RAPPORT DE STAGE INGENIEUR-JUILLET et AOUT 2010- CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENTCONCEPTION ET DIMENSIONNEMENTCONCEPTION ET DIMENSIONNEMENTCONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DUN BATIMENTR+4 A USAGEDUN BATIMENTR+4 A USAGEDUN BATIMENTR+4 A USAGEDUN BATIMENTR+4 A USAGE DHABITATION DHABITATION DHABITATION DHABITATION Ralis par : Encadr par :

HMADOUCH MOHAMED Mr. ALAOUI MDAGHRIAALIL ISSAM (ingnieur BETEC) Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 2 SOMMAIRE Sommaire:.2 Remerciements :.....4 Introduction.....................................................................................................5 I.Prsentation de lentreprise daccueil :6 II.Prsentation de louvrage :7 1.Caractristiques gomtriques ...7 2.Description de lossature..7 3.Hypothses de calcul ... 8 4.Caractristiques des matriaux : .. 8 III.Conception de la structure..12 1.Contraintes architecturales ...12 2.Portes faux .....12 3. Configuration des nuds 13 IV.dimensionnement de la structure-calcul statique manuel14 1. Prdimensionnement des lments structuraux..141-1. Plancher.14 1.2. Poutres ...16 1.3. Escaliers ..............................17 2.dimensionnement de la structure ...19 2.1.descente de charge..19 2.1.1.Dfinition des charges..19 2.2.Calcul de leffort NU au pied de chaque poteautype.22 2.3. Ferraillage longitudinal et transversal des poteaux31 2.4. Dimensionnement des poutres..39 2.4.1. Etude de la poutre isostatique I 9_13..39 2.4.1.1. Calcul de ferraillage longitudinal .41 2.4.1.2.Calcul de ferraillage transversal..43 2.4.2. Etude de la poutre continue File G...45 2.5. Dimensionnement des escaliers.53 2.6. Calcul des dalles..56 2.6.1. Dalle pleine support descalier.56 2.6.2 Dalles de compression..58 V. ETUDE DES FONDATIONS : Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 3 1.Introduction : 59 2.Choix du type de fondation :...59 3.Calcul des fondations :63 VI.CALCUL NUMERIQUE DE LA STRUCTURE 70 1.Modlisation de btiment sur CBS PRO..70 2.Modlisation de btiment sur Robotbat76 ANNEXES85 Conclusion...88 Rfrences bibliographiques ...89 Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 4 REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS Nous tenonstout dabord exprimer nos chaleureux remerciements tous ceux qui ont particip de prs ou de loindanslebondroulementdenotrestagedingnieur. Nousremercionsparticulirement,M.ELAOULI,le prsidentdirecteurgnraldeBETECetM.TARZI,le directeurgnral,pournousavoiroffertlopportunit deffectuer ce stage dans les meilleures conditions. Notreattentionseporteraplusparticulirementsur notreencadrantMrALAOUIMDAGHRIOtmane, ingnieurstructureBETEC,quinapargnnitemps nieffortpournousaideretrpondrenosquestions, nouslui adressons notre profonde reconnaissance pour son bon encadrement et pour les conseils fructueux quil na cesss de nous prodiguer.Enfin,noustenonsremercieraussitousles membresdujurypourleurbienveillancevouloirvaluer notre travail. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 5 INTRODUCTION : Lingnieriecivileestunepanopliedactivitsquicontribueau dveloppementdupaysendifiantdesinfrastructuresetdes superstructuresselon les rgles dart. Ainsicesecteurrequiertdesacteursayantacquislesconnaissances, lescomptencesetlesoutilsncessairespourfaireuntravail fructueuxetaboutirdesconstructionsetdesdificesdebonne qualitetdelongrendement,cestlamissiondesingnieursgnie civil.PourcecilcoleHassaniadesTravauxPublicsaprvuun parcours estudiantin o llve ingnieurest amen passer un stage estivalluipermettantdintgrerlemilieuprofessionneletde concrtisersesconnaissancesthoriques.Aprsunstagedinitiation professionnellelandernier,lestageingnieurprvulafindela deuximeannevientrenforcerceci.Pendantsixsemaines,llve ingnieur doit participer llaboration dun projet rel de gnie civil.Dans ce cadre, on a eu lopportunit de passer notre stage ingnieur au sein du bureau dtude BETEC , et durant lequel on nous a confi la tache de concevoir et dimensionner un btiment dhabitation quatretages,avecuneinitiationltudesismiquedelastructure.Nos objectifs de ce stage sont : - Intgrerlemilieudetravaildesingnieursenrespectantles contraintes. - Apprendre manipuler les logiciels de calcul. - Justifier et dfendre ses choix. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 6 I.PRSENTATION DE LENTREPRISE DACCUEIL: Domaines dactivits B E T E C - SARL BUREAU DETUDES TECHNIQUES PROJETS REALISES Amnagement des espacesInfrastructure :(voirie assainissement - lectricit eauPotable - Ouvrage hydraulique Tlphoneet Amnagement extrieurs) Btiment tous corps dtat Complexes : - immobiliers- Hteliers - Hospitaliers - Sportifs - Scolaires et universitaires- Ensembles industriels et grands ouvrages de Gnie Civil - Grand stade de Foot Ball de Marrakech (45000 places) - Grand stade de Foot Ball de Tanger (45000 places) - Complexe sportif Rgie des Tabacs Casablanca - Htel grand Standing Amanjenna Marakkech- Htel Kenza Marrakech- Casablanca Marina : 6 tours sur le littorale atlantique de 156000 m de surface couverte, repartiscomme suit : Parkings (32500 m), bureaux (64700 m), logements (73700 m) - Thtre de MDiq (Pour Al Omrane de Tanger) - Piscine olympique couverte Fnideq (Pour Al Omrane de Tanger)Un rseau Informatique trs dvelopp qui comprend : -24 Ordinateurs -10 Imprimantes LASER-1 Traceur -1 Scanner-1 Machine de tirage-2 Photocopieurs -1 Machine crire Des logiciels de Calcul et de Dessin-Logiciel de calcul lmentsfinis gamme Bton arm et charpente mtallique ROBOT BAT (CBS PRO 23) et ROBOT Millenium(4 licences,Version 23) -Logiciel de calcul de structure Bton arm et charpente mtallique ARCHE EFFEL(1 licence) -SPOT CACT MOSAIQUE TANGO PIST SEWER PIPE + - COVADIS -AUTOCAD2002 2004 2008 MOYENS MATERIELS CONSEILLERS PERMANANTS5 PERSONNES : - 4 Ingnieurs experts - 1 Technicien suprieurDate Cration : 1973 TEL :( 0522) 30-48-26 / 30-44-47 / 30-48-47; FAX : 30-99-75E-mail: betec@menara.ma Bet.betec@gmail.com EMPLOYES PERMANENTS :40 PERSONNES Dont :- 10 Cadres Suprieurs - 12 Techniciens Suprieurs - 10 Techniciens: - Divers : 8 SIEGE SOCIAL : 5 Bd. ABDELLAH BEN YACINE = CASABLANCA = CAPITAL : 500.000,00 DHS CHIFFRE DAFFAIRES MOYEN 9.000.000,00 DHS CONSULTANTS ET EMPLOYES NON PERMANENTS : Encomplmentdenotrepersonnel permanentunnombreimportantde consultantsetdespcialistesdansles techniquesdepointesontnotredisposition pour mener bien des projets spcifiques. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 7 II.PRESENTATION DE LOUVRAGE : Le prsentprojet fait partie du Projet Yasmine qui entre dans lopration NASSIM ralisdanslacommunedeLISSASFA.Ilconsisteenltudedunbloccomposde deuxbtimentsidentiques(R+4)usagedhabitation.Lesdeuxrez-de-chaussesont sparsparuneterrassepermettantlebonfonctionnementdesdeuxmagasinsque contient chacun. Mais partir du premiertage, la techniquedes dbords supports par des poteauxapermisdegagner delespace.Chaque btimentcomporte troislogements par tage. Ltude portera sur un seul btiment vu la symtrie du bloc. 1.Caractristiques gomtriques : Le btiment tudier alesdimensions suivantes: Hauteur des tages courants 2.72m. Hauteur du rz-de chausse 4.12 m. Hauteur totale du btiment sans acrotre 15 m. 2.Description de lossature : Plancher:Nous avons opts pour des dalles en corps creux, pour les raisons suivantes : Facilit de ralisation, sans coffrage. Les portes de notre projet ne sont pas grandes. Raison conomique. Lgretdu plancher. Isolation thermique amliore. Conception structurale: Il sIl sagit de lossature portique en bton arm. Maonneries: La maonnerie du btiment est ralise en briques creuses : Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 8 Lesmursextrieursetlesmurssparantleslogementssontconstitusendouble paroisdebriques(10cmetdpaisseur)sparsparunelamedairde5cm dpaisseur. Les murs intrieurs sont constitus dune seule paroi de briques dpaisseur 10cm. Terrasse: La terrasse du btiment est inaccessible. 3.Hypothses de calcul :Ltude de cet ouvrage est effectue conformment aux rglements ci-aprs : Le rglement BAEL 91(Bton Arm aux Etats Limites) : bas sur la thorie des tats limites ultimes (ELU) etEtats limites de service (ELS). Le rglement RPS2000 : Ilprsente un recueil dexigences minimales de conception et de calcul ainsi quecertaines dispositions constructives adopter. 4.Caractristiques des matriaux : Le matriau essentiel utilis pour la construction de cet ouvrage est le bton arm, constitu de bton et dacier. a)Bton :La composition courante d 1m3 de bton est la suivante : 350 kg de ciment de CPJ 35/CPJ45 400 L de sableDS < 5 mm 800 L de gravillon5 mm < Dg < 25 mm 175 L deau de gchageCaractristiques physiques et mcaniques du bton:Masse volumique : pour le bton non arm, elle est prise dans notre prsente tude gale 2.5 t/m3. Rsistances caractristiques : lors de notre tudeon aprisune valeur de 25 MPa pour fc28, et par consquent : . 1 , 2 06 , 0 6 , 028 28MPa f fc t= + =

Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 9 Un contrle rgulier sur chantier est exig. Contraintes limites : 1. lELU : est note fbu tel que :28 cbbuf85 , 0f= Avec :b=1,15 en cas de situation accidentelle. b=1,50 en cas de situation durable ou transitoire. Diagramme contraintes-dformations du bton L'ELU. 2. l ELS : la contrainte limiteest donnepar 28 c bcf 6 , 0 = Diagramme contraintes-dformations du bton lELS. Module de dformation longitudinal du bton : Ils existent deux modules de dformation dtermins daprs le BAEL 91. Le module de dformation instantane : Pour des charges dune dure dapplication infrieur 24 heurs on a ; 31100cj ijf E = Donc : MPaEi2 , 3216428= bc 23,5fbu bc0.6fc28 bc bc Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 10 Le module de dformation diffre : Pour des charges de longue dure dapplication on a ; 33700 fEcjvj = Donc: MPaEv4 , 1072128= Coefficient de Poisson: Ce coefficient tant le rapport des dformations transversales et des dformations longitudinales not "". Conformment au rglement BAEL 91: lELU : =0calcul des sollicitations (bton fissur). lELS : =0,2calcul des dformations (bton non fissur). b)Acier: Lacier est un alliage fer carbone en faible pourcentage, son rle est dabsorber les efforts de traction, de cisaillement et de torsion. Sonmodule dlasticit longitudinalest pris gal :Es=200 000 MPa. La caractristique mcanique la plus importante des aciers est la limite lastique fe. Contraint limite de l'acier : Contrainte ELU : On adopte le diagramme contrainte-dformation suivant, avec : fe : contrainte limite lastique. s : dformation (allongement) relative de lacier. es=fe/g(Es) s : contrainte de lacier. s : coefficient de scurit de lacier. s =1.15 en cas de situations durables ou transitoires. s =1.00 en cas de situations accidentelles. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 11 Contrainte ELS: Cette contrainte dpend de la nature des fissures dans le bton, on dtermine : 1.Fissuration peu prjudiciable : pas de vrification. 2.Fissuration prjudiciable : s =Min (2/3fe ; 150) (MPa)3.Fissuration trs prjudiciable : s =Min (1/2fe ; 110) (MPa) Avec : coefficient de fissuration. =1 pour les aciers ronds lisses. =1,6 pour les aciers haute adhrence (HA). Coefficient dquivalence: Le coefficient dquivalence not est le rapport suivant :15 = =bsEEnavec :n : coefficient dquivalence. Es : module de dformation de lacier. Eb : module de dformation du bton. 10 0/00 10 0/00 Efses= Efses= =sesf s sRaccourcissementAllongementdiagramme contraintes dformations Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 12 III.CONCEPTION DE LA STRUCTURE : 1. Contraintes architecturales :Ilsagitdadapterlaconceptionlarchitecturetechniqueentenantencomptelesexigencesdestabilitetdersistance,etauxcontraintesarchitecturalesdescuritet desthtique. La conception se faiten collaboration avec larchitecte. On a pris en considrationles conditions suivantes : Eviter davoir des poteaux qui dbouchent au hasard dans les magasinsdu rez-de-chausse. Eviter de grandes retombes pour les poutres. Alignerles poteauxle plus possible. Eviter davoir des poteaux extrieurs proches des murs. 2.Portes faux : Plusieurs variantes sont possibles : Console avec outre en torsion : Consoles longues : Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 13 Consoles avec poutres : Cest la variantechoisie car elle permet des porte--faux plus importants. 3. Configuration des nuds : On a procd de faon avoir les axes des poteaux et des poutres dans un mme plan afin davoir plus de fiabilit et plus de facilit de mise en uvre. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 14 IV.DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE-CALCUL STATIQUE MANUEL : 1.Prdimensionnement des lments structuraux: Avantdentamertoutcalcul,ilestpluspratiquedestimerlordredegrandeurdes lmentsdelastructure,cequipermetdavoirdesdimensionsconomiquesetviter davoir un sur plus de bton et dacier. Pour cela les rglements en vigueur notamment le BAEL 91 et le RPS 2000donnent des fourchettes pour un pr dimensionnement la fois scuritaire et conomique. 1.1. Plancher : Les planchers sont des plaques minces dont lpaisseur est faible par rapport leurs dimensions en plan, ils sparent deux tages dun btiment et supportent les charges. Les planchers doivent rpondre aux critres suivants : Rsistance et stabilit : -Supporter les charges -Limitation des flches -DurabilitEtanchit et protection-A lair -Au feu Isolation thermique et acoustique : Fonction architecturale : Aspect dcoratif en sous face Fonction technique :-Facilit de la mise en uvre -Rservations pour gaines (eau, lectricit) Pournotrestructure,onachoisidesplancherscorpscreuxaulieudunplancherdalle pleine pour les raisons suivantes : Mise en uvre facile, ne ncessite pas de coffrage. Ne ncessite pas des gros engins de levage Isolation thermique assure Planchers lgers donc diminuer le poids propre de la structure Les charges sont modres. Description de fonctionnement des planchers corps creux : Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 15 Les planchers corps creux sont composs de trois lments : Les corps creux ou entrevous qui servent de coffrage perdu Despoutrellesenbtonarmouprcontraintquiassurentlatenuedelensembleet reprennent les efforts de traction grce leurs armatures. Unedalledecompressionou hourdis coulesurlesentrevousetquireprendles efforts de compression. Les engins utiliss pour le levage des poutrelles sont les palonniers ou les lingues chaque extrmit. Pourleprdimensionnementdecetypedeplancher,onutiliseralaconditionde flche suivante : O : ht : la hauteur totale de plancherL : la porte de la poutrelle entre nus dappuis dtermine par : L= min [Lmax (sens x) ; Lmax (sens y)] =3,40 mht= 0,15 m On adopte donc un plancher (12+4), soit une paisseur de 16cm : entrevous de 12 et une dalle de compression de 4cm 1.2. Poutres : Lespoutresdenotrebtimentsontdeslmentsenbtonarmdesectionrectangulaire b ,ellestransmettrontauxpoteauxleseffortsdusauxchargementsverticauxramens par les planchers. Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 16 Lespoutresserontprdimensionnesselonlesformulesempiriquesdonnespar BAEL91 et vrifies par la suite selon le RPS2000. Daprs le livre Pratique de BAEL (page317), les relations de pr dimensionnement Sont : Pour une trave isostatique.Pour une trave continue , on prendra b=0,4h OLest la porte de la poutre. Remarque :

Onaprislammesectionpourtouteslestravesdunepoutrecontinue.Pour respecter le RPS2000, le bmin sera de 20cm. Le tableau suivant rsume les sections prises : PoutreSection (cm2) A 3_420*30 A 10_1120*30 B 4_620*35 B 5_720*35 D 3_420*30 D 10_1120*30 E 4_820*25 F 3_420*30 F 10_1320*35 G 1_1320*25 H 5_920*45 I 9_1320*50 J 6_1320*35 h b Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 17 1 F_G20*35 2 D_F20*30 3 A_D20*35 4 A_G20*35 5 E_H20*35 6 C_E20*25 6 I_J20*30 7 C_E20*25 8 E_G25*55 9 G_J20*25 10 A_G20*25 11 A_D20*35 12 D_F20*35 13 F_G20*35 14 G_I20*30 1.3.Escaliers : Lescalierestunouvrageconstitudunesuccessiondegradinspermettantdepasser pieds dun niveau un autre. Il est dtermin par les paramtres suivants : La marche : est la partie horizontale l o lon marche. La contre-marche : est la partie verticale. Giron : largeur dune marche. La paillasse : supporte les marches et les contres-marche. La vole : longueur utile de chaque marche. Le palier : la partie horizontale dun escalier, aboutit chaque tage de lescalier un palier darrive qui en mme temps palier de dpart. La cage descalier : le volume important lescalier. Pour notre structure, nous avons un escalier paillasse. Cet escalier est constitu de deux voles et un palier e repos intermdiaire pos sur une poutre BA appele poutre palire .

Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 18 Caractristiques techniques : Pour tage courant : Hauteur monter=2,72m. Emmarchement= 1,10m pour la premire vole et 1,20m pour la deuxime. Giron : g=30cm 17 contre marches et 16 marches, la hauteur de la marche est h=17cm( noter quen pratique h doit tre compris entre 14 et 20cm) On a donc 2h+g=64cm 1,2m0,16m1,1m 1,0m 2,10m Ecole Hassania des Travaux Publics Stage ingnieur Juillet et Aout 2010Page 19 Remarque : Cesdimensionsdonnsparlesplansarchitecturauxvrifientbienlarelationde Blondel quiimpose que2h+g doittrecompris entre60 et65cm. ((conditionquiassure une utilisation facile des escaliers). Inclinaison de la paillasse () et paisseur de palier (e) : Tg = H/L (H : hauteur de la vole=153 cm et L sa longueur=210cm) donc =36,08 La longueur de la paillasse est : Lp=H/ sinsoitLp=260cm L'paisseurdelapaillasseesttelleque:Lp/30