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UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

CENTRE DE THIES

DEPARTEMENT GENIE CIVIL

GC.0338

PROJET DE FIN D'ETUDES

En vue de l'obtention du diplme d'ingnieur de conception

CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURED'UN IMMEUBLE R+7 AVEC MEZZANINE ET SOUS-SOL

Prsent par: Djibril SOW

Directeur interne: M. Fala PAYE

Directeurs externes: M. Ousmane MBODJ, Ing.

M. Doudou SANE, Ing.

Anne acadmique: 2005 /2006 /

/

Projet de fin d'tudes 2005/2006

REMERCIMENTS

A l'issu de ce travail, j'aimerais exprimer ma reconnaissance et mes sincres

remerciements tous ceux qui m'ont apport leur soutien. Plus

particulirement :

* Monsieur Falo PAYE mon directeur interne de projet qui, par sa

rceptivit et ses qualits d'homme, m'a permis de surmonter les nombreux

obstacles que j'ai eu rencontrer;

* Monsieur Ousmane MBODJ et Monsieur Doudou SANE, mes directeurs

externes de projet, pour leur prcieux soutien et leur encouragement;

* Tout le personnel de l'universit Cheikh Anta DIOP;

* L'ensemble des lves de l'Ecole Suprieure Polytechnique centre de

This;

* Tous ceux qui, de prs ou de loin, ont contribu ma formation.

Ecole Suprieure Polylechnique de THIESDjibril SOW Elve-Ingnieur

________________1 --:-:-_=----:--_.

Projet de fin d'tudes

SOMMAIRE

2005/2006

Ce prsent rapport sanctionne un projet de fin d'tudes. L'objectif vis par

ce projet est de concevoir et dimensionner, en bton arm, un immeuble R+7

avec un sous sol et une mezzanine usage d'habitation.

L'immeuble est compos de deux btiments spars par un joint permanent.

La surface du terrain construite est 800m2 sur une hauteur de 30rn. La stabilit

horizontale de l'immeuble et la reprise des charges horizontales dues aux

effets du vent sont assures, via les dalles qui sont quasi indformables dans

leur propre plan, par les murs de contreventement dlimitant les cages

d'escaliers et d'ascenseurs.

Les rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages et

constructions en bton arm aux tats limites (B.A.E.L.91) sont utilises dans

ce projet. Certains calculs sont effectus avec le logiciel ROBOT btiment qui

intgre les tats limites du B.A.E.L.91 : Les tats limites ultimes dont le

dpassement quivaut la ruine de la structure et les tats limites de service

dont le non respect compromet la durabilit de l'ouvrage ou contrarie les

conditions d'exploitation habituelles.

L'tude de ce projet a donn des voiles et des murs de soutnement

d'paisseur O,20rn. Au rez-de-chausse les sections des poteaux varient de

O,20mxO,20m l,OOmx0,45m. Le volume total du bton pour l'ensemble de la

construction est de l654,97m 3

La descente des charges sur des semelles isoles a donn une surface totale

des semelles gale 88% de celle de la construction avec des hauteurs

variant de O,30rn l,30rn. Ainsi le choix d'une fondation en radier s'est impos

avec une paisseur de O,50rn sur un sol de fondation argileux de faible

rsistance. Ce choix a permis d'avoir une portante du sol qui offre un facteur

de scurit de 5,36 contre la rupture.

Djibril SOW Elve-Ingnieur

Projet de fin d'tudes

TABLE DES MATIERES

200512006

1

REMERCIMENTS 1

SOMMAIRE 11

TABLE DES MATIERES 111

LISTE DES FIGURES VI

LISTE DES TABLEAUX VII

LISTE DES ANNEXES VIII

CHAPITRE 1: INTRODUCTION 1

CHAPITRE" : PRESENTATION DU PROJET ET DU LOGICiEl DE CALCUL UTllISE.......3

CHAPITRE'" : CONCEPTION STRUCTURALE .7

111-1- Facteurs dterminants pour la conception .7

111-1 -1- Choix du systme porteur .7

III -1- 2 - Autres facteurs importants pour la conception 8

III - 2 - Reprise des charges verticales et horizontales 8

CHAPITRE IV: DESCENTE DE CHARGES 10

IV -1 - Actions considrer 10

IV -1 -1 - Actions permanentes 10

IV -1-1-1- Actions permanentes dues aux poids

des cloisons 10

IV-1-1-2-Actions permanentes dues aux poids

des planchers 12

IV -1-1- 3 - Actions horizontales 17

IV -1 - 2 - Actions variables 19

IV -1 - 3 - Charges climatiques 20

Djibril SOWElve-Ingnieur

III _Ecole Suprieure Polytechnique de [HIES

Projet de fin d'tudes 200:'/2006

IV - 2 - Chargements 22

IV - 2 - 1 - Charges appliques aux poutres 22

IV - 2 - 2 - Charges appliques aux poteaux 24

IV - 2 - 3 -Charges appliques aux fondations 26

CHAPITRE V : DIMENSIONNEMENT 27

V -1 - Poteaux 27

V - 2 - Escaliers 31

V - 3 - Poutres 34

V - 4 - Planchers 40

V - 4 - 1 - Dimensionnement de plancher avec

poutrelles et entrevous .40

V - 4 - 2 - Dimensionnement de dalle pleine 45

V - 4 - 2 -1- Calcul de dalle rectangulaire encastre ........ .45

V - 4 - 2 - 2 - Calcul de balcon .48

V - 5 - Voiles 53

V - 6 - Murs de soutnement 66

V - 7 - Fondation 72

V - 7 -1 - Choix du type de fondation .72

V - 7 - 2 - Donnes 73

V - 7 - 3 - Estimation des contraintes .73

V - 7 - 3 - Vrification des tassements .74

V - 7 - 4 - Hypothses de calcul .74

V - 7 - 5- Division du radier gnral en panneaux de

dalles et vrification des hypothses de calcul 75

V - 7 - 6- Dimensionnement de panneau de dalle .76

Ecole Suprieure Polytechnique de THIESDjibril SOW Elve-Ingnieur

________________IV _

Projet de fin d'tudes 200,',/2006

CHAPITRE VI : CONCLUSION 84

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 85

ANNEXES 86

Ecole Suprieure Polylechnlque de lilltS--------~-------------~---

Djibril SOW Elve-Ingnieur

_______________v

Projet de fin d'tudes 200512006

LISTE DES FIGURES

Figure 11-1 : Plon architectural tages 4 & 5 3

Figure 11-2 : Plon architectural tage 7 .4

Figure 11-3 : Faade principale de l'immeuble .4

Figure 11-4 : Environnement de ROBOT Descente de charges (DOC) v.14.5 5

Figure 11-5 : Environnement de ROBOT Millennium v.16.5 6

Figure IV-1 : Bibliothque ou Catalogue des voiles (avec enduits) 11

Figure IV-2 : Catalogue des dalles 17

Figure IV-3 : Vue en 3D de l'immeuble 21

Figure IV-4 : Plon de coffrage du 4me tage de ROBOT DDC 23

Figure IV-5 : Plon de coffrage de la mezzanine de ROBOT DDC 25

Figure V-1 : Plon d'excution du poteau 47 du 1er tage 29

Figure V-2 : Plancher haut 1er & 2me tage 30

Figure V-3 : Chargement poutre 1 du 5me tage 37

Figure V-4 : Plon d'excution de la poutre 1 du 5me tage 39

Figure V-5 : Plancher haut 5me tage 39

Figure V-6 : Plancher haut RD.C .40

Figure V-7 : Plancher haut 6me tage 45

Figure V-S : Plancher haut 5me tage 48

Figure V-9 : Plancher haut RD.C 53

Figure V-10 : Plon de localisation des semelles .72

Figure V-11 : Plon de division du radier gnral en panneaux de dalles .75

Ecole Suprieure Polytechnique de THIESDjibril SOW Elve-Ingnieur

_______________VI _

Projet de fin d'tudes

LISTE DES TABLEAUX

Tableau IV-' : Calcul des poids surfaciques des murs 11

Tableau IV-2 : Calcul des poids surfaciques des planchers courants 12

Tableau IV-3 : Calcul des poids surfaciques des planchers en

dalles pleines courantes 12

Tableau IV-4: Calcul des poids surfaciques des planchers terrasses 14

Tableau IV-S : Calcul des poids surfaciques des dalles pleines terrasses 15

Tableau IV - 6 : chargements de quelques poutres du 4me tage 22

Tableau IV -7 : Chargements de quelques poteaux de la mezzanine 24

Tableau IV - 8 : Chargements de quelques semelles isoles 26

________~ VII

Djibril SOW Elve-Ingnieur Ecole Suprieure Polytechnique de fHIES

Projet de fin d'tudes

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Chargements de poutres

Annexe 2 : Chargements de poteaux

Annexe 3 : Chargements de semelles isoles

Annexe 4 : Plans de ROBOT DDC : numros et sections des poteaux

Annexe 5 : Plans de coffrages

Annexe 6 : Plans d'excutions de quelques poteaux

Annexe 7: Plans d'excutions de quelques poutres

Annexe 8 : Abaques pour le calcul des voiles.

____----------VIII

200512006

Djibril SOW Elve-Ingnieur Ecole Suprieure Polytechnique de THIES

Projet de fin d'tudes

CHAPHRE 1: INTRODUCTION

200512006

Le bton arm de par sa composition est obtenu par incorporation

d'armatures dans le bton pour reprendre les efforts de traction. Le bton

seul rsiste mal la traction mais rsiste bien la compression. C'est un

matriau trs htrogne et anisotrope. L'acier est un matriau

homogne et isotrope, il rsiste aussi bien en traction qu'en compression.

Le mlange de ces deux matriaux est htrogne et anisotrope. Les

pices en bton arm jouent un rle important dans la structure dont elles

font partie. Un pourcentage minimal d'armatures est habituellement prvu,

en application de la rgle de non fragilit, lorsque la rsistance la

traction par flexion des pices est suppose nulle.

Dans ce projet de conception et de dimensionnement d'un immeuble R+7

avec un sous sol et une mezzanine en bton arm, une rpartition des

diffrents lments avec leur section de bton et d'acier est propose afin

que la structure puisse rsister de faon efficace aux sollicitations et

transmettre les charges au sol de fondation.

Des principes de calculs propres au bton arm ont t labors grce

des hypothses permettant une application de la Rsistance des

Matriaux. Il s'agit de la loi de HOOK, du