2me Anne LMDAtelier de Construction

FAADE NORD-EST

FAADE SUD

COUPE A-A

2me SOUS-SOL

1er SOUS-SOL

PLAN RDC

PLAN 1er/3me/5me TAGE

PLAN 2me/4me TAGE

PLAN 6me TAGE

PLAN 7me TAGE

PLAN TERRASSE

APPLICATION PRATIQUEPr-dimensionnement des lments dun htel (R+7+2SOUS-SOL) en bton arm contrevent par des voiles.1. Introduction1.1. Prsentation de louvrageLe bloc est en bton arm comportant sept (07) niveaux sur rez-de-chausse avec terrasse inaccessible et deux (02) niveaux sous-sol (R+7+2SS).Louvrage en question sera implant CHENOUA wilaya de TIPAZA, classe selon les rgles parasismiques algriennes (RPA 99 version 2003) comme une zone de forte sismicit (zone III). Notre tude sera mene conformment aux exigences et rgles de conception et de calcul des ouvrages en bton arm CBA93 et aux rgles parasismiques RPA99 version 2003.1.2. Caractristiques gomtriques de louvrage

Figure 1: Vue en plan du btiment.

1.2.1. Dimensions en plan du btiment Longueur totale de btiment 36 m Largeur totale du btiment 31 m1.2.2. Dimensions en lvation du btiment Hauteur des tages 3,23m Hauteur de rez-de-chausse 3,74 m Hauteur totale du btiment 34.42m1.2.3. Systme de contreventementNotre btiment comporte une hauteur suprieure 11m, donc selon le RPA99 Version 2003 il est ncessaire de stabiliser le btiment par un systme de contreventement assur par des voiles.1.2.4. PlanchersNous avons utilis (02) deux types de planchers, dont le rle est de rsister aux charges verticales et les transmettre aux lments porteurs de la structure, notamment les poutres et les poteaux. planchers cops creux. planchers dalle pleine.2. Pr-dimensionnement des lmentsLa phase de pr-dimensionnement est une phase de conception et de dimensionnement de la structure, qui prcde la phase dexcution qua pour but de justifier la solution davant-projet.Avant de procder la descente des charges permettant le dimensionnement des fondations qui sont les premiers lments construits, il convient de dimensionner les tages dans lordre dcroissant en partant du sommet du btiment: Les planchers. Les poutres. Les poteaux et les voiles.2.1. Pr-dimensionnement des planchers2.1.1. Plancher corps creuxRsistance la flexion

L: la porte la plus longue de la poutrelle mesure entre nus des appuis.

On choisit: h = 25 cm (20+5).Condition disolation thermique Do on a: condition vrifieType de corps creux utiliss

20 cm56 cm20 cm

Figure 2: dimensions des corps creux.

2.1.2. Plancher en dalle pleineRsistance la flexionLa dalle portant sur 4 appuis:

On choisit: h = 15 cmCondition disolation acoustiqueCondition non vrifieDonc on adopte: h = 20 cmCondition de la rsistance au feuh = 7 cm pour assurer un coupe-feu dune heure.h = 11 cm pour assurer un coupe-feu de deux heures.Condition vrifie.

2.2. Pr-dimensionnement des poutres (poutres principales et secondaires)Condition de rsistance

L: la plus grande porte mesure nus dappuis: L = 5 m

On choisit: h = 40 cm

Pour des raisons exprimentales, on choisit: b = 30 cmVrification des conditions du RPA99 version 2003Zone III (forte sismicit) Condition vrifie Condition vrifie Condition vrifie

3. valuation des charges permanentes et surcharges dexploitation3.1. Maonnerie3.1.1. Murs intrieurs (simple cloison)

Tableau 1: Charge permanente du mur simple cloison.NComposantspaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Enduit en ciment0.02180.36

2Brique creuse0.1090.90

3Enduit en ciment0.020.180.36

Total1.62

Figure 3: Mur simple cloison.123

3.1.2. Murs extrieurs (double cloison)

Tableau 2: Charge permanente du mur double cloison.NComposantspaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Enduit en ciment0.02180.36

2Brique creuse0.1090.90

3Lame daire0.05--

4Brique creuse0.1090.90

5Enduit en ciment0.02180.36

Total2.52

54123

Figure 4: Mur double cloison.3.2. Plancher3.2.1. Plancher terrasse

Tableau 3: Charge permanente du plancher terrasse en corps creux.3.2.1.1. Dalle corps creux (charge permanente)

NComposantpaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Gravillon roul0.0517.000.85

2Etanchit multicouche0.026.000.12

3Papier kraft--0.05

4Forme de pente 1%0.1022.002.2

5Plaque de lige0.044.000.16

6Par vapeur0.016.000.06

7Film polyane--0.01

8Plancher corps creux0.16+0.0513.102.75

9Enduit de pltre 0.02100.20

Total6.40

123456789

Figure 5: Composants dun plancher terrasse en corps creux.

3.2.1.2. Dalle pleine (charge permanente)

Tableau 4: Charge permanente du plancher terrasse en dalle pleine.NComposantpaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Gravillon roul0.0517.000.85

2Etanchit multicouche0.026.000.12

3Forme de pente 1%0.1022.002.2

4Isolation thermique0.044.000.16

5Dalle pleine0.16254.00

6Enduit de pltre 0.02100.2

Total7.53

123456

Figure 6: Composants dun plancher terrasse en dalle pleine.

3.2.1.3. Surcharge dexploitation:3.2.2. Plancher courant3.2.2.1. Dalle corps creux (charge permanente)

Tableau 5: Charge permanente du plancher courant en dalle corps creux.NComposantpaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Carrelage0.022.000.40

2Mortier de pose0.021804

3Lit de sable0.03200.54

4Plancher corps creux0.16+0.0513.102.75

5Enduit de pltre0.02100.20

6Mur simple cloison0.14-1.62

Total5.91

12345

Figure 7: Composants dun plancher courant en corps creux.

3.2.2.2. Dalle Pleine (charge permanente)

Tableau 6: Charge permanente du plancher courant en dalle pleine.NComposantpaisseurPoids volumique Poids surfacique

1Carrelage0.02200.40

2Lit de sable0.0318.000.54

3Mortier de pose0.02200.40

4Dalle pleine0.16254

5Enduit de pltre0.02100.20

6Mur simple cloison0.14-1.62

Total7.16

12435

Figure 8: Composants dun plancher courant en dalle pleine.

Tableau 7: Charges dexploitation.3.2.2.3. Surcharge dexploitation

Salon de thRserveCaftriaEscalierSanitaire

2.53.52.52.51.5

LusageLocal dentretientLibrairieBoutiqueBagagePoste de contrle

2.52.553.52.5

LusageConciergerieBureauxAgence de voyageScuritHall

1.52.52.52.52.5

LusageChambreTerrasseAdministrationSalle de runionSalon de coiffure

1.53.52.52.51.5

LusageInfirmerieSalon dtageSalon dinformationCuisineSjour

1.51.51.552.5

3.2.3. Plancher sous-sol

Tableau 8: Charge permanente du plancher courant en dalle pleine (parking).3.2.3.1. Dalle Pleine (parking)

NComposantpaisseurPoids volumique Poids surfacique

4Dalle pleine0.16254

5Enduit de ciment0.02180.36

Total4.36

3.2.3.2. Surcharge dexploitation (parking):

16 cm20 cm9 cm6 cm1 m3.3. Lacrotre3.3.1. Charge permanente

S: la surface transversale totale de lacrotre: Le poids volumique du bton arm

Figure 9: dimensions de lacrotre.4. Pr-dimensionnement des poteauxLes poteaux sont des lments porteurs verticaux en bton arm, ils constituent les points dappuis pour transmettre les charges aux fondations.On dimensionne les poteaux, en utilisant un calcul bas sur la descente des charges permanentes et des surcharges dexploitation ltat limite ultime (Nu=1,35G+1,5Q), cette charge peut tre majore de 10% pour les poteaux intermdiaires voisins des poteaux de rive dans le cas des btiments comportant au moins trois traves, donc dans ce cas cette charge devienne : (Nu=1.1Nu). Etapes de Pr-dimensionnement: Choix du poteau le plus sollicit ; Calcul de la surface reprise par le poteau ; Dtermination des charges permanentes et dexploitation revenant ce poteau ; Les dimensions de la section transversale des poteaux doivent rpondre aux conditions du RPA 99 version 2003.4.1. Choix du poteau le plus sollicitDans notre structure, le poteau le plus sollicit est le poteau E-3. La surface reprise par le poteau: La surface complte: S= 5,20 x 4,70 = 24,44 m La surface du plancher: Sp= (2,45+2,45) x (2,20+2,20) = 21,56 m

Dimensions du btiment: Hauteur de ltage courant: h = 3,23 mHauteur de RDC: hr = 3,74 mHauteur de sous-sol: hs = 3,23 m

Reprsentation du poteau le plus sollicit.4.702.20302.2030 x 4030 x 4030 x 4030 x 402.45302.455.20

Reprsentation du poteau le plus sollicit.

4.2. Dimensions des poteauxLes dimensions de la section transversale des poteaux doivent rpondre aux conditions du RPA 99 version 2003: MIN (a, b) 30cmNiveau dtage7me6me5me4me3me

Dimension du poteaua (cm)3030353540

b (cm)3030353540

Niveau dtage2me1erRDC2 SS1 SS

Dimension du poteaua (cm)4045455050

b (cm)4045455050

Pr-dimensionnement des poteaux

4.3. Calcul de la longueur de flambement LfLe rglement CBA93 dfinie la longueur de flambement Lf comme suit: 0.7*L0: si le poteau est ses extrmits: Soit encastr dans un massif de fondation. Soit assembl des poutres de plancher ayant au moins la mme raideur que lui dans le sens considr et le traversant de part en part. L0: dans les autres cas.Pour notre cas, on prend: L = 0.7 L0 (poteau avec des extrmits encastrs jusqu fondation).RDC:L = 0.7 x 3.74 = 2.62 mEtage Courant:L = 0.7 x 3.23 = 2.26 m4.4. Calcul de leffort Leffort normal admissible est: Avec: : Effort normal admissible lELU. Br : Section rduite du poteau obtenue en dduisant de sa section relle 1cm dpaisseur sur toute sa priphrie. b= 1,50 & s = 1,15 : Coefficients de scurit du bton et de lacier (situation durable). fc28 = 25 MPa et fe = 400 MPa : Rsistances caractristiques du bton et de lacier. As : Section darmatures dans le poteau prise gale 0,1% de la section relle du poteau . : Coefficient fonction de llancement du poteau:

Pour 50 et Pour 50 70

O :i : Rayon de giration. : Llancement gomtrique.

Section rduite du poteau : Longueur de flambement.

Calcule de dimensionBr (cm) (m)As (mm) (kN)

7me tage30x307842,2626,0960,765901 134,54

6me tage30x307842,2626,0960,765901 134,54

5me tage35x3510892,2622,3680,786122,51 618,20

4me tage35x3510892,2622,3680,786122,51 618,20

3me tage40x4014442,2619,5720,8001602 183,69

2me tage40x4014442,2619,5720,8001602 183,69

1er tage45x4518492,2617,3970,810202,52 830,46

RDC45x4518492,6220,1690,797202,52 785,35

2 Sous sol50x5023042,2615,6580,8172503 558,16

1 Sous sol50x5023042,2615,6580,8172503 558,16

4.5. Descente des chargesLa descente des charges dsigne lopration consistant calculer les efforts normaux rsultant de leffet des charges verticales sur les divers lments porteurs verticaux (poteaux ou murs) ainsi que les fondations, afin de pouvoir procder leur dimensionnement.Toute charge agissant sur une dalle a tendance tre reporte par celle-ci sur les porteurs verticaux les plus proches.a) Charges dexploitationComme il est rare que toutes les charges dexploitation agissent simultanment, on applique pour leur dtermination la loi de dgression qui consiste rduire les charges identiques chaque tage de 10% jusqu 0,5Q. Avec: n: Nombre dtage on dmarre de haut en bas (le premier tage est 0). Q0: La charge dexploitation sur la terrasse. Q1, Q2,, Qn: Les charges dexploitations des planchers respectifs.

On utilise le partir du cinquime tage. 7me tage : Qcum = Q0 ; 6me tage : Qcum = Q0 + Q1 ; 5me tage : Qcum = Q0 + 0,95 (Q1 + Q2) ; 4me tage : Qcum = Q0 + 0,90 (Q1 + Q2 + Q3) ; 3me tage : Qcum = Q0 + 0,85 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4) ; 2me tage : Qcum = Q0 + 0,80 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5) ; 1er tage : Qcum = Q0 + 0,75 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6) ; RDC: Qcum = Q0 + 0.71 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7); 2 Sous sol: Qcum = Q0 + 0.69 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8); 1 Sous sol : Qcum = Q0 + 0.67 (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 +Q8 + Q9).q(kN/m)S(m)Q = q x S(kN)

Qcum (kN)

7me tage124,44Q0=24,4424,44

6me tage1,524,44Q1=36,66161,10

5me tage1,524,44Q2=36,660.9594,09

4me tage1,524,44Q3=36,660.90123,42

3me tage1,524,44Q4=36,660.85149,08

2me tage1,524,44Q5=36,660.80171,08

1er tage1,524,44Q6=36,660.75189,41

RDC3,524,44Q7=85,540.71241,35

2 Sous sol2,524,44Q8=61,100.69277,39

1 Sous sol2,524,44Q9=61,100.67311,00

Dtermination des charges dexploitations

b) Charges permanentes et leffort normal Nu 7me tage

6me tage

Schmatisation du poteau tudie

5me & 4me tage

3me & 2me tage

1er tage

RDC

2 Sous sol

1 Sous sol

Vrifications du 1.1 Nu Une majoration de 10% de leffort normal est considrer pour les poteaux voisins de poteaux de rive (Nu = 1,35G + 1,5Q).G(kN)G cum(kN)Q cum(kN)Nu(kN)1.1 Nu(kN) (kN)1.1 Nu

7me tage173,15173,1524,44270,41297,451 134,54Oui

6me tage162,59335,7461,10544,90599,391 134,54Oui

5me tage165,21500,9594,09817,42899,171 618,20Oui

4me tage165,21666,16123,421 084,451 192,891 618,20Oui

3me tage168,24834,40149,081 350,071 485,072 183,69Oui

2me tage168,241002,64171,081 610,181 771,202 183,69Oui

1er tage171,671174,31189,411 869,432 056,382 830,46Oui

RDC174,251348,56241,352 182,572 400,832 785,35Oui

2 Sous sol202,461551,02277,392 509,972 760,963 558,16Oui

1 Sous sol142,091693,11311,002 752,203 027,423 558,16Oui

4.6. Vrification selon le RPA 99 version 2003Daprs le RPA 99 version 2003, les clauses suivantes doivent tre vrifies:Condition vrifierApplication de conditionVrification

Min (b, h) 30 cmMin (b, h) = 30 cm 30 cmOui

Min (b, h) he /20Min (b, h) =30cm (he/20) =(3.74 - 0.40)/20=16.70cmOui

0.25 (b/h) 40.25 (b/h)=1 4Oui

5. Pr-dimensionnement des voilesLes voiles sont des murs raliss en bton arm, ils auront pour rle le contreventement du btiment et ventuellement supporter une fraction des charges verticales.La solution de contreventement avec voiles en bton arm est actuellement trs rpandue; trs souvent, les voiles en cause, disposs transversalement aux btiments de forme rectangulaire allonge, constituent galement les lments de transmission des charges verticales, sans tre obligatoirement renforcs par des poteaux.On considre comme voiles les lments satisfaisant la condition L 4a. Dans le cas contraire, ces lments sont considrs comme des lments linaires.Le RPA99 version 2003, exige une paisseur minimale de 15 cm, de plus, lpaisseur doit tre dtermine en fonction de la hauteur libre dtage et des conditions de rigidit aux extrmits. Pour les voiles avec deux abouts sur des poteaux: Pour les voiles avec un seul about sur un poteau: Pour les voiles abouts libres:

En rsum, pour notre cas, on peut utiliser le premier type avec: Donc :

Donc, on adopte pour tous les niveaux un voile de: Pour les voiles de sous-sol, ils servent comme un mur de soutnement au sol et en mme temps de contreventement, ils sont encastrs sur les quatre cts et ils travaillent comme une dalle pleine, leurs paisseurs peuvent tre modifies aprs ltude dynamique de la structure.5.1. Disposition des voilesPour notre structure le systme de contreventement est assur conjointement par des voiles et des portiques dans les deux directions en plan. Pour assurer une meilleure rsistance au sisme, nous devons de prfrence avoir une distribution aussi rgulire que possible des masses et des rigidits tant en plan quen lvation.Donc le systme de contreventement doit tre dispos de faon : Rependre une charge verticale suffisante pour assurer sa stabilit. Assurer une transmission directe des forces aux fondations. Minimiser les effets de torsion.Analyse de la structure:Aprs plusieurs changements de dispositions des voiles, on a choisi une variante pour laquelle on a obtenu des rsultats vrifiant les conditions de scurit impose par le RPA 99 V 2003 et vitant galement la torsion au niveau du premier mode.Le RPA 99 V 2003 exige les vrifications suivantes: Vrification de comportement des trois premiers modes. Vrification de participation massique. Vrification de la rsultante des forces sismiques de calcul. Vrification de la stabilit au renversement. Vrification de dplacement. Vrification vis vis de leffet P-D. Vrification des sollicitations normales.

Disposition des voiles.

Mr DJEZIRI .K- 18 -