Projet de fin dtude : Dimensionnement et calcul de structures dun Site de Maintenance et de Remisage Auteur : RAMMAL Rammal INSA Strasbourg, Spcialit Gnie Civil, Option Construction Tuteur dentreprise : LAKIS Marc Grant, AES-BET Tuteur INSA Strasbourg : ZINK Philippe Enseignant vacataire, INSA Strasbourg Juin2010 RAMMAL Rammal1 Juin 2010 Remerciements Je tiens remercier ici toutes les personnes qui ont contribu rendre mon stage intressant et formateur. Je remercie tout particulirement Monsieur LAKIS, directeur du bureau dtudes AES-BET et responsable de mon projet de fin dtudes, de mavoir permis deffectuer mon stage au sein de son bureau dtudes en me fournissanttousles renseignements dont javais besoin surla socit et sur sonfonctionnement.Jeluisuisreconnaissantdemavoiraccordtoutesaconfiancepourmener bienmonprojetdedimensionnementduSitedeMaintenanceetdeRemisagedeColombesen me faisantpartagersesconnaissances.Jeluisaisgrdesesconseilsavissquimontpermisde progresser. JeremerciegalementMessieursELKHAROUBIetALLAKES,ingnieursbureaudtudes,de mavoirguidtoutaulongdecestageenserendantdisponiblespourrpondretoutesmes questions. Ils ont su mencadrer et me soutenir avec beaucoup de gentillesse et de disponibilit. Enfin, je tiens terminer ces remerciements en les adressant mon tuteur Monsieur Philippe ZINK lenseignant vacataire lINSA de Strasbourg qui ma suivi tout au long de cette priode. RAMMAL Rammal2 Juin 2010 Rsum Dans le cadre du prolongement du tramway T2 de la Dfense Pont de Bezons, un nouveau Site deMaintenanceetdeRemisage(SMR)estcrepouraccueillirles12ramesdoubles supplmentaires. Notre projet a t ax sur ltude dlments principaux en bton arm de structures: . Dun btiment comprenant : un sous-sol partiel, des niveaux rez-de-chausse, R+1 et R+2 partiel.. Un hall de maintenance. Dansunpremiertemps,ltudeaconsistenlamodlisationdebtimentsetlechoix dhypothses admissibles pour ltude dlments de structures laide du logiciel ROBOT. Dansundeuximetemps,aprsvalidationdeshypothsesetdesrsultats,nousnoussommes intresssaudimensionnementdlmentsprincipauxdestructuretelsquelesvoiles,poteaux, semelles de fondations et poutres. Abstract ConcerningtheextensionofthetramwayT2fromtheDfenseareatoPontdeBezons,anew site of maintenance and storage was created to host the additional 12 double-decked trains. Our project focused on the study of the principal concrete structure element: . Abuildingincludedthefollowinglevels:apartialbasement,aground-floor,R+1anda partial R+2. A lounge of maintenance. At the beginning of the project, our study consisted of modeling the buildings, and the choice of reliable hypotheses for the study of structural elements with the help of ROBOT software. Later, after validating the hypotheses and the results, our purpose was to calculate the principal elements such as reinforced concrete walls, foundations, columns and beams. RAMMAL Rammal3 Juin 2010 Sommaire Introduction........................................................................................................................................7 1.Prsentation gnrale de lentreprise..........................................................................................8 1.1Historique............................................................................................................................8 2.2.Lentreprise .........................................................................................................................8 2.3.Projets majeurs ...................................................................................................................9 2.3.1.Ralisation de plusieurs dossiers DCE, lot gros uvre ..................................................9 2.3.2.Ralisation de nombreux avant-projets bton ..............................................................9 2.3.3.Chantiers en excution : (plans dexcutions et gros uvre) ........................................9 2.Missions effectues dans le bureau ........................................................................................... 11 3.Prsentation du projet .............................................................................................................. 12 4.1.Le projet ............................................................................................................................ 12 4.2.Diffrents intervenants ...................................................................................................... 12 4.3.Situation gographique ..................................................................................................... 12 4.4.Le matriel roulant ............................................................................................................ 13 4.5.Btiments techniques, hall de maintenance, machine laver et station service ................. 14 4.5.1.Prsentation des btiments du SMR .......................................................................... 14 4.5.2.Conception technique ................................................................................................ 15 4.Caractristiques du site et du sol ............................................................................................... 18 5.Le hall de maintenance ............................................................................................................. 19 5.1.Hypothses........................................................................................................................ 19 5.2.Charges ............................................................................................................................. 19 5.3.Descente de charges .......................................................................................................... 20 5.3.1.Charges constructions mtalliques ............................................................................. 20 5.3.2.Charges constructions bton arm ............................................................................. 20 5.3.3.Tableau rcapitulatif des charges ............................................................................... 21 5.4.Excentrement des charges sur pieux .................................................................................. 21 5.5.Calcul des fondations ......................................................................................................... 21 5.5.1.Hypothses ................................................................................................................ 21 5.1.1.Calcul ......................................................................................................................... 21 6.Btiment technique et administratif .......................................................................................... 22 6.1.Hypothses........................................................................................................................ 22 6.2.Principes gnraux du fonctionnement du btiment.......................................................... 22 RAMMAL Rammal4 Juin 2010 6.3.Chargement....................................................................................................................... 23 6.4.Descente de charges .......................................................................................................... 24 6.4.1.Avec ROBOT ............................................................................................................... 24 6.4.2.Descente de charge manuelle: ................................................................................... 25 7.Dimensionnement dlments structuraux ................................................................................ 33 7.1.Dimensionnement de plancher .......................................................................................... 33 7.2.Calcul de poutre ................................................................................................................ 34 7.2.1.Hypothses ................................................................................................................ 35 7.2.2.Rsultat ..................................................................................................................... 36 7.3.Voile par passes ................................................................................................................. 36 7.3.1.Hypothses ................................................................................................................ 37 7.3.2.Calcul ltat final...................................................................................................... 38 7.3.3.Calcul ltat provisoire ............................................................................................. 39 7.3.4.Vrification avec les charges verticales....................................................................... 41 7.4.Poteau ............................................................................................................................... 43 7.4.1.Hypothses ................................................................................................................ 43 7.4.2.Calcul ......................................................................................................................... 43 7.5.Fondation .......................................................................................................................... 45 7.5.1.Semelle isole ............................................................................................................ 45 7.5.2.Semelle filante excentre ........................................................................................... 47 7.5.2.1.Calcul des semelles filantes SF5 .......................................................................... 47 7.5.2.2.Calcul de la longrine de redressement ................................................................ 50 7.5.2.3.Calcul des semelles filantes SF3 .......................................................................... 51 7.5.3.Calcul des semelles catnaires ................................................................................... 53 7.5.3.1.Hypothses ........................................................................................................ 53 7.5.3.2.Dimensionnement et ferraillage des massifs....................................................... 53 7.5.3.3.Conclusion ......................................................................................................... 54 7.5.3.4.Platine de pr-scellement ................................................................................... 54 7.6.Dallage .............................................................................................................................. 55 7.6.1.Constitution dun dallage ........................................................................................... 55 7.6.2.Hypothses ................................................................................................................ 55 7.6.3.Calcul ......................................................................................................................... 56 Conclusion ........................................................................................................................................ 57 Bibliographie .................................................................................................................................... 58 RAMMAL Rammal5 Juin 2010 Liste des figures Figure 1: Organigramme de AES-BET ...................................................................................................8 Figure 2: Site de construction ............................................................................................................ 12 Figure 3: Notice technique ................................................................................................................ 13 Figure 4 : Matriel roulant ................................................................................................................ 13 Figure 5: Vue en plan ........................................................................................................................ 14 Figure 6: Perspective ......................................................................................................................... 15 Figure 7: Plan du hall de maintenance ............................................................................................... 15 Figure 8: Carte sismique .................................................................................................................... 18 Figure 9: Coupe Hall de maintenance ................................................................................................ 19 Figure 10: Vue en perspective ........................................................................................................... 24 Figure 11: Vue 3D au niveau du sous sol............................................................................................ 24 Figure 12: Plan de reprage au niveau de RDC .................................................................................. 25 Figure 13: Coupe sur PT8 .................................................................................................................. 26 Figure 14: Implantation au Ph Sous-sol ............................................................................................. 27 Figure 15: Plan PH R+1 ...................................................................................................................... 29 Figure 17: Coupe entre les files 1 et 3 ............................................................................................... 30 Figure 16: Coupe entre les files 3 et 3bis ........................................................................................... 30 Figure 18: Distribution des charges ................................................................................................... 30 Figure 19: Plan PH RDC ..................................................................................................................... 31 Figure 20: Plan PH R-1 ....................................................................................................................... 31 Figure 21: Descente de charges retenues sur les fondations.............................................................. 32 Figure 22 : Panneau 1 ....................................................................................................................... 33 Figure 23: situation de la poutre ....................................................................................................... 35 Figure 24: poutre continue................................................................................................................ 36 Figure 25: Disposition des armatures ................................................................................................ 36 Figure 26 : Etat provisoire Figure 27 : Etatfinal ............ 37 Figure 28: Distribution des charges ................................................................................................... 38 Figure 29: Distribution des charges ................................................................................................... 40 Figure 30 : Vue en plans des bandes noyes ...................................................................................... 42 Figure 31 : Vue de face des bandes noyes ....................................................................................... 42 Figure 32 : Coupe type dune fondation ............................................................................................ 45 Figure 33 : Vue en plan des fondations.............................................................................................. 48 Figure 34 : Repartition des charges ................................................................................................... 48 Figure 35 : Modlisation semelle SF5 ................................................................................................ 49 Figure 36 : Vue en plan des longrines ................................................................................................ 50 Figure 37 : semelle sous PT1 ............................................................................................................. 50 Figure 38 : cas ralis sur chantier .................................................................................................... 51 Figure 39 : Coupe SF3........................................................................................................................ 52 Figure 40: Constitution d'un dallage .................................................................................................. 55 RAMMAL Rammal6 Juin 2010 Glossaire SMR : Site de Maintenance et de Remisage Semelles catnaires : Semelles situes sous les poteaux catnaires, c'est--dire ceux o sont fixs les cbles assurant lalimentation lectrique des trains. RAMMAL Rammal7 Juin 2010 Introduction EntantqulveIngnieurdansledomainedegniecivillINSAdeStrasbourg,jaichoisi deffectuermonprojetdefindtudesauseindubureaudtudesAES-BET,spcialisdansle domaine du btiment en structure bton arm. Cest un domaine qui me tient tout particulirement cur. La proposition, puisque mon avenir professionnel y sera li, que ma faite le bureau dtude AES-BET estparticulirementbienadaptellaborationdunprojetdefindtudes.Eneffet,ilsagitdun sujet permettant dassocier le dimensionnement et le calcul dexcution. Durantlestage,jaiobtenudesinformationsimportanteslaviepratiquequimontenrichiet permis dacqurir de l'exprience dans ce nouveau domaine. En effet, ce domaine de travail joint la partie thorique apprise l'cole la partie pratique applique dans le bureau d'tudes. Lethmetraiterest ltudedunsitedemaintenanceetderemisagepour leprolongementde la ligne 2 du tramway de la dfense au pont de Bezons. Le lieu de ltude se situe Colombes dans la rgion parisienne. Cet ouvrage, une fois achev, appartiendra la RATP. Leprsentdocumentestunesynthsedestravauxeffectus.Ildtailleralesdmarchesdecalculs utiliss et donnera, le cas chant, les rfrences sur lesquelles nous nous sommes appuys. Nous allons prsent tudier successivement plusieurs points : -Descente de charge-Calcul du plancher-Calcul de poutre-Calcul du voile par passe-Calcul du poteau-Calcul de fondation-Calcul du dallage-Calcul de semelle catnaire RAMMAL Rammal8 Juin 2010 1.Prsentation gnrale de lentreprise1.1Historique AES-BETestuneentreprisefondeen2003parMonsieurMarcLAKIS,ingnieurenstructurebton arm depuis 1982. Entre 1982 et 1994 M. LAKIS a travaill dans plusieurs bureaux dtude en France et sest rendu au Liban en 1994 pendant la priode des grands travaux aprs la guerre civile. AES-BET est spcialise dans les ouvrages en bton arm et en rhabilitation lourde, connu dans tout leLibanpouravoirredressunbtimentR+3quistaitaffaisssuiteuntassementdiffrentiel, excutionquiatunepremiredanslepays.Lebureautravailleprincipalementpourdes entreprisesfranaisespuisqueAES-Libanestlesous-traitantdelamaisonmreAES-BETFrance.Ce bureau dtude a pour clientle franaise des entreprises telles que : Bouygues, SICRA Ile de France, GCC, Lon Grosse, EIFFAGE (anciennement SNSH ou SUPAE), Campenon Bernard Construction, CARI, Bti-Renov... 2.2.Lentreprise Cette entreprise emploie une cinquantaine de personnesrpartie entre le Liban et la France. Elle se dmarque par son implantation sur la rgion parisienne et la capitale du Liban (Beyrouth) (cf. figure 1). Elle est spcialise dans le calcul davant-projet et le calcul dexcution pour des projets en bton arm. Figure 1: Organigramme de AES-BET RAMMAL Rammal9 Juin 2010 Au Liban, lentreprise ralise des projets pour la France et pour plusieurs pays Arabes comme ceux du golfe,lAlgrieetbienvidementleLiban.Elleralisedestudesexcutivespourdeschantierset leurs plans dexcutions ncessaires (plan de coffrage, plan de ferraillage, coupes et dtails). EnFrance,AES-BETralisedesavant-projetsmaisaussidestudesdexcutionspourdesprojets franais, principalement dans la rgion parisienne. 2.3.Projets majeurs 2.3.1.Ralisation de plusieurs dossiers DCE, lot gros uvre -Evry : 18000 m de bureaux pour SOGAM (livr). -EHPAD Meulan 12000 m pour le groupe SNC LAVALIN (livr). -Centre de grontologie Fcamp 8000 m pour le groupe SNC LAVALIN (livr). -Btiment de bureaux Neuilly 16000 m pour BOUYGUES immobilier (livr). 2.3.2.Ralisation de nombreux avant-projets bton Surfacedesavant-projetspouvantallerjusqu150000m,environ60oprationsparan ;des oprations concernant des bureaux, parcs de stationnement, hpitaux, commissariats, immeubles de logements,tablissementsscolaires(coles,collges,lyces,universits,enrnovationou construction neuf). 2.3.3. Chantiers en excution : (plans dexcutions et gros uvre) -Archives diplomatiques la Courneuve, pour lentreprise LEON GROSSE (surface du chantier : 60 000m) (livr) -Groupe scolaire de la haie Sorel Elancourt (78), pour lentreprise GCC (6500 m) -Construction de 44 logements du jardin des arts, place de la Louvire St Maur (94) -Chantier de 24000 m, que nous avons livr lentreprise SICRA (livr) -UsinedeproductiondeaupotabledeMry-sur-Oise.Chantierralisaveclentreprise Bouygues travaux. 74000 m (livr en septembre 2008) -Crationdunestructuredesoinsenalcoologiepour lecentrehospitalierdeMorancez(28) de10 000 m pour lentreprise GCC. -ExtensionetrhabilitationdugroupescolaireBerthelotetcrationduncentredeloisirs (6000 m) colombes pour lentreprise GCC. RAMMAL Rammal10 Juin 2010 -CrationdunpostederedressementetrenforcementdeladistributiondnergieduRER Ligne A Rueil-Malmaison pour lentreprise GCC. -Constructionduncomplexehospitalierde45000m(ArabieSaoudite)pourlentreprise Mawasin (livr) -Massy : 100 000 m de bureaux pour lentreprise SCI PARIS BASCH Depuis Mars 2009, ce bureau a effectu plus de 10 affaires pour plusieurs entreprises : ENTREPRISEAFFAIRE Lon GrosseLogement Cogedim sur Svres (ilot A) SicraConstruction d'une rsidence sociale de 275 logements Sevran GCCCentre culturel de Montrouge (restructuration) Colas43 logements Pavillon-sous-Bois GCCLes Joncherolles ExE GCCSt-Denis-Garges-Sarcelles -site de maintenance et de remisage Les Maons parisiennesLogements locatifs Svres GCCLyce Claude Nicolas Ledoux Pavillon-sous-Bois GCCSite de maintenance et de remisage Paris 19me GCCVal de PHARM RAMMAL Rammal11 Juin 2010 2.Missions effectues dans le bureau Voici en quelques lignes les diffrentes tapes par lesquelles je suis pass depuis mon dbut de stage et que je dtaillerais dans la suite de mon mmoire: Dsmonarrive,M.LAKIS,mademanddeprendreconnaissanceduprojetentudiantles diffrents plans (plans darchitecte, plan des structures existantes), le CCTP, ltude de sol et tous les dtails concernant ledit projet. Aprs avoir tudi minutieusement tous les plans du projet puis compar les plans de structures et les plans darchitectes, jai du transformer les plans architecte en plans de structures (enlever tous leslmentsdcoratifsutilissparl'architecteenlaissantleslmentsdestructuresutilisespar l'ingnieur). Commencealorslaphasedepr-dimensionnement. Pourcela,ilmafallutudierlesdiffrents lments porteurs tels que les planchers, poteaux, poutres prsents sur les plans darchitecte. Jai deffectuerlesdescentesdechargessurcesdiffrentslmentsafindeconnatreleurscharges reprises.Mesdescentesdechargestanttermines,jaipudterminerparlecalculmanuelle dimensionnementdesratiosdarmaturesdesplanchers.Jaigalementdimensionn,parlecalcul manuel et laidedu logiciel ROBOT, plusieurs lments porteurs tels que des poutres continues de 4 traves, des voiles par passe, des poteaux, fondations Mamission,quiconsistaitdonceffectuerlesdescentesdechargesetlecalculdossatures btonarmtaitassezrptitivedanssaconceptioncarlestapessonttoujoursidentiques (descentesdecharges,prdimensionnement,dimensionnement),maisrestepassionnante, instructive et trs importante pour ma future vie professionnelle dans un bureau dtude technique. RAMMAL Rammal12 Juin 2010 3.Prsentation du projet4.1.Le projet LesitedemaintenanceetderemisageactueldelalignedetramwayT2peutaccueillir36 lmentsCitadis302.IlestsituIssy-les-Moulineaux.Ilcontinueradaccueillirleslments ncessaires lexploitation du T2 entre la Dfense et la Porte de Versailles. Dans le cadre du prolongement du tramway T2 de la Dfense au Pont de Bezons, un nouveau site de maintenance et remisage est cre pour accueillir les 12 rames doubles supplmentaires. Le chantier a dbut le 8 septembre 2009 et la livraison finale est prvue pour mars 2011. 4.2.Diffrents intervenants -Matre douvrage : RATP -Matre duvre : XELIS -Coordinateur SPS : RATP -OPC : XELIS -Entreprise de construction : GCC -Bureau de contrle : APAVE 4.3.Situation gographique LenouveausiteestsituColombesausudduneparcelledeterrainappeleterraindeLa Marine.Celle-ciestdlimiteparleboulevardduGnraldeGaulleaunordest,laruedesCtes dAuty au nord ouest, la promenade des Ctes dAuty au sud ouest et la rue Pierre Expert au sud est (cf. figure 2). Site de la Marine Figure 2: Site de construction RAMMAL Rammal13 Juin 2010 La parcelle du site de la Marine mesure 39722 m2. Le Site de Maintenance et de Remisage (SMR) est implant au sud de cette parcelle, sur 17209 m2 (cf. figure 3).

Figure 3: Notice technique Cette surface est rpartie ainsi : -Unezonedatelieretderemisage :86.5m175.6m,dontlasurfaceausoldubtiment reprsente environ 3500 m2. -Une bande pour lextension phase 2 : 11.5 m 175.6 m 7 m (ht) 4.4.Le matriel roulant LematrielroulantestdetypeCitadis302exploitenramesdoubles(cf.figure4).24lments simplessontcommandsdanslecadreduprolongementPontdeBezons.Lacapacitmaximum daccueil du site est de 28 lments simples. Figure 4 : Matriel roulant RAMMAL Rammal14 Juin 2010 4.5.Btiments techniques, hall de maintenance, machine laver et station service 4.5.1.Prsentation des btiments du SMR Leprojettudiestcomposdunensembledebtiments,comprenantunsous-solpartiel,des niveaux rez-de-chausse, R+1 et R+2 partiel (cf. figure 5 et 6):-Lepremierbloccomprendunbtimentdetypeadministratifde4tages.La structure,enbtonarm,estcomposedevoiles,poteaux,poutreschaquetage.Les structuresdubtimenttiennentcomptedesdescentesdechargessupplmentaires engendres par la mise en place de vgtation intensive sur la toiture. -Lesecondbloc,comprenantlehalldemaintenance,lastationservice,lamachine laver et les locaux techniques est ralis en structures mtalliques. Figure 5: Vue en plan RAMMAL Rammal15 Juin 2010 Figure 6: Perspective 4.5.2. Conception technique 4.5.2.1. Hall de maintenance Figure 7: Plan du hall de maintenance RAMMAL Rammal16 Juin 2010 -Terrassement : oSurlasurfacedelazonecorrespondantauxvoies1et2,niveaumoyendefondde fouille environ -1.3 m par rapport au niveau du rail. oSur la surface correspondant la voie 3 : fond de fouille environ -0.3 m par rapport au niveau du rail. -Fondations : oRalisationde pieux (avec ttes de pieux de 1m) DN 600/L=6m sur les files A, B, C et D. oSurlafileA,ralisationdeslongrinesBAfaisantcorpsaveclesttesdepieux,en priphrie de louvrage, destines soutenir le mur extrieur du btiment. -Structure : oPoteaux :Lastructureduhallseracomposedepoteauxmtalliquesnoysdansla ttedespieux.Lespoteauxdestructurescomporterontdescorbeauxmtalliques destins soutenir les chemins de roulement. oPoutraison :Lespoteauxserontliaisonnsensousfacedetoiturepardespoutres mtalliques et des raidisseurs dangles pour le contreventement. -Murs priphriques : oFileA :ralisationdunmurenbtoncellulaire(typesiporex)utilispourses propritsisolantes,enappuisurunvoilebtondesous-bassement,lui-mme appuy sur les longrines longitudinales. oFile 12 : faade constitue dun mono-mur en briques creuses (paisseur 0.3 m). -Dallage : oRalisation dune dalle en BA dpaisseur 0.3 m, situe au niveau relatif 0.00 pour la voie 3 et niveau relatif -1.03 m pour les voies 1 et 2. 4.5.2.2. Btiment technique et administratif -Terrassement : oTerrassement sur la partie longitudinale du btiment projet, niveau moyen de fond de fouille environ -0.3m par niveau du rail. oTerrassementsurlapartietransversaledubtimentprojet(zonesous-sol),niveau moyen de fond de fouille environ -5.2m par niveau du rail. -Fondations : oRalisation des longrines BA de largeur et hauteur destines soutenir les voiles du btiment. -Structures et murs : La structure du btiment sera compose de : oVoiles en bton dpaisseur 0.3 m en sous-sol. oMono-murs en briques, paisseur 0.3m, au niveau rez-de-chausse, R+1 et R+2. -Dallage : oRalisationdunedalleenBAdpaisseur0.3m+0.4mderechargeauniveaudu sous-sol. RAMMAL Rammal17 Juin 2010 oRalisation dune dalle en BA dpaisseur 0.3m + 0.1m de recharge sur la longueur du btiment au rez-de-chausse. oDallesituedanslazoneduPlancherdeReprisedunepaisseurde0.8mafinde pouvoir supporter le poids du camion transportant les transformateurs et dintgrer des trmies.oAu niveau R+1 : dalle en BA dpaisseur 0.4m + 0.1m de recharge. oAu niveau R+2 : dalle en BA dpaisseur 0.35m + 0.1m de recharge. RAMMAL Rammal18 Juin 2010 4.Caractristiques du site et du sol Le projet est situ dans la rgion parisienne, donc la zone sismique est 0 (cf. Figure 8). Daprs la norme PS.92 la sismicit est ngligeable. Le site a fait lobjet dune tude gotechnique ralise par le bureau dtude M/S Rincent BTP. Les conclusions de cette tude sont les suivantes : -Contrainte du Sol : Q' =0.50 MPa. -Leniveaudeau :lanappeestprsentedanslaquifreducalcairegrossieretat rencontresurlesiteentre9et10,6mdeprofondeurdoncentre24,71et24,43mNGF. Lensembledesconstructionsetdesinfrastructures(ycomprisleniveaudusous-sol)sont implanteshorsnappeprenne.Enconsquence,lvaluationdurisquedagressivitdela nappe souterraine nest pas prise en compte dans le calcul. Figure 8: Carte sismique RAMMAL Rammal19 Juin 2010 5.Le hall de maintenance 5.1.Hypothses Le hall de maintenance est ralis en structure mtallique sauf les fondations qui sont raliss en bton arm. Le bureau a t charg de dimensionner et calculer la partie bton donc uniquement les fondations. La structure mtallique supporte la toiture et des ponts roulants (cf. Figure 9). Elle est constitue dun portique de 3 traves de 12.4 m, 8.9 m et 8.7 m de porte. Les portiques sont espacs de 7.5 m dentre axe. Les poteaux sont considrs articuls sur leurs fondations et encastrs en tte. Lespasserellesdaccsauxtoitsdestrainssontreprisesparlespoteauxdelastructuredela toiture et par des poteaux intermdiaires. Lespacement entre ces poteaux est de 3.75 m. Les poutres de roulements des diffrents ponts roulants reposent sur des corbeaux solidaires des poteaux. 5.2.Charges Lacharpentemtalliqueduhalldemaintenanceserapr-dimensionnepoursupporterles divers types de chargements suivants : Figure 9: Coupe Hall de maintenance RAMMAL Rammal20 Juin 2010 -Charges permanentes : oPoids propre du portique et des profilsoPoids propre de la vgtation de la toiture (200 kg/m2)oPoids propre des diffrents ponts roulants (3 t pour le pont roulant de 5 t, et 2 t pour le pont roulant de 2 t) oPoids propre des passerelles (135 kg/m2) -Charges dexploitation oCharges dexploitation en toiture : 150 kg/m2 oCharges dexploitation sur les passerelles : 250 kg/m2 oCharges dexploitation des ponts roulants variables suivant plan des surcharges Lepontconsidrestunpontdatelier.Adfautdeconnatrelespectredechargeetla classedutilisation,onadmetpourcetypedepontuncoefficientdemajorationsurlescharges statiques (SG) de c = 1.08 et sur les charges dynamiques (SL) = 1.25 soit : P = 1.08 (SG + 1.25 SL). - Charge de vent (selon NV 65) - Charge de neige (selon N84 avec une surcharge de base de 55 kg/m2) 5.3.Descente de charges 5.3.1.Charges constructions mtalliques (Voie annexe charges sur pieux) Les charges issues de la charpente mtallique sont pondres suivant les combinaisons suivantes : 1- G + Q + 0.385 S + 0.77 W + T 2- G + Q + 0.77 S + T 3- G + 0.77 Q + 0.385 S + W + T 4- G + 0.77 Q + W + T 5- G + 0.77 Q + 0.5 S + 0.77 W + T 6- G + 0.77 Q + S + TCes combinaisons ont t prises dans lannexe D du BAEL (Rgles transitoires relatives la dfinition des valeurs reprsentatives des actions et des combinaisons dactions dans les cas courants). 5.3.2.Charges constructions bton arm (Voie annexe charges sur pieux) LeschargesprovenantdesconstructionsBAsontissuesdubtimententrefileD-E,ainsiqueles longrines et murets BA sur les files A, C et G. Exemple pour la file A : Il y a un mur en siporex de hauteur 9.5m qui sappui sur une poutre-voile en bton arm de hauteur 2.2m. Poutre-voile : P1 = e h = 0.3 2.2 2.5 = 1.65 t/ml RAMMAL Rammal21 Juin 2010 Mur siporex : P2 = 0.3 9.5 0.6 = 1.71 t/ml Charge totale = P1 + P2 = 3.36 t/ml avec une porte de 7.51m entre les semelles. Charge/semelle = 3.36 7.51 = 25.23 t/semelle. 5.3.3.Tableau rcapitulatif des charges (Voie annexe charges sur pieux) 5.4.Excentrement des charges sur pieux(Voir annexe charges sur pieux page 12 17). Les pieux sont soumis dans certains cas des moments dexcentrements du au fait que les charges ne sont pas centres. Les moments dus lexcentrement seront comparer avec les moments maximaux que peuvent reprendre les pieux avec larmature mise en place. Dans le cas o le moment appliqu est moins important que le moment rsistant du pieu, la transmission du moment aux pieux est assure par la tte du pieu, dans le cas contraire une longrine de redressement sera introduite afin de recentrer les charges sur les pieux concerns. 5.5.Calcul des fondations (Voir annexe semelle poteaux mtalliques secondaires) 5.5.1.Hypothses -Bton : fc28 = 30 MPa ; -Gros bton : fc28 = 20 MPa ; -Acier : Fe = 500 MPa ; -Fissuration prjudiciable ; -Enrobage = 4cm ; -QELS= 5 bars. La semelle est fonde sur de gros bton dpaisseur 3,57m. On a calcul la semelle situe sous le poteau le plus charg :-Charge permanent : Charge vertical = 19,55 t Effort horizontal suivant y = 0,09t -Charge dexploitation : Charge vertical = 9,52 t Effort horizontal suivant y = 0,27t -Vent : 0,24 t -Neige : 3,43 t 5.1.1.Calcul Avec le logiciel ROBOT on analyse la stabilit de la semelle, en assurant: RAMMAL Rammal22 Juin 2010 -Le soulvement ; -Le renversement ; -Le poinonnement ; -Analyse de la stabilit de gros bton ; Et on obtient les sections darmatures suivantes : Aciers infrieurs : -En X : 6 HA 500 10.0 < As relle = (ST40C + ST10) x1.0m = 5.04cm -En Y : 8 HA 500 10.0 < As relle = (ST40C + ST10) x1.5m = 7.56cm Aciers suprieurs : -En X : 4 HA 500 10.0 < As relle = (ST25C) x1.0m = 2.57cm -En Y : 6 HA 500 10.0 < As relle = (ST25C) x1.5m = 3.85cm 6.Btiment technique et administratif6.1.Hypothses Le btiment est compos dun R+2 tages sur un sous-sol. Il est constitu en bton arm ; le plancher haut du 2me tage est en charpente lgre. Lesfondationssontdetypefondationssuperficiellesancresauseindumarno-calcaire,avecun ancrage dau moins 0.5 m des massifs au sein de la marne. La contrainte du sol lELS est gale 5 bars. Les hypothses concernant le bton arm sont : -Fc28 = 25 MPa pour le bton. -Fe = 500 MPa pour les aciers. -Fissurations : Prjudiciables sur les faces contre terre. Peu prjudiciables sur les autres ouvrages. 6.2.Principes gnraux du fonctionnement du btiment Mthodologie : -La descente de charge statique est ralise au dbut avec le logiciel ROBOT puis manuellement. -Le calcul des diffrents lments de structure est effectu avec le logiciel ROBOT. -La stabilit de la structure au contreventement est assure dune manire gnrale par la raideur des voiles de cages descaliers. RAMMAL Rammal23 Juin 2010 Caractristiques du fonctionnement des lments porteursVoiles :Les voiles dans la superstructure transfrent les charges verticales la fondation et ne participent pas au contreventement du btiment, sauf les voiles de cages des escaliers.Au niveau de linfrastructure, les voiles par passe prsent sur la priphrie du chantier rsistent la pousse de la terre. Poutres : Les poutres sont continues en plusieurs traves avec la prsence de dcaiss sur certaines traves. Poteaux : Les poteaux transfrent les charges verticales aux fondations sans participer au contreventement du btiment. Planchers : Les planchers sont des dalles en bton arm coules sur place et des prdalles. Le transfert des charges horizontales chaque niveau, entre les faades et la structure rsistante, est effectu par les planchers. Fondations : Le btiment est fond sur des semelles isoles et filantes. Les semelles isoles sont situes sous les poteaux et les semelles filantes sont situes sous les voiles (voiles intrieurs et voiles par passes). Les semelles filantes situes sous les voiles par passe sont excentres, lexcentrement est quilibr par la flexion du mur ou par des longrines de redressement. 6.3.Chargement Le chargement de la structure est constitu du poids propre des structures modlises, des surcharges permanentes et dexploitation. Elles sont soit gnres automatiquement (poids propre), soit rentres sous forme de charges rparties.Les combinaisons des charges sont les suivants :-G + Q : pour ltat limite de service. -1.35G + 1.5Q : pour ltat limite de ultime. RAMMAL Rammal24 Juin 2010 6.4.Descente de charges 6.4.1.Avec ROBOT (Voir annexe Descente de charge ROBOT) Figure 10: Vue en perspective Figure 11: Vue 3D au niveau du sous sol DESCRIPTION DE LA STRUCTURE : Nombre de nuds: 4983 Nombre de barres: 44 Elments finis liniques: 90 Elments finis surfaciques: 5526 Appuis: 195 RAMMAL Rammal25 Juin 2010 6.4.2.Descente de charge manuelle: (Voir annexe descente de charge manuelle) Danscepartiefigureralexempledunseullmentdestructures,etceafindvitertoutes rptitions. Figure 12: Plan de reprage au niveau de RDC RAMMAL Rammal26 Juin 2010 Surface dinfluence LongueurHauteur Descente de charges sur le poteau PT8Le poteau PT8 est le poteau le plus dfavorable puisquil est filant jusqu la toiture (cf. Figure 13). Figure 13: Coupe sur PT8 Charge dans la hauteur du 1er niveau : -Poids du poteau dans la hauteur du 1er : (1) -Poids de la toiture + neige + vent : oCharge sur PT8 : (2) -Poids de la faade vitre : oCharge sur PT8 : (3) RAMMAL Rammal27 Juin 2010 Qepr Q epr Charge du PH RDC : Longueur dinfluence : (cf. Figure 14) -Poids du voile dans la hauteur du RDC : oPoids sur PT8 : (4) -Poids et charge de la dalle PH RDC : oSurface dinfluence : oPoids propre dalle : oTerre sur 60cm : oCharge dexploitation : Charge sur PT8 du RDC : (5) Charge du PH sou- sol : Longueur dinfluence : Largeur dinfluence gauche : Largeur dinfluence droite : -Poids du poteau PH-1 : (6) -Poutre dans le PH-1 : (7) -Charges du plancher droite : -Charges du plancher gauche : -Charge porte par PT8 :(8) PT9PT8PT75029250248503030Figure 14: Implantation au Ph Sous-sol RAMMAL Rammal28 Juin 2010 Qepr Q epr oLongueurdinfluencexlargeurdinfluencegauchexchargegauche : oLongueurdinfluencexlargeurdinfluencedroitexchargedroite : Charges totales sur PT8 : (Auniveauduplancherbasde sous-sol). Charge sur fondation : On ajoute la charge du plancher bas du sous-sol : Longueur dinfluence : Largeur dinfluence gauche : Largeur dinfluence droite : -Poids du poteau PH-1 : (6) -Poutre dans le PH-1 : (7) -Charges du plancher droite : -Charges du plancher gauche : -Charge porte par PT8 : (8) oLongueurdinfluencexlargeurdinfluencegauchexchargegauche : oLongueurdinfluencexlargeurdinfluencedroitexchargedroite : La charge totale applique sur la fondation est de : RAMMAL Rammal29 Juin 2010 Descente de charges sur VPP1 Ce voile porte de la cote 27.00 NGF jusqu 40.60 NGF (de larase suprieure de fondation jusquau PH R+1). -Poids du voile : (sur toute la hauteur) : Hauteur = 40.60 27 = 13.6 m Le mur est form de 2 parties : entre 27.00 et 32.70m en bton arm dpaisseur 30 cm entre 32.70 et 40.60m en mono-mur dpaisseur 30 cm, poids = 0.28t/m2 Poids = 5.70.32.5 + 7.90.28 = 6.48 t/ml -Charges venant du R+1 :(Figure 15, 16, 17) Figure 15: Plan PH R+1 Lpaisseur de plancher = 55 cm, soit 0.55*2.5 = 1.25 t/m2. Charge dexploitation = 0.6t/m2. VPP1 RAMMAL Rammal30 Juin 2010 Figure 17: Coupe entre les files 1 et 3 Les charges sur le VPP1 seront distribues de la faon suivante (cf. figure 18): Les charges : -R15/VPP1 est la raction de la poutre 15 sur VPP1, elle est diviser par la porte pour avoir une charge linaire (entre les files 1 et 3). R15/VPP1 =Le PH R+1 porte le poids de 1m de terre entre la file 1 et 3 soit 2t/m2. Le PH R+1 porte lisolation vgtalise (Sdum) de 200kg/m3 entre la file 3 et 3bis. Figure 18: Distribution des charges Section poutrePoids de la dalle + 1 m de sol Figure 16: Coupe entre les files 3 et 3bis RAMMAL Rammal31 Juin 2010 SoitunechargelinairesurVPP1=,dontlacharge dexploitation Q=1.61 t/ml. -TR3/3bis est la charge de distribution triangulaire sur VPP1 entre les files 3 et 3bis. TR3/3bis =, dont la charge dexploitation Q = 1.24t/ml. -Charges venant du PH RDC : Figure 19: Plan PH RDC Entre les files 1 et 3, il ny a pas de plancher, cest un vide (cf. Figure 19). Entre les files 3 et 3bis,cest une dalle qui porte paralllement sur VPP1, la charge due au plancher TR3/3bis =, dont la charge dexploitation Q = 3.1 t/ml. -Charges venant du PH R-1 : Figure 20: Plan PH R-1 VPP1 VPP1 RAMMAL Rammal32 Juin 2010 Entre les files 1 et 3 (cf. Figure 20): Surface dinfluence : S1 = 3.19.07 = 28.21 m2. La charge par mtre linaire =; dont la charge dexploitation Q = 4.68 t/ml. Calcul des charges sur la partie entre les files 3 et 3bis : P =; dont la charge dexploitation Q = 1.033 t/ml. -Calcul des charges totales : oPartie entre les files 1 et 3 : Ptotal = 6.48 + 11.044 + 8.42 = 25.94 t/ml, dont Q = 6.29 t/ml. oPartie entre les files 3 et 3bis : Ptotal = 6.48 + 4.24 + 5.68 + 5.17 = 21.57 t/ml, dont Q = 5.37 t/ml. Conclusion : Finalement, les rsultats retenus est le maximal entre les 2 descentes des charges (cf. Figure 21). Figure 21: Descente de charges retenues sur les fondations RAMMAL Rammal33 Juin 2010 7.Dimensionnement dlments structuraux Danscerapport,nousallonsprendrelexempledechaquelmentdestructurequenous calculeronsaveclelogicielROBOT,puisnousvalideronslesrsultatsparlecalculmanueldansla mesure du possible.7.1.Dimensionnement de plancher Diffrentespaisseursdeplancherssontprsentesdansceprojet,variableentre30cmet 80cm, en fonction de leur charge reprise. Dans lexemple, on va dtailler un plancher dpaisseur 40 cm port en 2 sens (cf. Figure 22). Figure 22 : Panneau 1 7.1.1.Hypothses -Bton : fc28 = 25 Mpa, Densit = 2500 (kG/m3) -Acier : Fy = 500 Mpa -Charge : 1000 Kg/m2 (Poids propre de la dalle dpaisseur 40 cm) 150 Kg/m2 (Cloisons, revtements,) 1500 Kg/m2 (charges dexploitation) RAMMAL Rammal34 Juin 2010 21.35* 1.5* 38.03 / m Pu G Q KN = + = . 38.03 8.86373.12 .8 8P LMu KN m= = = Suivant XSuivant Y = 96.1680.05 (KN.m)wens 45.2545.2537.6737.67 (cm2/m) = Z=bras de levier 1.71.71.41.4 (cm2/m) = 3.533 ChoixST 40 CST 40 C La section darmature calcule sur trave correspond la section la plus grande. On choisit donc un ST40 C dans les 2 sens. 7.2.Calcul de poutre(Voir annexe poutre) La structure de btiment est compose de plusieurs poutres continues; nous avons dimensionn une poutrecontinuesur5appuisdesection45*80cmsitueaurez-de-chaussedubtiment.Cette poutre comporte un dcaiss dans la dernire trave (cf. Figure 23,24). Pour ce, nous utilisons le logiciel ROBOT afin dobtenir les courbes enveloppes des efforts ; la courbe des moments a t dcale de 0,8*H et les sections dacier ont t dtermines suivant le BAEL. RAMMAL Rammal35 Juin 2010 7.2.1.Hypothses Figure 23: situation de la poutre Caractristique des matriaux : -Bton : fc28 = 25 Mpa, Densit = 2500 (kG/m3) -Acier : Fy = 500 Mpa -Section: b = 45 cm et h = 80 cm -Porte: 3 traves de 2,80m et 1 trave de 1.41 m avec un dcaiss sur la dernire trave. -Tenue au feu : heure ; -Fissuration: peu prjudiciable. Poids et charges sur la poutre : -Poids propre de la dalle : -Charge dexploitation : -Le poids propre de la poutre est pris en compte directement par le logiciel ROBOT. RAMMAL Rammal36 Juin 2010 Figure 24: poutre continue 7.2.2.Rsultat Le ferraillage est concentr au niveau du dcaiss pour palier la diminution de la section du bton et ainsi limiter la fissuration et lclatement du bton (cf. Figure 25).Ilyaunrenforcementduferraillageauniveauduquatrimeappuid laprsencedu momentle plus lev cet endroit. 7.3.Voile par passes(Voir annexe fondation et voile par passe P. 5 10) Pour le calcul des voiles par passes, il y a deux phases respecter pour le dimensionnement : -Lapremireestcelledeltatprovisoirelorsdelaphasedexcution ;ilfautprendreen compte la pousse des terres sur le voile sachant que le plancher suprieur nest pas encore ralis,cequinousobligemettredesbandesnoyesainsiquedesbutonspourcontrer cette pousse des terres (voir Figure 26). -Ladeuximephaserespecterestcelledeltatfinal,c'est--direaprslaralisationdu plancher haut ; le voile par passes agit comme une dalle appuye sur les planchers hauts et bas (voir Figure 27). Figure 25: Disposition des armatures RAMMAL Rammal37 Juin 2010 Figure 26 : Etat provisoireFigure 27 : Etat final 7.3.1.Hypothses -Bton : fc28 = 25 Mpa -Acier : Fy = 500 Mpa -Contrainte du sol : QELS = 0.50 Mpa (rapport gotechnique) -Enrobage : 4 cm pour les ouvrages enterrs et 3 cm pour les autres ouvrages. -Fissuration : Prjudiciable pour les ouvrages contre terre (Face contre terre) Peu nuisible pour les autres ouvrages (Face intrieure) -Pousse des terres : = 25 Ka = Kq = -Surcharge : 2t/m2.

RAMMAL Rammal38 Juin 2010 7.3.2.Calcul ltat final Lecalculduvoileparpassesltatfinalestmodliscommeunedallecontinueportesurdeux appuis(plancherhautetplancherbas)avec,dunepart,leschargesrpartiesdefaontriangulaire dues la pousse des terres, et dautre part, les charges rparties dues la charge dexploitation (cf. Figure28).Celaconduithabituellementuntreillissoudcontinuenpartieintrieureetdes chapeaux en partie extrieure moins que la charge normale applique au mur (dans lhypothse du btiment dcharg) mne des diagrammes de flexion compose. Ilfautensuitesassurerquelesforceshorizontalesdanslesplanchers,quirsultentdelactiondu terrain,soientenauto-quilibre.Cettesituationestdueaubtimententourparleterrainet labsence de joints dans le sous-sol. Figure 28: Distribution des charges Pousse due au sol : Pousse due la charge dexploitation : RAMMAL Rammal39 Juin 2010 Courbe de moment sur le logiciel RDM 6 : Calcul des armatures: 64,8 bu = = 0,025 (cm2/m) = =6,3 Choix : As face intrieureST 60Choix : AS Face contre terreST 35 Lasectiondarmaturecalcule(6.3cm/m)correspondlasectionfaceintrieureduvoile.Pourla face contre terre nous avons pris un treillis soudST35 pour respecter les conditions de fissurations prjudiciables. 7.3.3.Calcul ltat provisoire Le calcul du voile par passe ltat provisoire est modlis comme une dalle porte sur deux appuis (les bandes noyes) avec les charges rparties de faon triangulaire dues la pousse des terres, et leschargesrpartiesdueslachargedexploitation(cf.Figure29).Lastabilithorizontaleest assure par des tirants dancrage. RAMMAL Rammal40 Juin 2010 Figure 29: Distribution des charges Pousse due au sol : Pousse due la charge dexploitation : 12,3844,19 bu = = 0,010,036 (cm2/m) =1,063,83 Choix : face contre terreST35 Choix : As face intrieureST 60 Lasectiondarmaturecalculesurappuiscorrespondlasectiondarmaturefacecontreterre.On obtient donc un ST 35, ce qui reste cohrent par rapport aux rsultats obtenus au calcul de ltat final vu prcdemment. Pour la face intrieure nous obtenons des moments plus faibles qu ltat final, il fautdoncopterpourlechoixdarmatureleplusdfavorable,c'est--direleST60obtenu prcdemment. RAMMAL Rammal41 Juin 2010 A partir de cettecourbe des efforts tranchants, on calcule les ractions dappuis sur les nuds 2 et 3 : -Nud2 RY = 20767.17 N -Nud3 RY = 113012.33 N 7.3.4.Vrification avec les charges verticales Epaisseur du mur a =0,30m Hauteur du murHt =5,35m Effort ultime par ml Nu =0,44 MN / ml Contrainte de l'acier utilisFeE =500MPa Contrainte du bton 28 joursFc28 =25MPa Calcul de la section de bton rduite (a - 2cm) Br =0,28m Longueur de flambement(0.85 x Ht) => Mur intermdiaire(0.90 x Ht) => Mur de rive Lf =4,82m Elancement[((12)^1/2) x Lf ] / a =55,60Coefficient d'lancement0.65 / [(1 + (0.2 ( / 30 ))) x K )]o =0,39Effort ultime limite ( o x Br x Fc28 ) / 1.35 Nu.lim =2,00 MN / ml Vrification des conditions de calcul Si Nu < Nu.lim => Mur non arm

Si Nu > Nu.lim => Mur arm Le mur est non arm Prcdemmentlescalculsonttfaitsavecleschargeshorizontalesdueslapoussedesterres. Nousavonsfaitlavrificationavecleschargesverticales,moinsdfavorablesquelapoussedes terres.Cettevrificationnousdonneunmurnonarm(uniquementarmatureminimale),cequi nentrane aucune influence sur notre choix darmature. RAMMAL Rammal42 Juin 2010 7.3.5.Calcul des bandes noyes : Figure 30 : Vue en plans des bandes noyes Figure 31 : Vue de face des bandes noyes Les ractions dappui de la dalle calcule ltape provisoire prsentent les charges rparties sur les bandes noyes: -Nud2 RY = 20167.17 N -Nud3 RY = 113012.33 N Lesbandesnoyessontcalculescommedespoutrescontinuesappuyessurlesbutons.La premire bande (BN2) qui est la plus haute et qui correspond au nud 2 est modlise comme une poutredeportegale5metladeuxime(BN1)commeunepoutredeportegale2,5m(cf. Figure 30, 31).Le calcul est ralis avec le logiciel ROBOT: La section thorique obtenue pour les armatures longitudinales est 3,64 cm2, on choisi 5 HA12. RAMMAL Rammal43 Juin 2010 7.4.Poteau(Voir annexe Poteau) Pourlexempledunpoteau,ondtaillelepoteauPT8dontnousavonscalculladescentede charges prcdemment. Pourcedimensionnement,nousprenonslecasleplusdfavorable,c'est--direauniveaudusous-sol, l o les charges sont les plus leves. 7.4.1.Hypothses -Bton : fc28 = 25 Mpa -Acier : Fy = 500 Mpa -Section de poteau : a = 30 cm et b = 50 cm -Hauteur dtage : L0 = 3.8 m -Efforts appliqus ltat limite ultime : Nu = 680 KN 7.4.2.Calcul Le calcul est ralis avec une feuille Excel qui permet de modifier les hypothses rapidement. On obtient une sectiondarmature minimale thorique plus petite que zro (-36,01 cm2) ; on prend alorslasectiondarmatureminimaleAs=6,4cm2.Pourcersultat,onchoisit6armaturesde diamtre de 12mm (6HA12). RsultatsPrimtre de la section (2 x a) + (2 x b)u =1,60m Moment quadratique de la section (b x a3) / 12I.mini =0,001125m4 Aire de la section (a x b)B =0,1500m Aire de la section - 2 cm priphrique (a - 0.02) x (b - 0.02)Br =0,1344m Longueur de flambement si poteau de rive : Lf = Lo, sinon Lf = 0,7 LoLf =2,66m Rayon de giration (I.mini / B) ^1/2i =0,0866m Elancement (Lf / i) =30,72Controle : Elancement 8 HA 14

Ay => 8 HA 14

Rsultat ROBOT : AveclelogicielROBOT,onobtientunesectionAs=7cm2pluspetitequelasectionobtenueparle calculmanuel.Celarsultedelamthodeutilise,eneffet,lelogicielROBOTconsidrelasemelle comme une double console pour calculer le ferraillage, ce qui est plus conomique mais plus difficile pour le calcul manuel. RAMMAL Rammal47 Juin 2010 7.5.2.Semelle filante excentre Nous allons dtailler les semelles filantes SF3 et SF5 situes sous les voiles par passe VPP1 et VPP3 7. Le choix dune semelle excentre est d au fait quil y ait des semelles situes au bord de la voie publique, et la charge du voile transmise ces semelles.

La reprise de lexcentricit des charges peut tre effectue de diffrentes manires : -Unerpartitionlinairedesractionsdusolsuivantundiagrammetriangulaireou trapzodal-Par un couple obtenu par une force de frottement linterface sol-semelle et par une autre force horizontale au niveau du plancher-Par un couple obtenu par une force au niveau du dallage etpar une autre forcehorizontale au niveau du plancher-Par la flexion du mur-Par des longrines de redressement Lavariationdesractionsdusolsuitune loilinaire silasemellepeuttreconsidrecommetrs rigide ; on peut ainsi ngliger sa dformabilit, ce qui est le cas courant. 7.5.2.1. Calcul des semelles filantes SF5(Voir Annexe fondation et voile par passeP. 39 49) Pourcecas,lemomentquilibrer(dlexcentricit)nepeutltreparlasemelle,levoiletant dj calcul en flexion et les planchers bas et hauts soumis une force horizontale due la raction du sol. Pourcefaire,ondcidedquilibrerlemomentpardespoutresperpendiculaireslasemelle (longrines de redressement). Ces poutres prolonges jusqu' la file voisine de poteaux ont pour objet de transmettre les efforts rsultants de lexcentricit des semelles. LachargePuparmtre linairedemurdonnelieu uneractionsurlesolgalepour laquelle la largeur a de la semelle continue doit tre dtermine. Au droit des poteaux sexerce une raction verticale ascendante par mtre linaire qui vient en dduction de la charge verticale descendante.Pourque lesystmesoitefficace,ilfautqueles longrinesderedressementaientune raideur relativement importante.LessemellesfilantesSF5sontconuesendalles.Lesractionsdappuidecessemelles(charges verticalesascendantes)serontreprisesparleslongrinesLN1a,LN1b,LN2a,LN2b,LN2cetparlesvoiles des files 1, 3, 3, A et D (cf. Figure 33). RAMMAL Rammal48 Juin 2010 Dtermination des charges Pour VPP1 : LachargeverticaleexcentreprovenantdumurestrepriseparlaractiondesolR (cf.Figure34); cette raction est calcule au milieu de la semelle filante de la manire suivante : G1 = 19,65 t ; RG1= ; Raction du sol repartie sur la largeur de la semelle. Raction du sol concentre au milieu de la semelle filante. Le renversement de la semelle cre par lexcentricit des charges doit tre repris par les poutres de redressement (longrines). De la mme manire, on calcule les ractions du soldues aux charges dexploitation et aux charges permanentes sur les autres traves. Q1 = 6,29 t ; RQ1= ; Figure 34 : Repartition des charges Figure 33 : Vue en plan des fondations RAMMAL Rammal49 Juin 2010 G2 = 16,20 t ; RG2= ; Q 2= 5,37 t ; RQ2= ; CalculLecalculestralisaveclelogicielROBOT.Nousavonsmodlislasemellecommeunepoutre continuesur4traves.Cettesemelle,appuyesurdeslongrinesetdessemellessouslesvoiles retient les charges R qui reprsentent les ractions du sol (cf. Figure 35). Figure 35 : Modlisation semelle SF5 Hypothse : Bton: fc28 = 30,00 (MPa)Densit = 2501,36 (kG/m3) Aciers longitudinaux: type HA 500fe = 500,00 (MPa) Aciers transversaux: type HA 500fe = 500,00 (MPa) Les sections daciers retenues par le logiciel sont : Sections Thoriques d'Acier DsignationTrave (cm2)Appui gauche (cm2)Appui droit (cm2) sup. inf.sup.inf.sup.inf. P10,0031,427,8520.1131,428.14 P20,000,0031,420,0011,310,00 P30,0011,3111,3111,3131,422,93 P443,730,0031,428,147,8520,11 Conclusion : Onremarquequentravelaconcentrationdesarmaturessefaitsurlespartiesinfrieuresdela semelle ; cela est d au fait que la modlisation est inverse, c'est--dire que la charge du sol est au-dessus. RAMMAL Rammal50 Juin 2010 Dans la ralit, pour lexcution de la semelle, on inverse les parties infrieures et suprieures pour remettre les armatures leurs positions initiales. 7.5.2.2. Calcul de la longrine de redressement(Voir annexe fondation et VPP page 54 61) OnchoisitdeprsenterlalongrineLN1a(cf.Figure36).Cettelongrineestsoumiselaraction dappui de la semelle filante SF5 et soutient une charge verticale de 70t issue du poteau (PT1). Dansceprojet,nousaurionspucrerunesemelleisolesouslepoteauPT1,maislapoussedes terres (la raction du sol R calcule ci-dessus) est importante et le poids du poteau PT1 est faible, ce quiauraitentranunsoulvementdelasemellesouslasemelledecepoteau(cf.Figure37).Pour viter ce phnomne de soulvement, on a dcid de prolonger la longrine jusquau poteau PT3 sous laquellenousavonspuajouterunesemelleisoleet ainsirtablirlquilibredusystme(cf.Figure 38). Figure 36 : Vue en plan des longrines Figure 37 : semelle sous PT1 RAMMAL Rammal51 Juin 2010 Figure 38 : cas ralis sur chantier Calcul Acapulco On obtient les sections darmatures suivantes : Pour lappui gauche : Niveau infrieur : 18,85 cm2 ; Niveau suprieur : 12,06 cm2. Pour lappui droit : Niveau infrieur : 18,85 cm2 ; Niveau suprieur: 21.30 cm2. Pour la trave : Niveau infrieur : 28,09 cm2 ; Niveau suprieur: 13,59cm2. 7.5.2.3. Calcul des semelles filantes SF3(Voir annexe fondation et VPP p. 29 et 30) Pourcecas,lemomentquilibrer(dlexcentricit)estmoinsimportantqueceluideltape prcdente, on peut alors lquilibrer par la flexion du mur. On considre la charge maximale du VPP3 7 de 40 t/ml.La raction du sol est : 40/0,8 = 50 t/m2 RAMMAL Rammal52 Juin 2010 Figure 39 : Coupe SF3 La semelle agissant en console, le moment sera .Le calcul est effectu avec le logiciel ROBOT (Voir annexe Fondation et VPP page 29 et 30), la semelle estmodlisecommeuneconsole(cf.Figure35),soumiselaractiondusoletlecalculdela section darmature sera fait par rapport la plus petite section A-A (le cas le plus dfavorable), do h retenu gal 30 cm et non 80 cm. (cf. Figure 39). Lasectionthoriquencessaireestde10,9cm2/ml,lasectionrelleestde13,4cm2/ml(soit 15HA16). RAMMAL Rammal53 Juin 2010 7.5.3.Calcul des semelles catnaires(Voir annexe semelles catnaires) 7.5.3.1. Hypothses Hypothse gotechnique : Daprs la notice gotechnique, la gologie rencontre est la suivante : -Remblais (Quaternaire) ; -Alluvions anciennes (Quaternaire) ; -Marnes et caillasses (Laudien, Tertiaire) ; -Calcaire grossier (Laudien, Tertiaire). Nous allons retenir les donnes suivantes : -Contrainte de rupture du sol : qu= 0,2 MPa ; -Masse volumique du sol : = 1,8 t/m3 ; -Angle de frottement : fi = 25 ; Danstouslescas,laraseinfrieuredessemellesestprisedansleremblai.Ilnyapasdenappe superficielle susceptible daffecter les fondations. Hypothse de calcul : -Bton : fc28 = 25 MPa ; -Acier : fy = 500 MPa ; -Charges poteaux : le calcul est effectu en 2 cas de charges ; le premier en t et le deuxime en hiver. 7.5.3.2. Dimensionnement et ferraillage des massifs Lessupportsonttclassspartypedeprofil,ensuiteunouplusieurssupportsontttudis suivant les valeurs des charges.Voir annexe semelle catnaires pour le rsum des rsultats de tous les supports. Pour le HEB 200 : La vrification des semelles et du ferraillage retenue est le maximum entre les cas 1 (t) et 2 (hiver). Ladiffrenceentrelesdeuxcasestdueauretraitdescblesassurantlalimentationlectriquedes trains provoqu par la variation de tempratures entre lt et lhiver. A la fin des vrifications, les semelles ont t limites 3 types : -Sa : 165165 50 -Sb : 200 200 55 RAMMAL Rammal54 Juin 2010 -Sc : 250 250 70 LecalculestralisaveclelogicielROBOTetlesrsultatssontprsentsenannexesemelle catnaire.7.5.3.3. Conclusion Les semelles retenues pour tous les types de supports sont : -Sa : 165165 50 : Asinf= 5, Assup = 2,5 -Sb : 200 200 55 : Asinf= 5,5, Assup = 2,75 -Sc : 250 250 70 : Asinf= 7, Assup = 3,5 -Sd : 300 300 80 : Asinf= 8, Assup = 4 -Se : 340 340 90 : Asinf= 9, Assup = 4,5 7.5.3.4. Platine de pr-scellement Les platines de pr-scellement seront en acier S275 JR de mme dimensionque les platines du pied despoteaux,maisen6mmdpaisseur.Lenombredetrousserafonctiondudiamtredestiges filetes (36 ou 38) avec 2mm de jeu. Un trou central 80 est considrer pour toutes les platines de pr-scellement. (Voir annexe Semelle catnaire). Vrification des pressions diamtrales : Lesplatinesdeprs-scellementsontvrifierpourlapressiondiamtraledaprs lquation suivante : T T : effort tranchant/tige ; d : diamtre de la tige ; tp : paisseur de la platine de pr-scellement ; c = 235MPa < 275MPa. Le calcul est effectu pour un support type (le support le plus sollicit). Ancrage des tiges filetes : Les calculs sont effectus pour un support type (le support le plus sollicit) : RAMMAL Rammal55 Juin 2010 Traction/tige Avec ouEtet 7.6.Dallage (Voir annexe dallage) 7.6.1.Constitution dun dallage -Un support constitu par : (cf. Figure 40) oLe sol naturel ou traitoUneformeraliseparuntraitementdusolenplace,ouparunepaisseurde matriaux dapportoUne interface constitue par lun au moins des composants suivants : Couche de fermeture en matriaux calibres fins, destine combler les vides des parties sous-jacentesCouche de glissement : un lit de sable sur 20 mm dpaisseur environFilm : polythylne (de 150 m dpaisseur minimale, recouvrements des ls >= 20 cm), gotextile ou go synthtiqueIsolant thermique, cran antipollution ventuel... oLe dallage en bton arm ou non arm, coul en place et reposant sur le sol ou sur la forme oUnecouchedusureobtenueparrenforcementsuperficieldubtonavantson durcissementoUnrevtementventuelpermettantdesatisfaireauxspcificationsconcernantles tolrances gomtriques demploi Figure 40: Constitution d'un dallage 7.6.2.Hypothses RAMMAL Rammal56 Juin 2010 -Bton : C30/37 fc28 = 30 MPa ; -Acier Fe 500 ; -Module de Westergaard : K= 50 MPa/m Lessai standard de Westergaard consiste mesurer lenfoncement e dune plaque dacier de 25 mm dpaisseur et de 75 cm de diamtre sous une charge de 30 KN dveloppant sur le sol unepressionmoyennede0,07MPa.LemodulederactiondusolKw,oumodulede Westergaard se dduit de lenfoncement mesur par la formule : Kw -Chargement : oPermanent : 1 t/m2 ; oExploitation : 0,5 t/m2 ; Par scurit, nous avons considr un engin de 10t 2,5 t/pneus et dune charge concentre de 1t sur un carr de 2020 = 400 cm2. 7.6.3.Calcul Ledallageestde30cmdpaisseuretlesjointsdesciages(jointsquicorrespondentun affaiblissement de la section de faon provoquer une fissuration contrle) sont repartis avec une distance maximale de 6m formant ainsi un quadrillage de 36m. Le calcul est men avec le logiciel AUTO DALLAGE. Daprslesrsultatsdelannexedallage,ilnestpasncessairedavoirdesarmatures,maispar scurit, on ajoute un ST40C qui sera reparti au tiers suprieur de lpaisseur du dallage. RAMMAL Rammal57 Juin 2010 Conclusion Dunpointdevuepersonnel,cestagenemaapportquedessatisfactionstantauniveau relationnelqueprofessionnel,etarpondutoutcequejenattendais.Lesemploys montoffert un encadrement de grande qualit, critre trs important pour un stagiaire. La comptence de ceux quimesupervisaientsestretrouvedansletravailmaisgalementdansleschangesetles discussionsochacunamissesconnaissances,sonsavoiretsonexpriencemonservice, nhsitant pas prendre sur leur temps. Jai ainsi appris au cours de ce stage de nouvelles faons de travaillertoutenmettantenapplicationcequimatenseignluniversittantauniveau pratique que thorique. Sadapteruneambiancedetravailolepersonneladjseshabitudesnestpasune dmarchefacilemaistoutelquipeasumemettrelaiseenmintgrantpleinementson quotidien.Jenemesuisjamaissentiexclu,ayantmmelimpressiondtrepartiprenantedela socit.Deplus,intgreruneentrepriseaveccommestatutceluidestagiairepeutentranerdela partdupersonnelunecertainerticenceetunmanquedeconfiancecomprhensibles,dusune absence vidente de pratique, mais cela na pas t le cas en ce qui me concerne car toute lquipe ma accord sa confiance et permis davoir des responsabilits, ce dont je lui suis reconnaissant. Leprojetquejaimenmapermisdutiliserdeslogicielsdecalcul,outilsdevenus indispensablespourltudedesouvragesenbtonarm.GrceaulogicielROBOT,jaieffectudes dimensionnements et des calculs de diffrents lments de la structure porteuse. Jairencontrquelquesdifficultslorsducalculdesvoilesparpassesetdessemelles excentres car le logiciel ROBOT na pas de mthode de calcul pour ces lments. On tait contraint dutiliser dautre logiciel pour calculer les sollicitations. La suite de la procdure a tait faite de faon manuelle. Jemesuisgalementrenducomptequelemploidelinformatiqueimposelingnieurde formuleruncertainnombredhypothsesetdevrificationspourrendrelesrsultats convenablement exploitables pour son travail.Parconsquent,jaitamenexploiter,moyennantcertainesvrifications,desrsultatspourle dimensionnement des lments de la structure. Je me suis galement familiaris avec les rglements et rgles de construction en bton arm. RAMMAL Rammal58 Juin 2010 Bibliographie Cours MARTZ F. : Bton Arm. MARTZ F. : Gotechnique / Mcanique des sols. Ouvrage Pratique du BAEL 91 de J. PERCHAT et J. ROUX, d. Eyrolles. Formulaire du bton arm 1 et 2 de V. DAVIDOVICI, d. Eyrolles. Ossatures des btiments dA. COIN, d. Eyrolles. Rglement Rgles BAEL 91 rvises 99 : Rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages et des constructions en bton arm suivant la mthode des tats limites D.T.U 13.11 : Fondation superficiel DTU 23.1 : murs en bton banch