radier nervuré memoire moussa dogo m2gc

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MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER 2 EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT OPTION : GENIE CIVIL ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 22 Juin 2012 par Mr MOUSSA DOGO Habiboulahi Travaux dirigés par : Dr Ismaela GUEYE, Enseignant Chercheur, UTR Infrastructures et Sciences des Matériaux Jury d’évaluation du stage : Président : Prénom NOM Membres et correcteurs : Prénom NOM Prénom NOM Prénom NOM Promotion [2011/2012] ETUDE TECHNIQUE D’UN BATIMENT R+4 A USAGE ADMINISTRATIF POUR LE COMPTE DE LA DCFE

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  • MEMOIRE POUR LOBTENTION DU MASTER 2 EN INGENIERIE DE LEAU ET DE

    LENVIRONNEMENT

    OPTION : GENIE CIVIL ------------------------------------------------------------------

    Prsent et soutenu publiquement le 22 Juin 2012 par

    Mr MOUSSA DOGO Habiboulahi

    Travaux dirigs par : Dr Ismaela GUEYE, Enseignant Chercheur,

    UTR Infrastructures et Sciences des Matriaux

    Jury dvaluation du stage :

    Prsident : Prnom NOM

    Membres et correcteurs : Prnom NOM Prnom NOM Prnom NOM

    Promotion [2011/2012]

    ETUDE TECHNIQUE DUN BATIMENT R+4 A USAGE ADMINISTRATIF POUR LE COMPTE DE LA DCFE

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page i

    REMERCIEMMENT A travers le prsent mmoire, je tiens remercier tous ceux qui de prs ou de loin ont

    particip son laboration. Ces remerciements vont particulirement :

    A mon encadreur Dr GUEYE Ismaela pour mavoir encadr malgr son emploi charg

    A mon maitre de stage Mr JARIRI Mahaman Laouali pour mavoir aid techniquement

    pendant tout mon sjour au sein du bureau dtudes AGECRHAU Sarl

    A Mr DJOFFON B. Nestor Directeur Technique du bureau AGECRHAU pour avoir

    approuv mes calculs et rsultats.

    A tout le personnel du bureau dtudes AGECRHAU pour laccueil qui ma t rserv

    pendant toute ma priode de stage

    A Mr Paul GINIES, Directeur General de lInstitut international dIngnierie de lEau et

    lEnvironnement pour tous ses multiples efforts dans la recherche de la qualit dans

    lenseignement.

    Tout le personnel administratif et corps enseignant de lInstitut International dIngnierie

    de lEau et de lEnvironnement pour la qualit de formation reue.

    Enfin ma gratitude va lendroit de tous mes camarades de la promotion ainsi que tous

    ceux qui ont contribu dune matire ou dune autre la russite de ma formation.

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page ii

    DEDICACE Je rends grce Dieu et ddie particulirement ce modeste travail:

    A mon dfunt pre Feu MOUSSA DOGO . Tu as assur avec loyaut tout mon

    cursus, tu as toujours fais de ma russite ta priorit. Je garde de toi limage dun pre

    exemplaire. Que le tout Puissant Dieu taccueille dans son Paradis! Amen

    A ma trs mre Djioko ANGO , pour ton soutien maternel exceptionnel envers moi.

    Que Dieu te donne longue vie !

    A mes frres et surs. Vous m'avez paul en tout temps.

    A celle qui a l'exaltante mission de partager mes joies et peines.

    A tous mes amis

    A toute la promotion 2011-2012 du 2IE

    A tous les enseignants qui ont contribu ma formation.

    A tous mes parents et proches.

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page iii

    RESUME Le prsent mmoire de fin dtudes se situe dans le cadre dune tude technique dun immeuble R+4 usage administratif pour le compte de la direction de contrle fiscal et de lquit (DCFE) Niamey (NIGER). Lossature du btiment est constitue dune structure en bton arm porteuse (planchers poutre poteaux ) reposant sur un radier nervur. Les prescriptions techniques utilises sont les rgles BAEL 91 rvises 99 - DTU P 18-702, le cahier des prescriptions techniques (CPT) et les normes franaises NF P06-004 ; NF P06-001. Ltude consiste la ralisation de la note de calcul sur tous les lments structuraux et non structuraux, sur la base du plan architectural. La mthodologie utilis est celle dun calcul manuel appuy de quelques formules tablies sur Excel et a consist principalement en une descente de charges, un pr dimensionnement, un calcul complet des armatures et une tude de la fondation. Le dimensionnement a t ralis lELU puis vrifi lELS et les plans de ferraillage tablis avec le logiciel Auto CAD en tenant compte des dispositions constructives. Ainsi un dossier dexcution du btiment a t produit (plans de ferraillage et de coffrage,) et des recommandations ont t faites pour lexcution des ouvrages en infrastructure. Ltude de la fondation a t faite en tenant compte des critres conomiques, de la stabilit et la scurit et enfin de la facilit de lexcution. Pour mieux rendre le projet plus complet, un calcul des quantits a t fait suivi dune tude financire globale de louvrage tenant compte des impacts environnementaux.

    Mots cls : Structure-Fondation-Armatures-plans-Bton arm

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page iv

    ABSTRACT This dissertation study is part of a technical study of a building for administrative use R+4 on behalf of management control and fiscal equity (DCFE) in Niamey (NIGER). The building frame consists of a reinforced concrete structure carrier (floor - beam - posts ...) based on a ribbed slab. The technical requirements are the rules used in BAEL revised 91 99 - DTU P 18-702, the specification of technical requirements (CPT) and the French standard NF P06-004, NF P06-001. The study involves the completion of the design calculations for all structural and nonstructural elements, based on the architectural plan. The methodology used is that of a manual calculation supported by a few established formulas on Excel and consisted mainly of lowering loads, a Pre-design, a complete calculation of the reinforcement and a study of the foundation. The sizing was performed at ELU then checked the ELS and reinforcement drawings made with AutoCAD software in light of structural arrangements.

    Thus a record of execution of the building was produced (reinforcement drawings and formwork ...) and recommendations were made for the execution of infrastructure works. The study of the foundation was made taking into account the economic criteria, stability and security and finally the ease of implementation. To better make the project more complete, a quantity calculation was done followed by a study's overall financial structure taking into account environmental impacts.

    Keywords: Structure-Foundation-frames-plans-Reinforced Concrete

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page v

    LISTE DES ABREVIATIONS

    DCFE : Direction de Contrle Fiscal et dEquit

    CPT : Cahier de Prescriptions Techniques

    AFD : Agence Franaise pour le Dveloppement

    DGI : Direction Gnrale des Impts

    BAEL : Bton Arm aux Etats Limites

    DTU : Document Technique de Unifi

    ELU : Etat Limite Ultime

    ELS : Etat Limite de Service

    FPP : Fissuration Peu Prjudiciable

    FP : Fissuration Prjudiciable

    FTP : Fissuration Trs Prjudiciable

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page vi

    SOMMAIRE REMERCIEMMENT .................................................................................................................. i DEDICACE ................................................................................................................................ ii RESUME ................................................................................................................................... iii ABSTRACT .............................................................................................................................. iv SOMMAIRE ............................................................................................................................. vi LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... viii LISTE DES FIGURES .............................................................................................................. ix INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................ 1 PREMIERE PARTIE : GENERALITES ................................................................................... 2

    CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DU PROJET ...................................................................... 2 I. Localisation ................................................................................................................. 2 II. Description ............................................................................................................... 2

    CHAPITRE 2 : HYPOTHESES ET PRINCIPES GENERAUX ........................................... 3 I. Hypothses de base ...................................................................................................... 3 II. Principes gnraux ................................................................................................... 4

    CHAPITRE 3 : CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES MATERIAUX .................. 4 I. Bton (B25) ................................................................................................................. 4 II. Acier (FE400) .......................................................................................................... 4

    DEUXIEME PARTIE : CONCEPTION ET PREDIMENSIONNEMENT .............................. 5 CHAPITRE 1 : CONCEPTION DE LA STRUCTURE ........................................................ 5

    I. Principe ........................................................................................................................ 5 II. Concept Architectural .............................................................................................. 5

    CHAPITRE 2 : PRINCIPE DE LA DESCENTE DE CHARGES ........................................ 7 I. Les charges permanentes (G) : .................................................................................... 7 II. Charges dexploitation (Q) ...................................................................................... 7

    CHAPITRE 3 : PRE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE .................................. 8 I. Le Plancher .................................................................................................................. 8 II. Evaluation des Charges ............................................................................................ 9 III. Poutres .................................................................................................................... 10 IV. Poteaux ................................................................................................................... 10

    TROISIEME PARTIE : ETUDE COMPLETE DE LA STRUCTURE .................................. 12 CHAPITRE 1 : CALCUL DES ELEMENTS STRUCTURAUX ....................................... 12

    I. Calcul du Plancher Creux (Etage) ............................................................................. 12 II. Calcul du Plancher dalle pleine (RDC) .................................................................. 16 III. Calcul des poutres .................................................................................................. 17 IV. Calcul du poteau .................................................................................................... 20

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page vii

    CHAPITRE 2 : CALCUL DES ELEMENTS NON STRUCTURAUX.............................. 22 I. Calcul de lescalier .................................................................................................... 22 II. Ascenseur ............................................................................................................... 25 III. Acrotre .................................................................................................................. 26 IV. Balcons ................................................................................................................... 27

    CHAPITRE 3 : ETUDE DE LA FONDATION .................................................................. 29 I. Gnralits ................................................................................................................. 29 II. Mthodologie ......................................................................................................... 29 III. Donnes de ltude ................................................................................................. 29 IV. Choix du type de la fondation ................................................................................ 30 V. Pr dimensionnement du radier gnral ................................................................. 31 VI. Calcul des ferraillages du radier ............................................................................ 33

    CHAPITRE 4 : DISCUSSIONS / COMMENTAIRE DES RESULTATS ......................... 37 CHAPITRE 5 : ETUDE DIMPACT ENVIRONNEMENTAL .......................................... 38

    I. Identification des impacts .......................................................................................... 38 II. Mesures de compensation et dattnuation ............................................................ 38

    CHAPITRE 6 : ETUDE FINANCIERE .............................................................................. 39 CHAPITRE 7 : PLANNING PREVISIONNEL DES TRAVAUX ..................................... 41

    CONCLUSION ........................................................................................................................ 42 REFERENCE BIBLIOGRAPHQUE ....................................................................................... 43 ANNEXE 1 : FACADE PRINCIPALE ................................................................................... 44 ANNEXE 2 : FACADE POSTERIEURE ................................................................................ 44 ANNEXE 3 : PLAN DE FONDATION .................................................................................. 45 ANNEXE 4 : PLAN DE NIVEAU .......................................................................................... 45 ANNEXE 5 : COUPES ............................................................................................................ 46 ANNEXE 6 : NOTE DE PREDIMENSIONNEMENT POTEAUX ....................................... 47 ANNEXE 7 : NOTE DE CALCUL DU PLANCHER CREUX .............................................. 48 ANNEXE 8 : NOTE DE CALCUL DE LA DALLE PLEINE ................................................ 53 ANNEXE 9 : NOTE DE CALCUL POUTRES....................................................................... 55 ANNEXE 10 : NOTE DE CALCUL DE LESCALIER ......................................................... 59 ANNEXE 11 : NOTE DE CALCUL DE LASCENSEUR ..................................................... 63 ANNEXE 12 : NOTE DE CALCUL BALCONS .................................................................... 66 ANNEXE 13 : NOTE DE CALCUL DU RADIER GENERAL ............................................. 68

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page viii

    LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Pr dimensionnement des poutres ......................................................................... 10

    Tableau 2: Synthse des sollicitations sur les poutrelles .......................................................... 13

    Tableau 3 : Synthse de calcul des aciers ................................................................................ 13

    Tableau 4 : Synthse des sollicitations ..................................................................................... 16

    Tableau 5 : Synthse du calcul des aciers ................................................................................ 16

    Tableau 6 : Synthse sollicitations sur les poutres principales ................................................ 18

    Tableau 7 : Synthse de calcul des aciers pour les poutres principales ................................... 18

    Tableau 8 : Synthse calcul des aciers pour les poutres secondaires ....................................... 19

    Tableau 9 : Synthse de calcul des aciers pour lascenseur ..................................................... 25

    Tableau 10 : Vrification Poinonnement Ascenseur .............................................................. 26

    Tableau 11 : Surface occupe par les semelles filantes ........................................................... 30

    Tableau 12 : Devis estimatif du projet ..................................................................................... 40

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page ix

    LISTE DES FIGURES Figure 1 : Localisation du site .................................................................................................... 2

    Figure 2 : Plans de coffrage du btiment (RDC et Etage) .......................................................... 6

    Figure 3 : Dtail Plancher inaccessible ...................................................................................... 9

    Figure 4 Dtail Plancher courant ................................................................................................ 9

    Figure 5 Dtail Plancher RDC ................................................................................................... 9

    Figure 6 : Dtail Poutrelles ....................................................................................................... 12

    Figure 7 : Plans de ferraillage des poutrelles ........................................................................... 15

    Figure 8 : Plan de ferraillage de la dalle pleine ........................................................................ 17

    Figure 9 : Plan de ferraillage de la poutre principale ............................................................... 20

    Figure 10 : Plan de ferraillage de la poutre secondaire ............................................................ 20

    Figure 11 : Plan de ferraillage du poteau ................................................................................. 21

    Figure 12 : Plan de ferraillage de lescalier .............................................................................. 24

    Figure 13 : Plan de ferraillage de lacrotre ............................................................................. 27

    Figure 14 : Plan de ferraillage du balcon ................................................................................. 28

    Figure 15 : Plan de ferraillage du Radier Gnral ................................................................... 36

    Figure 16 : Rpartition de la consommation budgtaire .......................................................... 40

    Figure 17 : Faade Principale ................................................................................................... 44

    Figure 18 : Faade postrieure ................................................................................................. 44

    Figure 19 : Plan de Fondation .................................................................................................. 45

    Figure 20 : Plan de niveau ........................................................................................................ 45

    Figure 21 : Coupes ................................................................................................................... 46

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 1

    INTRODUCTION GENERALE

    Le projet de ralisation de limmeuble R+4 pour la DCFE Niamey rpond en une demande accrue de locaux supplmentaires pour la direction fiscale afin de faire face au personnel de plus en plus croissant et la cration de nouvelles units. Le projet sexcute sur financement de lagence franaise pour le dveloppement (AFD) et sous lgide de la direction gnrale des impts. Afin de sassurer de lexcution des travaux conformment aux spcifications techniques et aux rgles de lart, la Direction Gnrale des Impts (DGI) a jug bon de solliciter lexpertise dun bureau dtudes dont la principale mission serait la maitrise duvre complte du projet. Il sagit pour ce bureau de faire la conception architecturale, dlaborer le dossier dappel doffres, dassurer la surveillance et le contrle de lexcution des travaux qui seront raliss en entreprises slectionnes lors dun appel doffres ouvert. La logique de notre thme de mmoire est donc dassister le bureau dtudes la ralisation de la partie tude technique (calculs, vrifications, plans de ferraillages) Pour parvenir une tude la plus exhaustive possible, notre plan de travail se structurera en trois (3) grandes parties : Une premire partie constitue de gnralits sur le projet (prsentation de la structure

    daccueil, description du projet, hypothses et principes gnraux, caractristiques des matriaux,)

    Une deuxime partie pas des moindres qui consistera en un pr dimensionnement des lments de la structure suivi dune descente des charges.

    Une grande partie appele tude complte de la structure qui renferme plusieurs composantes, savoir le dimensionnement des lments (structure de limmeuble), le calcul conomique, ltude dimpact sur lenvironnement et lvaluation du dlai de ralisation de louvrage.

    En fin des annexes comprenant toutes les notes des diffrents calculs, des plans densemble, et dessins dexcution complteront notre tude qui se rclame tant explicative que complte.

    La mthodologie utilise est celle annonce ci-haut et qui consiste en un calcul manuel sur la base des formules acquises, sur lensemble des lments structuraux et non structuraux, fondations Ce choix a t fait dans le but de mieux affiner les bases et les principes du gnie civil. Des optimisations allant dans le but de lamlioration des conditions scuritaires et conomiques complteront ltude.

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 2

    PREMIERE PARTIE : GENERALITES

    CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DU PROJET

    I. Localisation Le btiment sera log Niamey au quartier plateau selon la localisation ci-dessous :

    Figure 1 : Localisation du site

    II. Description Cet immeuble a une surface au sol de 426,37m2. La hauteur sous plancher chaque niveau est de 3m. Soit une hauteur totale de 12m. Pour permettre la circulation et le passage niveau, il est prvu des passerelles et des escaliers chaque niveau. La constitution de limmeuble est la suivante :

    Au Rez-de-chausse : - Un prau....25m - Un hall daccueil..22 m

    - Six(06) bureaux de...84 m - Deux (02) bureaux (salles communes de).87 ,20 m - Une salle des runions ...28,80 m

    - Un bloc sanitaires...12,60 m - Des espaces de circulation.56, 22 m - Des escaliers...15,69 m

    ICI

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 3

    A chaque tage : - Un hall daccueil..22 m

    - Deux (02) bureaux (salle commune) de....92, 16 m - Deux(02) bureaux de 14m chacun soit.57, 60 m - Deux (02) bureaux de 11m chacun soit..28 m - Une salle des runions.22 m

    - Une salle des runions...28, 80 m

    - Un bloc sanitaire12, 60 m - Des espaces de circulation..65,24 m

    CHAPITRE 2 : HYPOTHESES ET PRINCIPES GENERAUX

    I. Hypothses de base Les hypothses formules et les donnes ayant servi pour ltude sont les suivantes :

    Rglements: Rgles BAEL 91 rvises 99 - DTU P 18-702 Cahier des Prescriptions Techniques (CPT) NF P06-004 ; NF P06-001

    Bton: La rsistance du bton la compression est de : fc28 = 25 MPa pour tous les lments

    en Bton Arm Poids volumique du bton : 25 KN/m3 Dosage du bton : 350 Kg/m3 Enrobage : 3 cm en fondations ; 2,5 cm en lvation

    Acier: Fe= 400Mpa

    Fissuration trs prjudiciable en infrastructure ; Fissuration peu prjudiciable en superstructure

    Sol: Contrainte admissible du sol fournie par ltude gotechnique est de 105 kPa 2m de

    profondeur. Tassements sont de lordre de 2cm

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 4

    II. Principes gnraux Le principe consiste en un calcul des armatures lELU et des vrifications lELS pour tous les lments porteurs ; et pour en ELS pour le cas spcifique des fondations. Le calcul lELU obit aux hypothses suivantes : Les sections planes avant dformation restent planes et conservent leurs dimensions. La rsistance du bton tendu est considre comme nulle. Il n'y a pas de glissement relatif entre les armatures et le bton.

    Le raccourcissement relatif bc du bton est limit 3,5 % en flexion, 2 % en compression

    simple.

    L'allongement relatif es de l'acier tendu est limit conventionnellement 10 % Le diagramme linaire de dformation de la section passe obligatoirement par lun des

    trois pivots A, B, C.

    CHAPITRE 3 : CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES MATERIAUX

    Les matriaux utiliss pour le projet auront les comportements mcaniques suivants : I. Bton (B25)

    Contrainte limite de cisaillement (Art A 5.1.21 BAEL91) : - En fissuration Peu Prjudiciable (FPP) : u = 3,33 MPa - En fissuration Prjudiciable (FP) et Fissuration Trs Prjudiciable (FTP)u = 2,50 MPa

    Contrainte limite la compression (Art 4 3 .41 BAEL91) : fbc = 14,20 MPa Contraintes de service la compression (Art A 4 .5 .2 BAEL91) : bc = 15 MPa Rsistance caractristique la traction : ft28 = 2,1 MPa Module de dformation instantan (Art A 2 .1. 21 BAEL91) : Eij = 32164,2 MPa Module de dformation diffre (Art A 2.1.22 BAEL91) : Evj = 10819 MPa Le coefficient de poisson est pris gal :

    - 0 = : Pour le calcul des sollicitations ultimes (bton fissur). - 2.0 = : Pour le calcul des dformations (bton non fissur).

    II. Acier (FE400) Rsistance la rupture Fr = 14 MPa ;

    Module dlasticit longitudinal : Es = 200000 MPa Contrainte maximale des armatures tendues lELU : s = 348 MPa (s =1,15) Contrainte maximale des armatures tendues lELS

    - En Fissuration prjudiciable (BAEL91/Art 4-5-33) : st = 267 MPa - En fissuration trs prjudiciable (BAEL91 / Art 4-5.34) : st = 214 MPa

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 5

    DEUXIEME PARTIE : CONCEPTION ET PREDIMENSIONNEMENT

    CHAPITRE 1 : CONCEPTION DE LA STRUCTURE

    I. Principe La conception du btiment a t ralise sur la base dune esquisse manuelle propose par le service technique des finances, avec des recommandations prenant compte des points suivants :

    Couverture sous forme de plancher en dalle pleine Poteaux de sections carres Les espaces minimums requis pour les bureaux Lincorporation des toilettes internes Intgration des placards dans les bureaux Qualit des ambiances thermiques, visuelles, acoustiques. Performances nergtiques rpondant au minimum respect de la rglementation

    thermique

    Facilit et souplesse de gestion et dexploitation. Tout autre aspect allant dans le sens de lamlioration du confort

    Sur la base de ces recommandations, des propositions concrtes ont t faites en respectant les rgles de conception en vigueur et dans une stricte considration des recommandations du maitre douvrage.

    II. Concept Architectural Pour la conception structurale, on a procd aux tapes suivantes :

    Superposer les planchers de chaque niveau du btiment. Ajouter les poteaux aux interceptions de chaque mur Vrifier que les poteaux ajouts ne tombent dans une pice de faon perturber le

    fonctionnement du btiment, en dautres termes vrifier que les poteaux sont encastrs dans les murs ;

    Transformer les murs en des poutres en les encastrant le plus possible dans les murs; Dfinir le sens de porte du plancher sur les poutres ; Supprimer les poutres supportant moins de charges ou presque pas de charge ; Faire reposer les poutres secondaires sur les poutres principales ; Faire descendre les poteaux jusqu la fondation.

    Toutes ces tapes ont conduit la ralisation des plans suivants : Plan de fondation

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 6

    Plan de coffrage Faades et coupes Les autres plans dexcution aprs calculs (ferraillage,) Nous prsentons ici un aperu du plan de coffrage et une faade principale du btiment; tous les autres plans tant consigns dans les annexes 1, 2, 3, 4, et 5

    Figure 2 : Plans de coffrage du btiment (RDC et Etage)

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 7

    CHAPITRE 2 : PRINCIPE DE LA DESCENTE DE CHARGES

    Les charges sont estimes sur chaque lment dimensionner et sont dtailles dans le chapitre suivant afin de montrer les diffrentes tapes de dimensionnement des lments en bton arm mais les charges sont gnralement de deux types :

    I. Les charges permanentes (G) : Les charges permanentes considrer dfinies par la norme NF P 06-001 pour le calcul des structures en bton arm sont :

    Poids propres Les poids propres seront valus avec un poids volumique de bton de 25kN/m3. - Pour les dalles : Poids volumique x paisseur (kN/m2) - Pour les poutres : Poids volumique x section (kN/ml) - Pour les poteaux : Poids volumique x section x hauteur (kN)

    Surcharges Il sagit des revtements sur les planchers et les diffrents types enduits. Elles seront dfinies et mieux dtailles au niveau du pr dimensionnement des lments en fonction du type et du niveau des planchers.

    II. Charges dexploitation (Q) Elles rsultent de lexploitation directe de la construction et sont donc constitues par le poids des utilisateurs et des matriaux ncessaires lutilisation des locaux. Elles correspondent un mode normal dutilisation. La norme NF P 06-001 dfinit les charges surfaciques prvoir, cependant, un matre douvrage a toujours la possibilit de dfinit des valeurs au moins gales. Ainsi donc pour notre tude les charges dexploitation suivantes sont proposes :

    - Pour tous les bureaux, salles de runion (tous les locaux) : 2,5kN/m - Pour les balcons : 3,5kN/m - Pour les escaliers et les passerelles : 2,5kN/m - Pour le plancher non accessible : 1kN/m

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 8

    CHAPITRE 3 : PRE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE

    I. Le Plancher

    La couverture du btiment est compose des deux types de planchers suivants :

    1. Planchers en corps creux (tous les tages courants et inaccessible) : Ces choix ont t justifis pour des questions conomiques et aussi de la bonne qualit des isolations acoustiques et thermiques.

    Il est pr dimensionn de faon minimiser la flche durant la vie de louvrage partir de la relation: ht L/22,5 (la porte maximale de la poutrelle entre nu d'appuis et ht lpaisseur du plancher) ht (4,00)/22,5=0,18m

    Choix : Nous optons pour un plancher corps creux de 20cm (16+4) - hauteur du corps creux est gale 16 cm - paisseur de la dalle de compression gale 4 cm

    2. Plancher en dalle pleine (Couverture du RDC) Ce choix a t motiv pour des questions scuritaires face aux charges importantes quil doit supporter, et aussi pour sa bonne rsistance au feu. Dtermination du sens de porte de la dalle

    = cots. 4sur repose doncet sens,deux les dans travailledalle la40,065,07,204,65

    LyLx

    >==

    Dalle continue

    ht 40Lx

    =

    404,65

    = 12 cm

    Rsistance au feu :

    Lpaisseur minimale de la dalle pleine, pour deux heures de coupe-feu doit tre gale 11cm.

    Isolation acoustique :

    Pour assurer un minimum disolation acoustique, il est exig une masse surfacique minimale

    M de 350 kg/m do lpaisseur minimale de la dalle est :

    h0 = M

    =

    2500350

    = 14 cm

    Choix : Nous optons pour une dalle pleine de 20cm dpaisseur

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    II. Evaluation des Charges

    Plancher inaccessible (5me niveau) : 1) Gravions de protection (5cm) : 0,85KN/m 2) Etanchit multicouche (2cm) : 0,12 KN/m 3) Forme de pente (10cm) : 2,2 KN/m 4) Chape flottante asphalte (2.5cm) : 0,5 KN/m 5) Isolation thermique en lige (4cm) : 0,16 KN/m 6) Enduit en pltre (2cm) : 0,2 KN/m Plancher corps creux (16+4) cm : 2,8 KN/m Total charges permanentes (G) = 6,83 KN/m

    Total charges dexploitation (Q)= 1KN/m Figure 3 : Dtail Plancher inaccessible

    Planchers tage courant 1) Cloison (e =10cm) : 1 KN/m 2) Carrelage+ mortier (e =2cm) : 0,9 KN/m 3) Lit de sable(e =2cm) : 0,36 KN/m 4) Plancher corps creux (20cm) : 2,8 KN/m 5) Enduit en pltre (e =2cm) : 0,2 KN/m Total charges permanentes (G)= 5,26 KN/m2 Total charges dexploitation (Q) = 2,5 KN/m2

    Figure 4 Dtail Plancher courant

    Plancher RDC (Dalle pleine) 1) Cloison (e =10cm) : 1 KN/m 2) Carrelage+ mortier (e =2cm) : 0,9 KN/m 3) Lit de sable(e =2cm) : 0,36 KN/m 4) Plancher dalle pleine (e=20cm) : 5 KN/m 5) Enduit en pltre (e =2cm) : 0,2 KN/m Total charges permanentes (G) = 7,46 KN/m2 Total charges dexploitation (Q) = 2,5 kN/m2

    Figure 5 Dtail Plancher RDC

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    III. Poutres

    Les poutres en construction doivent avoir des sections rgulires (rectangulaires ; carres). La vrification du pr dimensionnement sera faite suivant les critres de rigidit dfinis ci-aprs :

    1) L/15 h L/10. 2) 0,3h b 0,50 h

    Avec :

    h Hauteur de la poutre. b longueur de la poutre. L Porte de la poutre. Nous prsentons dans le tableau ci-dessous les rsultats des dimensions des diffrentes poutres :

    Type de poutre Dimensions donnes Dimensions vrifies Dcision

    Poutre principale H= 50cm B = 25cm L= 7,20 m

    48 cm h 72 cm 17 cm b 25 cm

    On conserve : H = 50 cm B = 25 cm

    Poutre secondaire H= 40cm B= 20 cm L= 4,00m

    27 cm h 40 cm 12 cm b 20 cm

    On conserve : H = 40 cm B = 20 cm

    Tableau 1 : Pr dimensionnement des poutres

    IV. Poteaux Les charges et les surfaces dinfluences tant variables en fonction du type de poteau (intermdiaires ou de rive) ; nous ferons les calculs des charges pour les deux cas et nous dimensionnons le poteau en fonction de la charge la plus leve pour tre plus en scurit.

    1. Poteau intermdiaire : Sa surface dinfluence est de 16.56m. Sa longueur est de 11,80m.

    Charges totales transmises au poteau

    Nu = 1,35 G + 1.5 Q = 983,25 KN Nser = G +Q = 708 KN

    3. Poteau de rive : Sa surface dinfluence est de 10.91m. Sa longueur est de 11,80m

    Charges totales transmises au poteau

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    Nu = 836,22 KN ; Nser = 606.09 KN 4. Commentaire: Le Poteau intermdiaire est donc le plus imposant malgr que les charges dues aux maonneries ne sappliquent quau poteau de rive. Pour un souci duniformisation, le poteau intermdiaire sera considr comme base pour le pr dimensionnement.

    5. Vrifications gomtriques Pour tenir compte de la continuit des traves, la charge totale transmise sur le poteau est majore de 15%, ce qui nous donne une charge ultime de calcul Nu= 1131KN Les dimensions prvues par les plans architecturaux pour tous les poteaux sont de 40x40. (Pour les dtails de calcul CF : Annexe 6) Daprs le critre de rsistance du BAEL 91, on a :

    10085,0

    9,0edbu

    u

    r ffNK

    B+

    La section rduite du poteau est de Br =0,1444m Rayon de giration i est de 11,55cm Longueur de flambement lf est de 2,1m (Poteau tages multiples encastr) Llancement est de 18,18 < 50 donc = 1,05

    Par suite, on a : 0,1444m 0857,0)958,278,15(529,105,1

    =

    +

    x (relation vrifie)

    Conclusion : on retient donc les poteaux de 40x40

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    TROISIEME PARTIE : ETUDE COMPLETE DE LA STRUCTURE

    CHAPITRE 1 : CALCUL DES ELEMENTS STRUCTURAUX

    I. Calcul du Plancher Creux (Etage) Le plancher creux qui est situ au niveau de tous tages en rappel se compose dun ensemble de hourdis, et des poutrelles de 16cm dpaisseur rendues solidaires au moyen dune dalle de compression de 4cm dpaisseur. Il sera prsent ici la synthse des calculs de ces lments. Les notes de calcul y affrentes sont dans lannexe 7.

    1. Caractristiques gomtriques des poutrelles b0 est pris gal 12cm selon BAEL pour des raisons pratiques

    h0 (paisseur de la dalle) =4cm ll : distance entre-axes de deux poutrelles successives. (l1=70 cm) l : Longueur de la plus grande trave (4,50cm)

    Figure 6 : Dtail Poutrelles

    Choix : cm24b1 = , pour avoir cm6012242bb2b 01 =++=

    6. Calcul des poutrelles Les poutrelles se calculent comme des poutres continues. Ainsi donc les mthodes de calcul y affrentes seront celles des poutres continues.

    Chargements Largeur dinfluence : 0,60m Charge ultime : Pu = 6,52 KN/ml Charge de service : Pser = 4,66 KN/ml

    Sollicitations

    ( ) ( )

    =

    =

    =

    cm 3224

    cm 4510450

    cm 292

    1270

    8610

    2

    min

    1

    1

    1

    010

    1

    011

    1

    bcm

    b

    b

    hbh

    lb

    blb

    b

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    La synthse de calcul des sollicitations par la mthode de Caquot donne les rsultats suivants (bien entendu, tous les dtails sont en annexe 7): Sollicitations App1 Trav12 App2 Trav23 App3 Trav34 App4

    Moments Max [KN.m] 0 12,16 -13,83 5,92 -13,83 12,16 0

    Effort Tranc Max [KN] 12,57 0 -18,40 0 18,40 0 -12,57

    Tableau 2: Synthse des sollicitations sur les poutrelles

    Calcul des sections daciers longitudinaux Les aciers seront calculs lELU et vrifis lELS. Les tapes pour les calculs de ces aciers sont les suivantes :

    Vrification de la position de laxe neutre : ( ) max00 )2/(* MhdxfbhM bct >= (donc laxe neutre tombe dans la table de compression, on aura calculer une section rectangulaire S= bxh= 60 x20 cm).

    Calcul du moment rduit :

    bc

    u

    lu bdM

    = :

    Calcul du coefficient de la fibre neutre:

    )21(1(25,1 lulu x = ; Calcul du bras de levier du couple interne : z = d. (1 0,4); Calcul de la section dacier theorique : Ast =[Mu/z*fsu) ; Choix des sections dacier normaliss

    Suivant donc ce mode de calcul, nous prsentons les rsultats du calcul des sections des aciers

    Aciers Trav12 App2 Trav23 App3 Trav34

    Aciers Theo (cm) 1,99 2,27 0,96 2,27 1,99

    Choix des aciers 3HA10 (2,53)

    3HA10 (2,53)

    2HA8 (1,01)

    3HA10 (2,53)

    3HA10 (2,53)

    Armatures de rpartition 1HA12 (1,13cm)

    1HA12 (1,13cm)

    1HA12 (1,13cm)

    1HA12 (1,13cm)

    1HA12 (1,13cm)

    Tableau 3 : Synthse de calcul des aciers

    Armatures transversales : [Art.A.7.2.2 / BAEL91] ; t = min (20/35, 12/10, 1) = 0,57 cm [HA6] Espacement des armatures :[Art. A .5 .1, 22, BAEL 91] St min (16,2 cm , 40 cm) = 16,2 cm (St = 15cm)

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    Vrification de la condition de non fragilit [Art.A.U.2 du BAEL83] :

    Cette condition impose la vrification de la relation :e

    t

    ffdb

    As 280.23,0

    ;

    - En trave : On a 0,26cm< As =0,96cm (Condition vrifie) - Sur appui : As= 0.26cm < 2.27 cm (Condition vrifie)

    Vrification de leffort tranchant [Art .A.5, 1.1 BAEL 91] Leffort tranchant est vrifi lorsque :

    MPaMPaMPa

    fcbxd

    V

    bu

    u

    u 33,388,05;20,0

    min 28max

    ==

    : Condition vrifie

    Influence de leffort tranchant au voisinage des appuis :

    Sur lacier, leffort tranchant doit vrifier la condition suivante : Vu < uV KNVKNV uu 19130 =>= Condition vrifie

    Sur lacier on a la relation suivante

    ( )HVfeA uappuis +15,1

    avec 00002,0)162,0

    1083.13019,0(40015,1

    9,0

    3max

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    Figure 7 : Plans de ferraillage des poutrelles

    7. Dalle de compression La dalle de compression doit avoir une paisseur minimale de 4 cm, elle est arme dun quadrillage de barres dont les dimensions de mailles ne doivent pas dpasser :

    20 cm (5 p.m) pour les armatures perpendiculaire aux nervures. 33 cm (3 p.m) pour les armatures parallle aux nervures.

    Les sections doivent tre :

    Si MPa)en (f (cm) f

    200A cm 50l ee

    S

    Si f

    l 4A cm 80l50e

    S <

    :l Longueur de entre laxe des nervure (cm). Dans notre cas : cm 60l; MPa400fe ==

    cm 6.0400

    604 f

    l 4A cm 80l50e

    S =

    =<

    Le diamtre des barres doit tre h0/10 = 0,4cm on prend un diamtre mm 6= pour les deux sens. 6) 3 : (soit cm 85.0A 1S = avec un espacement vrifie 20cm 20St =

    /ml 6 5Acm 41.1A 1S1S == Pour les armatures parallles aux nervures, elles doivent avoir une section de :

    cm 0,705241.1

    2AA 1S2S == 6) 3 : (soit avec un espacement cm33St =

    Donc on adopte un treillis soud dun quadrillage maille rectangulaire

    300200

    ;66TS

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    II. Calcul du Plancher dalle pleine (RDC) Il sagit du calcul du plancher dalle pleine de 20cm. Il se calcule suivant les mmes principes de calcul des dalles. Tous les dtails de calcul de cette partie sont consigns en annexe 8

    Chargement Pu =13,82KN/ml

    Pser = 9,96 KN/ml La dalle porte sur dans les deux sens (= 0,78) Sollicitations Ltat rcapitulatif des moments calculs est le suivant :

    Appui de rive Appui intermdiaire

    Trave de rive Trave intermdiaire

    Moments [KN.m] 1,46 3,87 8,95 7,74

    Tableau 4 : Synthse des sollicitations

    Calcul des sections dacier : Les rsultats des calculs des sections dacier lELU sont les suivants :

    Type Appui de rive Appui interm. Trave de rive Trave interm. Moments (KN.m)

    Mx = 1,46 Mx = 3,87 Mx = 8,95 Mx = 7,74 M y= 0,87 My = 2,32 My = 6,37 My = 4,63

    Sections dacier (cm/ml))

    Ax = 0,23 Ax = 0,62 Ax = 1,44 Ax = 1,25 Ay = 0,14 Ay = 0,37 Ay = 1,02 Ay = 0,74

    Sections minimales (cm/ml)

    Ax = 1,77 Ax = 1,77 Ax = 1,77 Ax = 1,77 Ay = 1,60 Ay = 1,60 Ay = 1,60 Ay = 1,60

    Sections retenues (cm/ml)

    Ax:4HA8 (2,01) Ax:4HA8 (2,01) Ax:4HA8 (2,01) Ax:4HA8 (2,01) Ay:4HA8 (2,01) Ay:4HA8 (2,01) Ay:4HA8 (2,01) Ay:4HA8 (2,01)

    Espacements (cm)

    Stx = 25 Stx = 25 Stx = 25 Stx = 25 Sty = 25 Sty = 25 Sty = 25 Sty = 25

    Diamtre maxi (mm) 8 8 8 8 Diamtre adm. (mm) 20 20 20 20 Contrainte eng.(MPa) u = 0,097 u = 0,097 u = 0,097 u = 0,097 Contrainte adm. (MPa) u = 1,17 u = 1,17 u = 1,17 u =1,17

    Tableau 5 : Synthse du calcul des aciers

    Condition de non-fragilit [Art : B.7.4 / BAEL 91] - Ax = 0,23 cm< Amin ; on retient donc Ax =Amin = 1,77cm/ml soit 4HA8 (2,01cm/ml) - Ay = 0,14 cm < Amin (1,60cm/ml) On retient soit 4HA8 (2,01cm/ml)

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    Diamtre minimal des barres : [Art A-7.21 BAEL91] On doit vrifier que :

    max h/10 = 200/10 =20 mm ; max = 8 mm < max =20 mm Condition vrifie.

    Vrification de la contrainte de cisaillement

    KNll

    llPV

    xy

    yxuu 41,175,35,4*2

    5,4*5,3*82,132max

    =

    +=

    +=

    Contrainte tangentielle de travail est de :

    MPabxd

    Vuu 097,018,0

    01741,0max===

    Contrainte tangentielle de travail admissible MPafb

    cu 17,1

    5,12507,007,0 28 ===

    On a donc u < u Condition vrifie.

    Plan de ferraillage

    Figure 8 : Plan de ferraillage de la dalle pleine

    III. Calcul des poutres 1. Poutres principales (25x50) Donnes

    - Porte L0: 11,05 m ; Largeur dinfluence : 2,95 m ; d=45cm

    - Charges permanentes : G = 25,14 KN/m

    - Charge dexploitation : 2,50 KN/m

    - Charge ultime : Pu =37,69 KN/ml

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    - Charge de service : Pser = 27,64 KN/ml - Enrobage d = 5 cm - Fissuration Peu Prjudiciable => Calcul se fera lELU - Poutre continue trois traves : 3,50-3,50-3,65 Sollicitations

    Les calculs des sollicitations faits ici selon la mthode forfaitaire (les trois conditions tant remplies !) donnent les rsultats suivants (Pour tous les dtails de calcul, se confrer lannexe 9) : Sollicitations App1 Trav12 App2 Trav23 App3 Trav34 App4

    Moments Max [KN.m] 11,54 35,20 28,86 29,43 31,39 38,30 12,55

    Effort Tranc Max [KN] 65,96 / 72,55 / 75,66 / 68,66

    Tableau 6 : Synthse sollicitations sur les poutres principales

    Calcul des aciers longitudinaux (ELU) Les sections dacier calcules suivant la mthodologie ELU sont les suivantes :

    Actions Appui1 Appui2 Appui3 Appui4 Trave12 Trave23 Trave34

    Moments (KN.m) 11,54 28,86 31,39 12,55 35,20 29,43 38,30

    Efforts tranch.(KN.) 65,96 72,55 75,66 68,66 0,00 0,00 0,00

    Aciers long theo (cm) 0,74 1,88 2,05 0,81 2,31 1,92 2,52

    Section norm. (cm) 3HA6 3HA10 3HA10 3HA6 3HA12 3HA10 3HA12

    Aciers transversaux 3HA6 3HA6 3HA6 3HA6 3HA6 3HA6 3HA6

    Espacement (cm) 20 20 20 20 20 20 20

    Tableau 7 : Synthse de calcul des aciers pour les poutres principales

    Vrification de leffort tranchant (BAEL 91 Art 5-1.2)

    MPaxbxd

    Vuu 67,045,025,0

    07566,0max===

    La fissuration est peu nuisible, donc u = min (0,13fc28 ; 5MPa) = 3,33 MPa

    On a donc u < u Condition vrifie.

    Ancrage des barres (BAEL 91 Art A6-1.2.1) MPaxxxftxs 84,21,25,16,06,0 28 ===

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    Longueur du scellement droit : Ls = (xfe)/(4ts) = 35,27 Influence de leffort tranchant sur le bton (BAEL 91 Art A 5-1.3.21)

    u

    c

    u VKNxxxx

    s

    bdxxfV >=== 675

    5,145,025,09,0254,09,04,0 28

    Vrification lELS [Mser= 25,82 KN.m] La position de laxe neutre x = 11,65cm Moment dinertie : I = 59850,61cm4

    La contrainte dans le beton : = Mser*x/I = 5,03MPa < bc = 15 MPa (Condition vrifie) La contrainte dans lacier : st = 215,8 MPa < fe =400 MPa (Condition vrifie)

    Conclusion : Conditions ELS vrifies. 8. Poutres secondaires (20x40) Donnes

    - Porte L0: 10,90 m

    - Largeur dinfluence : 3,58 m ; d= 36cm - Charge ultime : Pu = 49,48KN/ml

    - Charge de service : Pser = 35,66 KN/ml Sollicitations et rsultats calcul des aciers

    Nous rcapitulons suivant le mme mode de calcul des poutres principales, les rsultats des calculs des aciers pour les poutres secondaires

    Actions Appui1 Appui2 Appui3 Appui4 Trave12 Trave23 Trave34 Moments (KN.m) 19,10 95,85 95,85 19,10 82,07 99,14 82,07 Efforts tranch.(KN.) 111,33 122,46 122,46 111,33 0,00 0,00 0,00 Aciers long theo (cm) 3,10 9,05 9,05 3.11 7,51 9,43 7,51 Section norm. (cm) 4HA12 6HA14 6HA14 4HA12 6HA14 3HA20 6HA14 Aciers transversaux HA6 HA6 HA6 HA6 HA6 HA6 HA6 Espacement (cm) 25 25 25 25 25 25 25 Vrif. Vmax CV CV CV CV CV CV CV Vrif. ELS CV CV CV CV CV CV CV

    Tableau 8 : Synthse calcul des aciers pour les poutres secondaires

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    9. Plans de ferraillage

    Figure 9 : Plan de ferraillage de la poutre principale

    Figure 10 : Plan de ferraillage de la poutre secondaire

    IV. Calcul du poteau Donnes :

    Poteau de 40x40 Surface dinfluence : Si =16,56m Longueur totale : L =11,80m

    Charge ultime (y compris le poids du poteau): Nu =1200KN Calcul des aciers

    Armatures longitudinales

    Ces aciers sont calculs selon la relation suivante : fes

    bfBrNuA csc

    .9,0. 28

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    Avec 81,0

    3518,182,01

    85,0

    35

    2,01

    85,0=

    +

    =

    +

    = x

    43,340015,1

    5,1.9,0251444,0

    81,020,1

    cmx

    xAsc =

    Armatures minimales longitudinales Pour tout primtre du poteau U, et B sa section, on a :

    ( ) 4,62,3;4,6100

    4,02,0;4,044

    1002,0

    ;4min cmMaxx

    xxMaxBUMaxA ==

    =

    =

    Armatures maximales longitudinales

    80100

    4,051005

    max cmxBA ===

    Espacement entre les aciers longitudinaux Lmax min (40 ; a+10) = 40cm ;

    Choix final : 4HA12 + 4HA8 (6,53cm) Armatures transversales : t l/3 = 12/3 =4mm ; Choix : 6mm [HA6] Longueur de recouvrement Lr

    Dans notre cas, on aura donc Lr =40 =0,6x40x12 = 28,8cm (Choix 30cm) Espacement minimum entre deux cadres

    emin = Min{40cm; a+10cm; 15.lmin} = Min{40cm; 50cm; 12cm} = 12 cm Espacement maximum entre deux cadres :

    emax ={ a+10cm} = 50cm Choix final : Espacement entre cadres de 20cm

    Plan de ferraillage

    Figure 11 : Plan de ferraillage du poteau

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    CHAPITRE 2 : CALCUL DES ELEMENTS NON STRUCTURAUX

    I. Calcul de lescalier Les deux escaliers prsents sur le btiment permettent laccs vertical entre diffrents tages de la structure ; ils sont soumis des forces divers (poids propre des escaliers, les surcharges dues aux diffrent accs, personnes, quipement ) Ces diffrentes charges peuvent entraner des dommages divers dans ces lments de la structure (dformation, fissuration, ou mme la ruine de lescalier). Le calcul donc de ces escaliers deux volets tiendra compte de tous ces paramtres. Les dtails de tous les calculs sont en annexe 10

    1. Caractristiques gomtriques : La hauteur dtage est m 06.3H T =

    Daprs la formule de BLONDEL on a :

    66.0h2g59.0 + et ( )1 64.0gh2 =+ Les rsultats des caractristiques gomtriques calcules sont :

    Hauteur de contre marche : h = 17cm La largeur de la marche : g = 30cm Nombre de contre marches : n= 9 Nombre de marches : (n-1) = 8 Vrification de la formule de BLONDEL : 66.064.059.0 Vrifie

    Langle dinclinaison :

    054.29567.03.0

    17.0gh

    tg ====

    Lpaisseur de la palliasse et de palier : Pour faciliter lexcution on prend pour les deux lments la mme paisseur : On a l/30 < e < l/20, on considre e =20cm

    10. Calcul des aciers (palier + paillasse) RA =36,16 KN ; RB =50,63 KN Mmax en trave : 51,65 KN.m Mmax sur appui : 24,30KN.m

    En trave: Ast = Mu / (Z fsu) = 8,77 cm ;

    6,3

    1,2

    1.2

    B C

    D A

    1,1 0.1 1,1

    3,9

    2.30

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 23

    Choix : Lit 1 : 4HA14 (Ast1 =6,15cm) ; Lit 2 : 4HA12 (Ast2 = 4,52 cm) Sur appuis: Ast = Mu / (Z fsu) = 3,99 cm

    Choix : Un seul lit : 4HA12 (Ast1 =4,52cm) Vrification ltat limite de service :

    Vrification des contraintes (palier + paillasse) : Mser = 72,24 KN.m

    Position de laxe neutre : y = 9.227 cm Moment dinertie : I= 56228.477cm4

    Coefficient IMK ser= = 128,47 MN/m3

    Contrainte dans le bton y.Kb = = 11,85 MPa < MPaf cb 156.0 28 == , Condition vrifie Contrainte dans lacier ( )ydK15S = =169,1MPa < S =250MPa, Condition vrifie Vrification de leffort tranchant : Donnes : Hauteur totale de la poutre : h= 20cm Hauteur utile de la poutre : d =18cm Largeur de lme : bo= 1m Section dacier tendu : 10,67cm Effort tranchant : T = 50,63KN Vrification de la contrainte de cisaillement: Contrainte tangentielle :

    u = d.bT = 0,281MPa

    Contrainte tangentielle limite : u = ( )MPa4;f1.0min 28c = 4) ,(2.5 min = 2,5 MPa => (Pas de risque de cisaillement)

    Armatures de rpartition Section des armatures de rpartition = 4AL =2,67 cm ; Choix :4HA10 (3,14 cm) ;

    11. La poutre palire : Pr dimensionnement :

    10.005.023.015.0

    4.03.01015 b

    h

    hbh

    lhl On

    prend :

    =

    =

    cm 10b m20ch

    Sollicitations

    B C

    2,30

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    Mmax =Pl/8 = 8,86 KN.m V = 15,41 KN Pour tenir compte de semi encastrement : Ma = 0,30 Mmax = 2,66 KN.m Mt = 0,85 Mmax = 7,53 KN.m Calcul des aciers lELU En trave: Ast = Mu / (Z fsu) = 1,35 cm ; Amin 0.23b.d.ft28 / fe = 0,22cm [Choix : 2HA10 (1,57cm)] En appui Ast = Mu / (Z fsu) = 0,45 cm ; Amin 0.23b.d.ft28 / fe = 0,22cm [Choix: 2HA6 (0,57cm)] Vrification lELS Ms = 6,31 KN.m La position de l'axe neutre :

    y = 2,33 cm

    Contrainte dans le bton y.Kb = = 2,53 MPa < MPaf cb 156.0 28 == , Condition vrifie Contrainte dans lacier ( )ydK15S = =156,04MPa < S =250MPa, Condition vrifi Plan de ferraillage

    Figure 12 : Plan de ferraillage de lescalier

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    II. Ascenseur Cest un appareil automatique lvateur install, comportant une cabine dont les dimensions et la constitution permettant laccs des personnes et de matriel. Daprs les normes franaises NF P82-208 pour une surface de 1,045 m2 on a une charge

    nominale gale 400 kg. La dalle en bton arm dpaisseur e = 20 cm supporte la machine. La vitesse adopte pour lascenseur v = 0,63m/s. Notre btiment comporte un ascenseur dont les dimensions des cabines sont : L=2,74m et

    l=1,60m. Adoptons comme hauteur H=2,20m.

    1. Dimensionnement de la dalle de lascenseur a. Chargement :

    Le total des charges permanentes vaut G = 19 KN/m Les charges dexploitation sont Q = 400 Kg/1,045 = 3,83 KN/m Charge ultime (ELU) : qu = 31,40 KN/m Charge de service (ELS) qser = 22,83 KN/m

    b. Sollicitations Le calcul des sollicitations nous donne les moments pour les bandes de largeur dunit suivants (Pour les dtails cf annexe 11) : Mox= xQul2x=4,18kN.m ; Moy= yMox=3,34kN.m

    Moments En trave En appui Bande de largeur 1m parallle lx 2,87kN.m 2,09N.m

    Bande de largeur 1m parallle ly 2,29kN.m 1,67kN.m

    NB : Les valeurs minimales respecter suivant ly sont respectivement de 0,72kN.m en trave et 2,09kN.m en appui.

    c. Calcul des sections dacier Nous prsentons le rsum des calculs des aciers. Tous les dtails des calculs sont en annexes.

    Sections dacier Lx Ly Trave Appui Trave Appui

    Section thorique 0,46cm2/ml 0,46cm2/ml 0,37cm2/ml 0,33cm2/ml Section Minimale 1,94cm2/ml 1,94cm2/ml 1,60cm2/ml 1,60cm2/ml Choix Section 4T10 4T10 4T10 4T10 Espacement 30cm 30cm 30cm 30cm

    Tableau 9 : Synthse de calcul des aciers pour lascenseur

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    12. Vrification de la Dalle dAscenseur au Poinonnement Il y a un risque de poinonnement de la dalle cause de la force concentre applique par lun des appuis de moteur moteur 4 appuis , chaque appui prend un quart () de la charge totale. Donc QUappuis = QU /4 = 31,40/4=7,85 KN.

    qUappuis : La Charge concentre dveloppe un effort tranchant en chaque point de la dalle et

    daprs le BAEL91; on doit vrifier : u=Vu/S

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    Surcharge dexploitation ultime : Qu= 1,5Q = 1,5 KN Moment dencastrement : Mu =Quh =0,9 KN.m Lexcentricit : e = Mu/Nu =0,386m

    15. Vrification de la section :

    KN.m 969.0c2h

    eNM 0uu =

    +=

    ( ) ( ) KN.m 85.24KN.m 829.0...'81.0337.0' 0hbfchMNcd bcuu la section est partiellement comprime.

    16. Calcul de ferraillage (ELU) Section thorique dacier en flexion simple : Ast = Mu / (Z fsu) = 0,35cm Section thorique dacier en flexion compose:As1 = ASt -Nu /fsu = 0,283cm

    Condition de non fragilit :

    d85.0ed45.0e

    fd.bf23.0

    Ae

    28tS =1,007cm ;

    Choix des aciers : 4HA8 (2,01 cm) Aciers de rpartition: 4HA8 (2,01 cm)

    17. Plan de ferraillage

    Figure 13 : Plan de ferraillage de lacrotre

    IV. Balcons Les balcons sont prsents chaque niveau du btiment. Etant identiques, ces ouvrages seront calculs de la mme faon. Les rsultats de tous les calculs sont les suivants : (Les dtails sont en annexe 12)

    50

    8 2

    60

    40

    16 4

    4 T 8/ml

    8

    10 10

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    Chargements et sollicitations La charge permanente totale (charge rpartie) KN/m 854.16G = La charge du mur (force concentre) KN 927.11F = La charge dexploitation (charge rpartie) KN/m 5.3Q = Leffort tranchant Max V = 44,108 KN

    Le moment Max = 30,104 KN.m

    Ferraillage: Largeur de la poutre: b = 1m Hauteur de la section: h =0,20m La hauteur utile d =18cm Moment M = 30,104 KN.m Section dacier thorique : Ast = Mu / (Z fsu) = 6,831 cm Condition de non fragilit : Amin = 1,63 cm ; Choix : 7HA12 [7,92 cm]

    Vrification de la contrainte de cisaillement : Contrainte tangente = 0,327 MPa Contrainte tangente limite = min (2,5 ; 4) = 2,5 MPa

    Conclusion : Pas de risque de cisaillement

    Armatures de rpartition : Section darmatures de rpartition : Ar =Al/4 = 2,545cm [5HA10 (3,93cm)]

    Plan de ferraillage :

    Figure 14 : Plan de ferraillage du balcon

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    CHAPITRE 3 : ETUDE DE LA FONDATION

    I. Gnralits La prsente tude constitue au choix et au dimensionnement du type de fondation ncessaire pour le btiment. L'infrastructure doit donc constituer un ensemble rigide capable de remplir les triples fonctions suivantes :

    Raliser l'encastrement de la structure dans le terrain. Transmettre au sol des fondations les efforts apports par la superstructure. Limiter les tassements diffrentiels une valeur acceptable.

    Cependant, dans la recherche de toutes les caractristiques ci-hautes, nous associons au choix de notre fondation les critres suivants :

    Stabilit de louvrage (rigidit) Facilit dexcution (coffrage) : tenir compte de la disponibilit humaine et matrielle. Economie : chercher le meilleur coupe scurit / cot

    II. Mthodologie La mthodologie utilise pour la prsente tude est celle base sur lordre privilgi suivant :

    Semelles (isoles et filantes) Radier gnral Fondation profonde (Pieux)

    Cependant, par insuffisance de donnes gotechniques, les fondations profondes seront exclues de cette tude. Aussi, pour le cas des semelles ; lorsque la surface occupe par celles-ci dpasse 50% de la superficie totale du btiment, il yaura un risque invitable de chevauchement des semelles, et donc nous passerons au choix suivant.

    III. Donnes de ltude

    La contrainte admissible du sol fournie par les tudes gotechniques est de : sol

    =105 KPa

    2m de profondeur.(Sol argileux)

    La charge permanente totale transmise au pied des poteaux est de: MNGGi

    iT 570,185

    1==

    =

    La charge dexploitation totale transmise la fondation est de: MNQQi

    iT 760,45

    1==

    =

    :

    La charge ultime est de Nu = 1,35GT +1,5QT = 32,209 MN La charge de service est de Nser = 23,330 MN

    La surface totale au sol du btiment est de Sbat =426,37m

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    IV. Choix du type de la fondation 1. Semelles isoles

    Calcul des dimensions des semelles isoles La charge ultime au pied de la semelle (y compris le poids du poteau est de : Nu =1200 KN. En considrant les semelles homothtiques autour des poteaux, la surface dune semelle carre est donne par la relation : Ssemelle = [Nu/sol] = (1200/105) = 11,5m soit des semelles de 3,40x3,40 (surface relle : 11,56m)

    Surface totale occupe par les semelles Les semelles isoles tant prsentes sous chacun des 46 poteaux, la surface totale donc occupe par les semelles est de 46x11,56 =531,76m > 50% de la surface du btiment (213,5m)

    Conclusion Au vu de ces rsultats ci-haut, il ya impossibilit de raliser des semelles pour le btiment. Cela est d la faible portance du sol. (Argile plastique) 18. Semelles filantes Les longueurs des semelles filantes sont toutes connues. Il sagit par la suite de considrer la rsultante des efforts normaux sur chaque semelle par la relation Nt = Ni

    La largeur de chaque semelle est tire de la relation : sol

    tsol

    t

    LN

    BBL

    N

    =

    Nous rcapitulons dans le tableau ci-dessous lensemble des dimensions des semelles filantes N Longueur (m) Ni (MN)

    sol (MPa) Largeur (m) Surface (m) 1 29,85 5,472 0,105 1.75 52,2375 2 29,85 5,472 0,105 1.75 52,2375 3 29,85 5,472 0,105 1.75 52,2375 4 29,85 5,472 0,105 1.75 52,2375 6 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 7 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 8 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 9 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 10 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 11 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 12 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 13 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 14 10,90 1,713 0,105 1,50 16,3500 15 10,40 1,115 0,105 1,02 10,6080 17 10,40 1,115 0,105 1,02 10,6080 TOTAL (Surface occupe par les semelles filantes) 377,319 Tableau 11 : Surface occupe par les semelles filantes

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    Le rapport surface semelles filantes / surface totale btiment est de 89% ce qui prsente un risque invitable de chevauchement des semelles. Conclusion, les semelles filantes ne sont pas adaptes. Do la ncessit de penser un radier gnral.

    V. Pr dimensionnement du radier gnral 1. Epaisseur du radier (Nervure): Lpaisseur (hr) du radier doit satisfaire les conditions suivantes : Formule empirique :

    La nervure du radier doit avoir une hauteur ht gale :

    cmL

    h 50105

    10max

    == :

    Avec Lmax = entre axes maximal des poteaux paralllement aux nervures

    Condition de lpaisseur minimale : La hauteur du radier doit avoir au minimum 25 cm (hmin 25 cm) Condition forfaitaire :

    8maxL

    hr5maxL

    ; Lmax =5,00m 62,5cm hr 100cm

    Condition de la longueur lastique :

    Le = [4EI / Kb ]1/4 2 Lmax / pi Avec :

    Le : Longueur lastique.

    Lmax : entre axes maximal des poteaux paralllement aux nervures Evj : Le module de Young. Contrainte normale applique est de longue dure (Evj 10819MPa) b : Largeur de la nervure du radier (largeur du poteau : 40cm) I : Inertie de la section du radier. (I=bhr3/12) K : Coefficient de raideur du sol, rapport lunit de surface. ( K = 40MPa) . De la condition prcdente, nous tirons h :

    Do : hr 34

    3

    4

    108194000,52.max2 xx

    EvjK

    xL

    =

    pipi= 72,40cm

    Choix final : Lpaisseur minimale normalise qui correspond aux quatre conditions cites ci haut est hr= 75cm ; la largeur est celle du plus gros poteau : b=40cm

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    19. Epaisseur de la dalle du radier

    La dalle du radier doit rpondre la condition suivante : cmL

    h 75,3320675

    20max

    ==

    Avec Lmax = entre axes maximal des poteaux perpendiculairement aux nervures.

    Choix : On retient une paisseur de hd = 50cm pour la dalle du radier

    20. Surface du radier :

    A lELS : 2,222105,0330,23

    mN

    Ssol

    ser

    radier ==

    On a surface du radier Sradier < Surface du btiment (426,37m), on prvoit un dbord btiment

    Calcul du dbordement : Largeur minimale de dbord Ld (h/2 ; 30cm) Choix : Ld = 80 cm ; S radier = S batiment + S debord = 426,37+ + 93,6 = 520m

    21. Vrification de la contrainte de cisaillement : On vrifie la condition suivante : MPafdbV cuu 25,105,0./ 28 ==

    uV : L'effort tranchant ultime 2/maxquLVu = = 2maxLx

    SNuxb

    rad

    Avec Nu = Nu1 + 1,35xPoids radier = 32,209 MN + 1,35x6,5MN = 40,984 MN L : la longueur maximal d'une bande de 1m, L=6,75m

    MPaMPax

    xxVu 25,127,0252075,61984,40

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    h Sr = 1.5101,50520 = 11,7 MN < W = 25,07 MN Aucun de risque de soulvement du btiment sous leffet de la pression hydrostatique.

    23. Vrification au non poinonnement :(Art A.5.24 BAEL 91)

    Il sagit de vrifier que : b

    fhN ccu

    28.07,0 Avec :

    c : Primtre du contour projet sur le plan moyen du radier [c=(2a +2h).2 = 4,6m] Nu : Charge de calcul lELU sous les poteaux (Nu = 1200 KN) h : Epaisseur totale du radier (75cm)

    Donc KNxxx 40255,1

    2575,06,407,0= > Nu= 1200 KN donc pas de risque de poinonnement

    VI. Calcul des ferraillages du radier 1. Ferraillage de la dalle Le radier fonctionne comme un plancher renvers dont les appuis sont constitus par les

    paliers de lossature. Il est sollicit par la raction du sol diminu du poids propre du radier. Ces panneaux seront calculs comme des dalles appuyes sur 4 cots et charges par la

    contrainte du sol en tenant compte des ventilations de moments selon les conditions composes par le BAEL91. Les sollicitations de calcul sont donc les suivantes

    ELU : q u = 94,61520

    322095,135,1==

    +

    radierSQG KN/ml

    ELS : q ser = 87,44520

    23330==

    +

    radierSQG KN/ml

    Sollicitations: Le dimensionnement de la dalle va se faire lELU avec vrification lELS sur le panneau

    le plus dfavoris (4,75x6,75) et ensuite gnraliser les rsultats sur lensemble du radier.

    = 70,075,675,4

    ==

    LyLx

    > 0,4 donc le panneau porte suivant les deux sens

    Dtermination des coefficients x et y lELU ( = 0)

    = 0,80 x = 069,0))7,0(4,21(81

    )4,21(81

    33 =+=

    + ; y = 2[1-0,95(1-)2]=0,436

    Dtermination des moments isostatiques

    Sens lx : M0x= x Pu lx2 M0x= 0,069 x 61,94 x4,75 = 96,43KN.m

    Sens ly : M0y= y M0x M0y= 0,436 x 96,43 = 42,04KN.m

    Pour tenir compte de la continuit des panneaux, on les considre partiellement encastrs sur leurs appuis, et on affecte les moments sur appuis et en trave par :

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    Ma = 0,50Mo ; Mt = 0,75 Mo Sections dacier En rappel, la dalle a les caractristiques suivantes :

    - Epaisseur (hauteur) : 50cm ; soit donc d=9h =45cm ; - Largeur bo=1m (le calcul se fait sur 1m) Sens xx : En appui (M =48,22KN.m) ; A =3,15cm/ml ; Amin =4,60 cm/ml ; Soit 5HA12 (5,65cm/ml) En trave (M=72,32KN.m) ; A = 4,72cm/ml [Choix : 5HA12 (5,65cm/ml)] Sens yy : En appui (M =21,02KN.m) ; A = 1,34 cm/ml ; Amin = 4cm/ml Soit 4HA12 (4,52cm/ml) En trave (M=31,53KN.m) ; A = 2,01 cm/ml ; Amin= 4cm/ml, Soit 4HA12 (4,52cm/ml)

    Vrification des contraintes dans le bton et lacier (Mser = 69,85 KN.m) On vrifie lELS les conditions suivantes :

    Acier :

    MPaftfe jss 63,201110;32

    min =

    =

    ;

    Bton : MPabb 15=

    Mser = 69,85 KN.m Position de laxe neutre: 0381475,8450 =+ xx ; de solution x = 7,93cm

    Le moment dinertie : I = 133084,75 cm4

    Les contraintes :

    MPaMPaxI

    xMb

    ser

    b 1516,40013308475,00793,006985,0.

    =

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    Charge ultime revenant la nervure : qu = [Nu/Srad]= (32,209/520) = 61,94 KN/m Charge de service revenant la nervure : qser = [Nser/Srad]= 44,87 KN/m

    Sollicitations Sens xx Sens yy Appui Trave Appui Trave

    Moment Ultime Max [KN.m] -184,5 147,5 -123,7 73,71 Effort tranchant Max [KN] 202,9 152,2 Moment de service Max [KN.m] -133,7 -89,67

    Calcul des sections dacier lELU Le calcul des aciers effectu lELU donne les rsultats suivants :

    Donnes xx yy

    Appui Trave Appui Trave Acier Thorique (cm) 7,85 6,23 5,20 3,07 As mini 3,39 3,39 3,39 3,39

    Choix 6HA14 (9,24) 6HA12 (6,78) 6HA12 (6,78) 6HA10 (4,71) Aciers transversaux 4HA10 (3,14) 5HA8 (2,51) 5HA8 (2,51) 4HA6 (1,13) Espacements (cm) 30 30 30 30 Vrif effort tranchant Vu =202,9 < uV = 2104 (cv) Vu =89,67 < uV = 2104 (cv) Contrainte cisaillement

    0,72 0,72 0,32 0,32

    Contrainte limite 3,25 3,25 3,25 3,25 Conclusion Vrifi Vrifi Vrifi Vrifi

    Tableau.. Synthse calcul des aciers pour les nervures

    Vrification ELS La position de laxe neutre :x tel que 20x + 138,6x -9702 = 0 ; soit donc x = 18,83cm Moment dinertie :I= bx3/12 + nAst (d-x) =385161,04cm4 Vrification de la contrainte dans le bton : bc= Mser*x/I = 0,1337*0,1883/0,0038516104=6,54 < bc (barre) =15MPa (vrifi) Vrification de la contrainte dans lacier : st = n.Mser(d-x)/I=15*0,1337(0,70-0,1833)/(0,0038516104) = 169,04< fe =400MPa

    Conclusion: lELS est vrifie

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 36

    Plan de ferraillage

    Figure 15 : Plan de ferraillage du Radier Gnral

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    CHAPITRE 4 : DISCUSSIONS / COMMENTAIRE DES RESULTATS

    La prsente partie consiste en une analyse et une critique des diffrents rsultats obtenus lors de ltude. Ainsi de faon globale, les diffrents aciers obtenus sont suffisamment significatifs en tenant compte des rsultats gnralement rencontrs dans les constructions courantes. Aussi, les diffrents calculs raliss manuellement (Caquot, forfaitaire,) ont permis de sapprocher au mieux de la ralit. Cette dcision a t prise dans le seul souci dviter les problmes de minimisation des aciers par endroits et maximisation dans dautres endroits causs gnralement dans le cadre des calculs sur logiciels (Robot, RDM6,). Ainsi au niveau de chaque lment on note :

    - Au niveau du plancher en dalle pleine : Une uniformisation des aciers (HA8) en appuis comme en traves et suivant tous les deux sens x et y avec comme avantage la facilit dans la mise en uvre.

    - Au niveau des poutres secondaires (20x40) ; on note la plus grande section dacier (3HA20) certainement d la largeur dinfluence de ces poutres qui est au-del de celles des poutres principales.

    - Au niveau des lments secondaires ; une prdominance des aciers HA12 et parfois HA14 pour les escaliers et les balcons cause de la charge dexploitation assez leve (3,5 KN/m).

    - Au niveau particulier de la fondation en radier gnral, un choix limitatif des aciers un maximum de 5 au niveau de la dalle, chiffre infrieur par rapport la prdominance en nombre sur les nervures. Ce choix permet une conomie en aciers de rpartition souvent placs tort et sans avantage significatif

    - En fin les acrotres pouvant tre faits en bton banchs ont t finalement calculs pour viter quelques minimes pouvant survenir au cours de lexploitation de louvrage. (Do les aciers HA8 retenus)

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    CHAPITRE 5 : ETUDE DIMPACT ENVIRONNEMENTAL

    La ralisation dun projet quoi quil soit, engendre des impacts sur la qualit de vie des personnes et de lentourage, do la ncessit dune tude dimpact environnemental. Cette tude induit une politique 3 volets :

    la surveillance et le suivi de ltat de lenvironnement ; la rparation des dgts dj causs par lhomme (volet curatif) ; la prvention de futurs dgts (volet prventif).

    Cest un outil utilis par la norme ISO 14001 et pour faire une analyse du cycle de vie. LEIE a donc pour objectif principal de prvenir de nouvelles dgradations de lenvironnement lies aux activits humaines.

    I. Identification des impacts

    1. Impacts positifs Les impacts positifs engendrs par ce projet sont : - La cration des emplois temporaires (ouvriers et tout le personnel du chantier) - Contribution au confort du personnel et lembellissement de la ville de Niamey

    24. Impacts ngatifs - Pollution de la nappe par des produits chimiques (adjuvant, ciment,) - Diminution de la nappe cause des pompages frquents lors des travaux de construction

    en fondation.

    - Pollution sonore cause par les engins de construction (btonnire, camions bennes, groupe

    - Risques drosion et pollution du sol pendant lexcavation.

    - Diminution de la nappe voire son puisement a cause du forage install sur le site.

    - Changement du sens dcoulement naturel de la nappe caus par la prsence du radier

    II. Mesures de compensation et dattnuation - Arroser la surface deau afin quelle soit visiblement humide ou quelle ait au moins 12%

    de teneur dhumidit du sol ;

    - Limiter les vitesses des engins moins de 25km/h - Limiter laccs par les vhicules aux zones poussireuses ;

    - Lquipement de mixage doit tre utilis de manire rduire au minimum la production de poussire.

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    CHAPITRE 6 : ETUDE FINANCIERE

    Le cout global du projet slve deux cent six mille huit cent soixante-neuf mille sept cent quatre-vingt-treize. Le devis global est le suivant :

    N DESIGNATION UNITE QTE P.UNITAIRE P TOTAL I TERRASSEMENT

    1.1 Dbroussaillage, dcapage, nivellement du terrain m2 350,00 750 262 500 1.2 Implantation FF 1,00 1 000 000 1 000 000 1.3 Fouilles en excavation pour fondation m3 520,00 2 500 1 300 000 1.4 Remblais latritique m3 113,13 2 000 226 260

    Sous Total Terrassement 2 788 760 II BETON - MACONNERIE 2.1 Bton de propret dos 150 kg/m3 m3 26,00 45 000 1 170 000 2.2 Bton arm pour dalles de radier dos 350 kg/m3 m3 260,00 120 000 31 200 000 2.3 Bton arm pour nervures du radier dos 350 kg/m3 m3 71,94 120 000 8 632 500 2.4 Bton arm pour poutres principales dos 350 kg/m3 m3 43,44 120 000 5 212 500 2.5 Bton arm pour poutres secondaires dos 350kg/m3 m3 22,80 120 000 2 736 000 2.6 Bton arm pour plancher-dalle RDC dos 350kg/m3 m3 85,27 120 000 10 232 880 2.7 Bton arm pour poutrelles dos 350kg/m3 m3 22,80 120 000 2 736 000 2.8 Bton arm pour dalle de compression dos 350kg/m3 m3 68,22 120 000 8 186 304 2.9 Bton arm pour poteaux dos 350 kg/m3 m3 96,00 120 000 11 520 000

    2.10 Bton arm dos 350kg/m3 pour escaliers m3 20,51 120 000 2 461 200 2.11 Bton arm pour acrotre dos 350 kg/m3 m3 4,72 120 000 566 400 2.12 Bton arm pour balcons dos 350 kg/m3 m3 16,13 120 000 1 935 600 2.13 Maonnerie en agglos creux de 15*20*40 en lvation m 3540,17 2 500 8 850 425 2.14 Maonnerie pour Hourdis m 426,37 3 500 1 492 295 2.15 Enduit intrieur m2 3612,29 2 000 7 224 580 2.16 Enduit extrieur m2 3540,17 2 000 7 080 340

    Sous Total Bton-maonnerie 111 237 024 III PEINTURE- ETANCHEITE 5.1 Peinture vinylique sur mur intrieur m2 656,40 2 000 1 312 800 5.2 Peinture huile sur menuiseries mtalliques m2 64,00 2 000 128 000 5.3 Pltres m2 520,00 4 000 2 080 000 5.4 Etanchit Paxalumine ml 59,00 1 000 59 000 5.5 Tyrolienne sur faade extrieure m2 656,40 2 000 1 312 800

    Sous Total Peinture 4 892 600 IV ELECTRICITE 6.1 Fourniture et pose de rglettes compltes de 60W u 100,00 5 000 500 000 6.2 Fourniture et pose de rglettes compltes de 75W u 30,00 6 000 180 000 6.3 Fourniture et pose de coffret lectrique u 5,00 150 000 750 000 6.4 Interrupteur simple allumage u 300,00 1 000 300 000 6.5 Prise de courant monophas 2P+T, 220V u 25,00 1 000 25 000 6.6 Cblage lectrique y compris toutes sujtions ft 1,00 1 500 000 1 500 000 6.7 Circuit de terre y compris liaison quipotentielle ft 1,00 250 000 250 000

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    6.8 Prise de tlphone u 5,00 50 000 250 000 6.9 Brasseur d'air u 10,00 25 000 250 000

    6.10 Moteur asynchrone pour ascenseur u 2,00 5 000 000 10 000 000 6.11 Groupe lectrogne de 250 kVA u 2,00 5 000 000 10 000 000 6.12 Fourniture et poste de climatiseurs split system 2 CV u 50,00 400 000 20 000 000

    Sous Total Electricit 44 005 000 V ASSAINISSEMENT

    7.1 Fourniture et pose de Toilettes chasse manuelle u 20,00 10 000 200 000 7.2 Equipement de plomberie ff 1,00 1 000 000 1 000 000

    Sous Total Assainissement 1 200 000 VI SECURITE-INCENDIE 8.1 Fourniture et pose des Extincteurs u 24,00 25 000 600 000 8.2 Fourniture et pose de Dtecteur Autonome Dclencheur u 20,00 30 000 600 000 8.3 Fourniture et pose de boitier de synthse u 23,00 30 000 690 000 8.4 Fourniture et pose d'avertisseurs sonores u 6,00 100 000 600 000 8.5 Fourniture et pose de dclencheurs manuels u 6,00 100 000 600 000 8.6 Fourniture et pose de dtecteurs optiques u 6,00 100 000 600 000

    Sous Total Scurit-Incendie 3 690 000 VII ETUDE D'IMPACT ENVIRONNEMENTAL 9.1 Prise en compte des activits ff 1,00 2 500 000 2 500 000

    Sous Total Etude d'Impact Environnemental 2 500 000 VIII COUT MAITRISE D'UVRE ff 1,00 5 000 000 5 000 000

    TOTAL HORS TAXES 175 313 384 MONTANT TVA (18%) 31 556 409 TOTAL TOUTES TAXES COMPRISES 206 869 793

    Tableau 12 : Devis estimatif du projet

    Figure 16 : Rpartition de la consommation budgtaire

    2%

    63%

    3%

    25%

    1%2%

    1%

    3%

    Rpartition de la consommation budgetaire

    TERRASSEMENT

    BETON - MACONNERIE

    PEINTURE- ETANCHEITE

    ELECTRICITE

    ASSAINISSEMENT

    SECURITE-INCENDIE

    ETUDE D'IMPACT

    ENVIRONNEMENTAL

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    CHAPITRE 7 : PLANNING PREVISIONNEL DES TRAVAUX

    Le dlai prvisionnel des travaux est valu sept mois. Le planning suivant est tabli :

    COPRS D'ETAT PERIODE EN MOIS

    M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 Installation de chantier Dbroussaillage, dcapage, nivellement du terrain Implantation Fouilles en excavation pour fondation (radier gnral) Remblais de terre Bton de propret dos 150 kg/m3 Bton arm pour radier dos 350 kg/m3 Bton arm pour poutres dos 350 kg/m3 Bton arm pour poteaux dos 350kg/m3 Bton arm pour planchers-dalles dos 350kg/m3 Bton arm pour les consoles dos 350kg/m3 Bton arm pour acrotre dos 350 kg/m3 Bton arm dos 250 kg/m3 pour escaliers Enduit intrieur Enduit extrieur Etanchit en paxalumin de 40 Portes mtalliques PMP compris toutes sujtions Peinture vinylique sur mur intrieur Peinture huile sur menuiseries mtalliques Tyrolienne marmorex sur faade extrieure Fourniture et pose de rglettes compltes de 1,20 (60W) Fourniture et pose de rglettes compltes de 1,20 (60W) Fourniture et pose de coffret lectrique Interrupteur simple allumage Prise de courant monophas 2P+T, 220V Cblage lectrique y compris toutes sujtions Circuit de terre y compris liaison quipotentielle Prise de tlphone Brasseur d'air Moteur asynchrone pour ascenseur Groupe lectrogne Fourniture et pose de Toilettes chasse manuelle Equipement de plomberie Fourniture et pose des Extincteurs Fourniture et pose de boitier de synthse Fourniture et pose d'avertisseurs sonores Fourniture et pose de dclencheurs manuels Fourniture et pose de dtecteurs optiques Prise en compte des activits d'tude d'impact environnemental Nettoyage gnral du chantier Rception provisoire

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    CONCLUSION En dfinitive, on retiendra du prsent mmoire les rsultats fondamentaux suivants :

    Deux types de planchers dont dalle pleine en RDC et corps creux pour les tages ; La ralisation dune fondation superficielle en radier gnral de 520m de superficie. Un cout global du projet de 175 313 384 F hors taxes soit 206 869 793 F TTC Le dlai dexcution de louvrage est estim environ sept (07) mois. Un diamtre maximum de HA14 et un diamtre minimum dacier HA6.

    Par ailleurs, les calculs raliss manuellement sur lensemble des lments de la structure ont permis dobtenir des ferraillages souvent thoriques mais le choix dfinitif et les dispositions pour la ralisation des plans dexcution ont t faits en prenant en compte la fois les aspects financiers et aussi techniques et ralistes.

    Cette tude aura enfin permit : Dapprhender toutes les difficults lies aux tudes de faon gnrale mais galement

    aux btiments en particulier. Dapprofondir les connaissances thoriques en matire dtude technique dun ouvrage De faire le lien entre les comptences thoriques acquises et les exigences de la

    pratique.

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 43

    REFERENCE BIBLIOGRAPHQUE S. LEBELLE. Cours de Bton arm mise jour, octobre 2007. Partie 1 : Base de calcul Cour de Bton arm Groupe EIER ETSHER PASCAL LEGMb 1995 M.A.J. J.M

    TCHOUANI NANA juin 2002 - Rvision n2 Association technique pour Le Dveloppement de lEmploi du Treillis Soud (ADETS) Cours de Bton Arm IUP GCI3 option OS Anne 2004/05 DTU Rgles BAEL 91 Modifies 99 Techniques de lIngnieur : Bton arm : Jean PERCHAT H. RENAUD et F LETERTRE. Les Editions FOUCHER (janvier 2003). Ouvrages en

    bton arm Technologie du btiment- Gros uvre. BARAKA. Support de cours du dpartement de gnie civil et d'architecture Centre

    Universitaire de Bchar (Algrie). Bton arm I TEC 185. H. RENAUD et J. LAMIRAULT. Les Editions FOUCHER (1993). Bton arm Guide

    de calcul J.P MOUGIN. Edition Eyrolles (1995), Bton arm. BAEL 91 et DTU associ. F. PAYE. Cours de Bton arm 2006 de lcole suprieure polytechnique (Sngal) Dpartement de gnie civil de luniversit MOULOUD MAMMERI TIZI (Algrie).

    Promotion 2005, mmoire de fin dtude. Etudes dun btiment (R+8) avec ossature mixte usage dhabitation et commercial

    Groupe EIER-ETSHER : Rapports de stage Promotion 2005 Institut International dIngnierie de lEau et de lEnvironnement : Promotion 2009

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    ANNEXE 1 : FACADE PRINCIPALE

    Figure 17 : Faade Principale

    ANNEXE 2 : FACADE POSTERIEURE

    Figure 18 : Faade postrieure

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    ANNEXE 3 : PLAN DE FONDATION

    Figure 19 : Plan de Fondation ANNEXE 4 : PLAN DE NIVEAU

    Figure 20 : Plan de niveau

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    ANNEXE 5 : COUPES

    Figure 21 : Coupes

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    ANNEXE 6 : NOTE DE PREDIMENSIONNEMENT POTEAUX Daprs le critre de rsistance du BAEL 91, on a :

    10085,0

    9,0edbu

    u

    r ffNK

    B+

    avec ( =1, K=1 ; edf = 348 MPa ; fbu=14,2MPa ; et

    Br = (a-0,02)(b-0,02) = Section rduite = 0,1444m

    50)35

    (2,01 + si

    7050)1500

    (85,0 six

    Rayon de giration (i) : cmmai 55,111155,06

    34,06

    3====

    Longueur de flambement lf =0,7 Lo = 2,1m (Poteau tages multiples encastr dans un massif de fondation et bien assembl des poutres et des planchers)

    Llancement 5018,181155,010,2

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    ANNEXE 7 : NOTE DE CALCUL DU PLANCHER CREUX Calcul des poutrelles

    Chargements Largeur dinfluence : 0,60m Charge du plancher (y compris la poutrelle et surcharges) : 5,26KN/mx0,60 = 3,16KN/ml Charge dexploitation : Q = 2,5KN/mx0,60 = 1,5 KN/ml Charge ultime : Pu = 1,35x3,16+ 1,5x1,5 = 6,52 KN/ml Charge de service : Pser = 3,16+1,5 = 4,66 KN/ml Sollicitations

    Moment maxi sur appui 1 (En chargeant les traves encadrant lappui): Ma1=0 KN.m

    Moment max sur appui 2 (En chargeant les traves encadrant lappui) Lw = 4,75m, ; Le = 0,8x1,65 m= 1,32m ; Pw = 6,52 KN/ml ; Pe = 6,52 KN/ml

    mKNxxLLLPLP

    Mew

    eeww

    a .83,13)32.175,4(5,832,152,675,452,6

    )'(5,8''

    33

    ,

    33

    2 =+

    +=

    +

    +=

    Moment maxi sur appui 3 (En chargeant les traves encadrant lappui) Lw = 4,75x0,8 = 3,8m, ; Le = 4,75 m ; Pw = 6,52 KN/ml ; Pe = 6,52 KN/ml

    mKNxxLLLPLP

    Mew

    eeww

    a .83,13)75,48,3(5,875,452,632,152,6

    )'(5,8''

    33

    ,

    33

    3 =+

    +=

    +

    +=

    Moment sur appui 4: (En chargeant les traves encadrant lappui) Ma4= 0 KN.m Moment maxi en trave 1 (En chargeant la trave 1) Ma1 =0 ; et Ma2 = 13,73KN.m (selon la mme formule ci-haute)

    mKNxx

    x

    PlMMMMPlM aaaat .16,12

    75,452,62)73,130(

    273,13

    875,452,6

    2)(

    2)(

    8

    22121

    2

    1 =

    +=

    +

    =

    Moment maxi en trave 2 (En chargeant la trave 2) Ma2 = -9,16 KN.m, et Ma3= -9,16 KN.m (Selon la mme formule ci-haute)

    mKNxx

    x

    PlMMMMPlM aaaat .92,5

    65,152,62)00(

    20

    865,152,6

    2)(

    2)(

    8

    23232

    2

    2 =

    +=

    +

    =

    Moment maxi en trave 3 (En chargeant la trave 3) Ma3 = -13,73KN.m ; Ma4 = 0 (Selon la mme formule ci-haute)

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    mKNxx

    x

    PlMMMMPlM aaaat .16,12

    75,452,6273,13

    273,13

    875,452,6

    2)(

    2)(

    8

    24343

    2

    3 =

    +=

    +

    =

    Effort tranchant sur appui 1 (En chargeant la trave suivante)

    KNxl

    MMPlV aau 57,1275.483.13

    275,452,6)(

    221

    1 =

    +=

    +=

    Effort tranchant sur appui 2 (En chargeant les traves encadrant lappui 2)

    A gauche de lappui : KNxl

    MMPlV aau 40.1875.483.130

    275,452,6)(

    221

    2 =

    +=

    +=

    A droite de lappui : KNxl

    MMPlV aau 38,565,183.1383.13

    265,152,6)(

    232

    2 =

    +=

    +=

    Effort tranchant sur appui 3 (En chargeant les traves encadrant lappui 3)

    A gauche de lappui : KNxl

    MMPlV aau 38,565,183.1383.13

    265,152,6)(

    232

    3 =

    +=

    +=

    A droite de lappui : KNxl

    MMPlV aau 40,18075,483,1383,13

    275,452,6)(

    243

    3 =

    +=

    +=

    Effort tranchant sur appui 4 (En chargeant les traves encadrant lappui 4)

    A gauche de lappui : KNxl

    MMPlV aau 57,1275.483.13

    275,452,6)(

    221

    1 =+=

    +=

    Rcapitulatif des sollicitations de calcul pour les deux types :

    A lELU :

    Types Appuis Moments Appuis Traves Moments Traves Efforts tranchants

    1

    A1 0 KN.m A12 12,16 KN.m 12,57 KN

    A2 -13,83 KN.m A23 5,92 KN.m -18,40 KN

    A3 -13,83 KN.m A34 12,16 KN.m 18,40 KN

    A4 0 KN.m -12,57KN

    2

    A1 0 KN.m A12 12,16 KN.m 12,59 KN

    A2 -13.83 KN.m A23 5,92 KN.m -18,36 KN

    A3 -8,56 KN.m A34 13,35 KN.m 19 KN

    A4 -8,56 KN.m A45 5,92 -19 KN

    A5 -11,44 KN.m A56 10,13 KN.m 18,36 KN

    A6 0 KN.m -12,59 KN

    Calcul des sections dacier

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    En trave : M

    max = 13,35KN.m Moment quilibr pas la table :

    ( ) max00 53,54))2/04,02,09,0(20,1404,060,0()2/(* MKNxxxxhdxfbhM bct >=== Mmax < Mt donc laxe neutre tombe dans la table de compression, on aura calculer une section rectangulaire S= bxh= 60 x20 cm.

    062,08.0

    211=

    =

    mdZ 175.0)4.01( ==

    Mpas 348=

    219,2 cmZ

    MAS

    US =

    =

    Soit 3HA10 (2,53cm2) Avec une armature de rparations de 1HA 12 (1,13 cm2)

    Sur appuis : MU max = 13,83x10-3 MN.m

    MU max < Mt on fait le calcul pour la mme section rectangulaire (6020cm) 05.02 =

    =

    bu

    U

    fdbM < c =0,299

    064,08.0

    211=

    =

    175.0)4.01( == dZ

    Mpas 348=

    227,2 cmZ

    MAS

    US =

    =

    = > On prend 3HA10 (2,53cm2)

    Avec une armature de rpartition de : 1HA 12(1,13 cm2) Armatures transversales : (Art.A.7.2.2 / BAEL91) t = min (h / 35, b0 / 10, l) donc t = min (20/35, 12/10, 1) = 0,57 cm Espacement des armatures :( Art. A .5 .1, 22, BAEL 91)

    c

    bu

    t

    xx

    x

    fdbM

  • Mmoire de fin dtudes Master GC- 2IE_2011-2012-MOUSSA DOGO Page 51

    St min (0,9d, 40 cm) donc St