au moins 15 % de la surface et ont une hauteur moyenne suprieure 15 m. 0,25220 0,21 Tableau 26 : Catgories de terrain et paramtres correspondants b.Coefficient de topographie : Pourleshauteurszsuprieures3H(H :estlahauteurdelobstacle),leffet topographique peut tre nglig (ct = 1) (Car dans notre cas, le terrain est plat). c.Coefficient dexposition : Le coefficient dexposition ce(z) tient compte des effets de la rugosit du terrain, de la topographie et de la hauteur au-dessus du sol. Ce coefficient transforme galement lapressionmoyenneenpressiondepointetenantcomptedelaturbulence;Ilest dfini comme suit : ce(z) = cr(z). ct(z). (1+7Krcr(z).ct(z)) cr(z) : est le coefficient de rugosit. ct(z) : est le coefficient de topographie. Kr :estuncoefficientdeturbulencefonctiondelarugositduterrain;il estdonn dans le tableau N26. Pourunterrainplat[ct(z)=1],lecoefficientdexpositionce(z)estdonnpar labaquedescoefficientsdexpositionce(z)enfonctiondelahauteurcitedans lAnnexe N9, pour chacune des catgories de terrain. z(m)33,3 z0(m)0,05 KT0,19 Cr(z)1,24 Page | 51Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau 27 : Coefficient dexposition ce(z) en fonction de la hauteur z d.Coefficients de pression externe : Lescoefficientsdepressionexternecpedesbtimentsetdeleurslments constitutifs individuels dpendent de la dimension de la surface charge A.(La surface charge est la surface expose qui induit laction du vent dans la section calculer). Ilssontfournispourdessurfaceschargesde1m2etde10m2,souslesnotations respectivesCpe,1etCpe,10parlestableauxapproprisenfonctiondesdiffrentes configurationsdebtiments.Pourdautressurfacescharges,lesvaleursdeces coefficients sobtiennent par interpolation logarithmique. PHh(m)ce(z) RDC4,51,78 R+17,72,15 R+210,92,35 R+314,12,55 R+417,32,65 R+520,52,82 R+623,72,88 R+726,93,00 R+830,13,05 R+933,33,06 Figure 9 : Variation du coefficient de pression externe des btiments en fonction de la surface charge A Page | 52Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Cette figure est base sur les hypothses suivantes : cpe = cpe,1A 1 m2 cpe = cpe,1 + (cpe,10 cpe,1)log10A1 m2< A < 10 cpe = cpe,10 A 10m Dans notre cas : cpe= cpe,10, car l'aire charge A de la structure est suprieure 10 m.Les valeurs des coefficients de pression externe cpe,10 et cpe,1des zones A, B, C, D et E dfinies sont donnes par le tableau, en fonction du rapport d/h. Les valeurs intermdiaires peuvent tre dtermines par interpolation linaire.ZoneABCDE d/hcpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1 1-1,0-1,3-0,8-1,0-0,50,81,0-0,3 4-1,0-1,3-0,8-1,0-0,50,61,0-0,3 Tableau 28 : Coefficient de pression extrieure pour les parois verticales Pourhdx= 33,327,93=1,19(1 1,19 4 Pourhdy=33,324,21=1,37(1 1,37 4) D/cpe= 0,7 (suivant x et y). E/cpe= -0,3 (suivant x et y). e.Coefficient de pression interne: Le coefficient de pression intrieure dpend des dimensions et de la distribution des ouvertures dans l'enveloppe du btiment. Dans notre cas, nous avons choisi dedonner cpi la valeur la plus dfavorable : cpi=-0,5 Figure 10: Lgendes pour les parois verticales Page | 53Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 6.Charges du vent: Leschargesdeventparunitdelongueurw(enkN/m)pourunportiquesont calcules l'aide de la formule suivante : w= (cpe+cpi)*qp*S Les pressions intrieures et extrieures sont supposes agir simultanment. Avec :qp =qref*ce(z) en (KN/m) (Voir les rsultats dans le tableau ci-dessous). S : est l'aire de la projection verticale de la construction (matre-couple) ; normale la direction du vent considre en (m).PHh(m)qp(z) (KN/m)qp(z)(KN/m) RDC4,50,5102,295 R+17,70,5984,601 R+210,90,6577,164 R+314,10,7039,911 R+417,30,74012,806 R+520,50,77215,821 R+623,70,79918,940 R+726,90,82322,151 R+830,10,84525,442 R+933,30,86528,807 Tableau 29 : Pression dynamique de pointe pour chaque tage Letableausuivantdonnelesvaleursdesforcesdynamiques,pourlesdiffrentes directions X, Y : T(KN) PHh(m)Sx (m)Sy(m)Tx(KN)Ty(KN) RDC4,5125,69108,9564,1055,56 Page | 54Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Tableau 30 : La rpartition des sollicitations par tage III.Etude comparative entre le NV65 et lEurocode 1: La charge de vent sur les btiments, dpend de : oPour lEurocode 1 : La rugosit du sol (exposition au vent du btiment). La gomtrie du btiment (hauteur, pente de toit,). La situation gographique. La topographie du terrain (Existence ou non dun obstacle). R+17,789,3877,4753,4146,29 R+210,989,3877,4758,7450,92 R+314,189,3877,4762,8354,46 R+417,389,3877,4766,1657,35 R+520,589,3877,4768,9859,79 R+623,789,3877,4771,4361,91 R+726,989,3877,4773,6063,79 R+830,189,3877,4775,5565,48 R+933,389,3877,4777,3267,02 0,0020,0040,0060,0080,00100,00RDCR+1R+2R+3R+4R+5R+6R+7R+8R+9TX (KN) TX (KN)0,00 100,00 200,00 300,00RDCR+2R+4R+6R+8Ty extrme (KN) Ty extreme (KN)Figure 11: Graphes des sollicitations Page | 55Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Lintensit des turbulences qui permet de tenir compte plus prcisment de la rugosit locale du terrain. oPour le NV 65 : Effet de site. Effet masque. oLes points communs : Lactionduvent :estassimileunensembledepressionsoudeforceset elle dpend de la vitesse du vent. De la catgorie de la construction et de ses proportions d'ensemble. Des dimensions de l'lment considr. Delaformedelaparoi(planeoucourbe)laquelleappartientl'lment considr. La situation gographique. oSynthse : LEurocodeVentpermetdecalculerdessituationstrsvariesenrestantauplus prsdelaralitphysiqueetmtorologiquedesphnomnes,maiscecinest possible quaprs de longs calculs. De ce fait, on peut dduire que lEurocode Vent donne des rsultats plus prcis, et plus exacts que ceux donns par le NV65. Page | 56Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 CHAPITRE 4 ETUDE DU SEISME Dansleprsentchapitre,onprsentedesnotionsgnralessurlesrglements parasismiques. Ensuite,oncalculelessollicitationsduesauvent,etlesdplacementsdechaque niveau suivant les trois rglements de calcul, savoir : le RPS 2000, le RPS 2011 et lEurocode8,toutenfaisantunetudecomparativeentrelesrsultatsobtenuspar chacun deux. . Page | 57Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 I.Gnralits sur la construction parasismique : 1.Rglements parasismiques Marocains : Les rglements parasismiques Marocains RPS 2000 et RPS 2011 dfinissent ainsi la mthodedelvaluationdelactionsismiquesurlesbtimentsprendreencompte danslecalculdesstructuresetdcritlescritresdeconceptionetlesdispositions techniquesadopterpourpermettrecesbtimentsdersisterauxsecousses sismiquesdanslebutdelimiterlesdommagesenvieshumainesetenmatriel susceptiblesdesurvenirsuitedestremblements de terre. LesobjectifsessentielsduRglementde ConstructionParasismique(RPS2000)visent :Assurerlascuritdupublicpendantun tremblement de terre. Assurer la protection des biens matriels. Figure 13 : Carte de zonage sismique du Maroc suivant le RPS 2011 Figure 12 : Zonage sismique du Maroc (RPS 2000) Page | 58Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 2.Diffrence entre le RPS 2000 et le RPS 2011 : LecodeRPSversion2011aunemiseenformebienstructureparrapportau documentde2000etcomportantplusieurscomplmentsetajoutsdfinisdansle tableau suivant : RPS 2000RPS 2011 -La carte de zonage de la version RPS 2000 dpend seulement de lacclration sismique du sol. -La nouvelle version RPS 2011 dispose de deux cartes sismiques, introduisant en plus de lacclration, la vitesse sismique du sol. -Deux classes de btiments.-Trois classes de btiments. -Trois types de sites (S1, S2, S3).-Cinq types de sites (S1, S2, S3, S4 et S5). -Spectre damplification dynamique dpendant des trois types de sites. -Spectre damplification dynamique selon les trois types de site tenant compte de lacclration et de la vitesse sismiques (rapport acclration/vitesse). -Force sismique latrale : F=

(KN) -Force sismique latrale : F=

(KN) Avec : A : coefficient dacclration ; S: coefficient du site D: facteur damplification dynamique. I: coefficient de priorit.K : le facteur de comportement.W: la charge prise en poids de la structure en (KN). : Coefficient de vitesse. Tableau 31 : Diffrence entre le RPS 2000 et le RPS2011 3.Choix de la variante de contreventement : On considre deux variantes de contreventements mentionns dans le chapitre 2: Lapremirevariantedecontreventementestconstituedunnoyaucentral rigidifipardesvoiles,enplusdespoteauxpriphriquesquilentourent (Voir figure 3). La diffrence entre cette variante et la deuxime variante de contreventement est lajout dautres voiles au niveau du noyau central (Voir figure 3). Pourvaluerlavariantedecontreventementconvenablepournotrestructure,ona procd au calcul des excentricits dans les deux directions orthogonales (Diffrence entre le centre de torsion et le centre de gravit de la structure) pour les deux cas : Page | 59Rapport du Projet de Fin dEtudes Ecole Nationale des Sciences Appliques Oujda-2014/2015 Niveau Variante de contreventement N 2 Variante de co