Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Rapport de stage de fin d’étude

Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Rapport de stage de fin d’étude Présenté par Onja BEBINARINDRA Tuteur entreprise OLIVIER SIBIRIL Tuteur université ISMAIL YURTDAS MASTER Professionnel GENIE CIVIL Août 2013 Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 2 Sommaire Introduction……………………………………………………………………………………………………………. 3 1. Présentation de l'entreprise………………………………………………………………………………………. 4 1.1 Historique…………………………………………………………………………………………………………. 4 1.2 Activité…………………………………………………………………………………………………………….. 4 2. Présentation du projet…………………………………………………………………………………………….. 5 2.1 Présentation de l’ouvrage……………………………………………………………………………………….. 5 3. Hypothèse de chargement……………………………………………………………………………………….. 6 3.1 Détail des charges dues aux matériaux de structure………………………………………………………… 6 3.2 Charges appliquées……………………………………………………………………………………………… 6 4. Elément de contreventement…………………………………………………………………………………….. 7 5. Descente des charges……………………………………………………………………………………………. 8 6. Modélisation parasismique suivant l’Eurocode 8………………………………………………………………. 10 6.1 Analyse modale spectrale………………………………………………………………………………………. 10 6.1.1 Hypothèse de calcul…………………………………………………………………………………………… 10 6.1.2 Coefficient de comportement ………………………………………………………………………………… 11 6.1.3 Combinaison d’actions………………………………………………………………………………………… 11 6.2 Résultats et comparaisons……………………………………………………………………………………… 12 6.2.1 Limitation des déplacements entre étage…………………………………………………………………… 15 6.2.2 Condition de joint sismique…………………………………………………………………………………… 16 7. Dimensionnement…………………………………………………………………………………………………. 16 7.1 Dimensionnement statique des poutres……………………………………………………………………….. 17 7.1.1 Note de calcul………………………………………………………………………………………………….. 17 7.1.1 Schéma de disposition………………………………………………………………………………………… 19 7.2 Dimensionnement des éléments de contreventement………………………………………………………. 20 7.2.1 Dimensionnement des poteaux de portique………………………………………………………………… 20 7.2.1.1 Schéma de disposition type des poteaux…………………………………………………………………. 22 7.2.1 Vérification nœuds de portique………………………………………………………………………………. 22 7.2.2 Dimensionnement des voiles…………………………………………………………………………………. 23 7.2.2.1 calculs des armatures d’âme………………………………………………………………………………. 23 7.2.2.2 calculs des armatures de bord……………………………………………………………………………... 25 7.2.2.3 Schéma de disposition……………………………………………………………………………………… 26 7.2.3 Dimensionnement des dalles………………………………………………………………………………… 27 7.2.3.1 Récapitulatif………………………………………………………………………………………………….. 28 7.2.4 Dimensionnement des fondations…………………………………………………………………………… 29 7.2.4.1 Dimensionnement des pieux……………………………………………………………………………….. 29 7.2.4.1.1 Dimensionnement de la géométrie des pieux………………………………………………………….. 29 7.2.4.1.2 Détermination de l'armature des pieux…………………………………………………………………. 30 7.2.4.1.2.1 Armatures longitudinales……………………………………………………………………………….. 31 7.2.4.1.2.2 Armatures transversales……………………………………………………………………………….. 32 7.2.4.1.3 Dimensionnement tête de pieu…………………………………………………………………………... 32 7.2.4.1.4 Schéma de disposition……………………………………………………………………………………. 34 7.2.4.1.5 Vérification de l’effet poireau……………………………………………………………………………. 34 8. Conclusion…………………………………………………………………………………………………………. 36 9. Bibliographie……………………………………………………………………………………………………….. 37 10. Annexe……………………………………………………………………………………………………………. 39 Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 3 Introduction Ce rapport vise à résumer le stage de fin d’étude passé au sein du bureau d’étude « MATH Ingénierie » à Bordeaux. L’objet initial du stage consiste à la réalisation des notes de calcul aux Eurocodes, sous forme de tableur Excel, dans les domaines du bois, du métal et du béton armé. Le bureau d’étude dispose de tableur suivant le BAEL91 et de logiciel de commerce tel que « Robot structural Analysis ». Mais l’utilisation de ces logiciels complexes nécessite un temps conséquent en modélisation. Presque indispensable pour le calcul du comportement d’ensemble d’un bâtiment (en sismique notamment), il est préférable de disposer d’outil de calcul plus simple et rapide d’utilisation pour les éléments de structures isolées (ex : poteaux, poutres, semelle,…), au lieu d’utiliser ces logiciels. Le choix d’établir des feuilles de calcul sous Microsoft Excel a été motivé par le gain de temps que l’on peut obtenir par l’usage de ces outils simplifiés. Donc une bonne partie de la période du stage a été consacré entièrement à la programmation des feuilles de calcul d’élément de structure sous Microsoft Excel, conformément aux règlementations en vigueur pour le calcul des structures en génie civil. A savoir, l’Eurocode 5 pour les éléments de structure en bois, l’Eurocode 3 pour les éléments de structure métallique, et l’eurocode 2 pour le calcul d’élément de structure en béton armé. Les feuilles de calcul ainsi établi ont été utilisées en complément aux outils de calcul que dispose le bureau d’étude, pour la conception d’un bâtiment R+1 parasismique (Lycée EREA Le Corbusier, Bordeaux), avec une structure composée des 3 principaux matériaux de construction qui sont le béton, l’acier et le bois. Le présent rapport de fin d’étude traitera de la conception des éléments porteurs principaux en béton armé de ce bâtiment administratif. Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 4 1. Présentation de l’entreprise 1.1 Historique . Micro Aéraulique Thermique et Hydraulique Ingénierie est un bureau d’études d’ingénierie générale du bâtiment, créée en juillet 1989, son siège social est basé à Bordeaux, 10 rue Bertrand de Goth. Actuellement, le bureau d’étude MATH Ingénierie est présent dans plusieurs villes du sud ouest de la France, à savoir : • BORDEAUX (33) • TOULOUSE (31) • BAYONNE (64) 1.2 Activité La société a la vocation de réaliser des études sur l’ensemble des corps d’état, et est facilement opérationnelle dans la France entière. En dehors des missions d’ingénierie traditionnelles du bâtiment dans lesquelles elle exécute toute étude de conception ou d’exécution en réhabilitation ou en neuf sur les lots de structure, techniques ou du second œuvre, MATH Ingénierie peut apporter des services complémentaires tels que: • Etudes de faisabilité en matière de maîtrise et d’économie d’énergie, audit techniques électricité • Etudes spécialisées de systèmes énergétiques performants, • Calculs spécifiques et informatiques : déperditions, équilibrages • Assistance à l’exploitation de système, • Etudes préliminaires de projet, études pré-opérationnelles, financières, • Etudes particulières dans des domaines variés : Etudes sociales, techniques, optimisation de programme. • Etudes d’exécution, plans d’atelier et de chantier pour les entreprises. L’entreprise collabore dans des projets dont l’implication dans la démarche HQE était primordiale : • Rénovation et extension du Cinéma Jean Eustache à Pessac • La maison des arts martiaux à Tarbes – Le Grand Tarbes • Construction de 150 logements Résidence Meignan à Bassens – Gironde Habitat Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 5 2. Présentation du projet Le projet s’inscrit dans le cadre de la réhabilitation du lycée EREA-LEA qui se trouve au 7 Allée Philadelphe de Gerde 33600 PESSAC. Les principaux acteurs du projet sont : Maîtrise d'ouvrage • Utilisateurs : lycée EREA Le Corbusier • Maître d’ouvrage : CONSEIL REGIONAL D'AQUITAINE Equipe maîtrise d'oeuvre • Architecte : AGENCE DURET • Bureau d'études technique : MATH INGENIERIE • Economie de la construction : CABINET DUBERNARD • Etude de sol : GEOFONDATION 2.1 Présentation de l’ouvrage Il s’agit d’un bâtiment R+1 parasismique, qui va recevoir des bureaux au rez-de-chaussée et une salle d’activité à l’étage. Le bâtiment est constitué d’une structure poteaux poutres avec un noyau central en béton armé. Les murs sont en « façades rideaux » en bois (montant en bois massif et panneau OSB), qui seront couvert par des bardages métallique. Des brises soleil sont fixées sur des structures métalliques en poteaux poutres sur deux façades. Les planchers et la toiture sont en dalle béton armé de 20cm d’épaisseur. Le résultat de l’étude de sol a montré la nécessité de poser le bâtiment sur une fondation profonde, donc le bâtiment sera fondé sur des pieux. Figure 1 : Façade latérale droite Figure 2 : Façade principale Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 6 3. Hypothèse de chargement Chaque élément de structure doit être dimensionné et vérifier en fonction de la prévision de chargement qu’il va recevoir et en fonction de son rôle pour l’équilibre de la structure. Ces charges prévisionnelles sont réglementées par l’Eurocode 1 (actions sur les structures) et d’autres références officielles, à titre d’exemple, le Règles N 84 modifiées 95 pours la charge de neige. 3.1 Détail des charges dues aux matériaux de structure • Détail des charges sur la toiture : haut 1er étage Désignation Epaisseur (cm) Densité Protection gravillon 6 120 daN/m² Etanchéité en émulsion de bitume 2.5 10 daN/m² Isolant 10 20 daN/m² Dalle en béton 20 500 daN/m² Faux plafond 25 daN/m² ∑= 675 daN/m² Tableau 1 : Poids propre de la toiture • Détail des charges sur le plancher : haut Rdc Désignation Epaisseur (cm) Densité Chape sèche 1 20 daN/m² Dalle en béton 20 500 daN/m² Isolant acoustique 10 daN/m² Faux plafond 25 daN/m² Cloison légère 45 daN/m² ∑= 600 daN/m² Tableau 2 : Poids propre plancher 3.2 Charges appliquées • haut 1er étage Charge permanente : G = 675 daN/m² Charge d’entretien pour toiture inaccessible : Q = 100 daN/m² (Eurocode 1 : 6.3.4.1) Charge de neige : Sn = 56 daN/m² Charge de vent : W = 78 daN/m² Détail charge de neige Département Gironde : zone A2 (Eurocode 1 : Annexe 2) → charge de neige sur le sol Sk = 45 daN/m² Toitures simples à deux versant plan avec angle d’inclinaison < 30° → Coefficients de forme µ = 0.8 (Eurocode 1-3 : Annexe 1 (5.3.5 (1))) Pente du fil de l'eau de la partie enneigée < 3% (Eurocode 1-3 : Annexe 1 (5.2 (6))) → charge de majoration S1= 20 daN/m² D’ou Sn = µSk+S1 = 0,8.45 + 20 = 56 daN/m² (Eurocode 1-3 : Annexe 1 (5.2 (3a))) Etude d’un bâtiment parasismique en béton armé Onja BEBINARINDRA 7 Détail charge de vent Département Gironde : zone 2 (NV 65 Règles Neige et Vent : 2.2) → Pression dynamique de base normale q = 60 daN/m² Bâtiment à paroi fermée → (ce-ci) = 1.3 (NV 65 : 3.1) D’où W = q(ce-ci) = 60.1,3 = 78 daN/m² (NV 65 : 3.1.2) • haut Rdc Charge permanente : G = 600 daN/m² Charge d’exploitation pour bureau : Q = 250 daN/m² (Eurocode 1 : 6.3.1.2) Charge de vent : W = 78 daN/m² 4. Elément de contreventement Pour chaque niveau, le contreventement horizontal est assuré par la toiture et le plancher diaphragme en béton armé d’épaisseur 20cm. Ces diaphragmes rigides transmettent les efforts, dus uploads/Ingenierie_Lourd/ etude-sismique.pdf