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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACULTE D

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL MEMOIRE Présenté en vue de l’obtention du diplôme de MASTER Thème : Domaine : Sciences et Technique Spécialité : GENIE CIVIL OPTION CONSTUCTIONS METALLIQUES ET MIXTES Par Noms, Prénoms des Etudiants (es) 1/ BOUCHENNE OTMANE 2/ BOUCHAIB SAID DIRECTEUR DU MEMOIRE : SLIMANI FAYÇAL ,GRADE, GENIE CIVIL, U B M ANNABA DEVANT LE JURY PRESIDENT: FELLAH FARID EXAMINATEURS : MME MEZIGHECH NAWEL : SLIMANI FAYÇAL ÉTUDE D’UN BATIMENT METALLIQUE « R+5 » A OUM EI BOUAGHI Année 2019 Au terme de ce travail, nous remercions en premier lieu le Dieu le tout- puissant qui nous a donné la force, la patience, le courage et la volonté pour élaborer ce modeste travail. Nous remercions nos très chers parents pour leurs soutiens et leurs patiences. Nous tenons aussi à remercier, notre encadreur « Mr. SLIMANI Faial » de nous avoir pris en charge avec cœur ouvert, et pour sa disponibilité, son aide et ses précieux conseils. Nos remerciements vont également : À tout l'ensemble des enseignants et des responsables du département du génie civil qui ont contribué à notre formation. Aux membres du jury qui nous font l’honneur de présider et d’examiner ce travail. Et à tous ceux qui nous ont aidés de près ou de loin . Résumer Notre projet est une étude et dimensionnement d’un bâtiment en charpente métallique de R+5 à usage d’habitation à wilaya de OUM ELBOUAGHI L’étude à commencer par la descente des charges, le calcul des surcharges de neige et vent ainsi que le pré dimensionnement et l’étude séismique selon diffèrent règlement algérien tel que « R.N.V.99 », « C.C.M.97 » et le « R.P.A.99 v2003 » et aussi une étude des fondations suivant le « C.B.A.93 » et pour le dimensionnement on a fait une vérification par logiciel de modélisation et calcul Liste des notations A : Section brute d’une pièce Anet : Section nette d’une pièce Aréf : Surface élémentaire Aw : Section de l’âme AV : Aire de cisaillement bf : La largeur de la solive be : La largeur associe aux solives Cf : Coefficient de force Ct : Coefficient de topographie Cr : Coefficient de rugosité Cp,net : Coefficient de pression nette Ce : Coefficient d’exposition Cd : Coefficient dynamique E : Module d’élasticité longitudinale de l’acier G : Charge permanente G : Module de Young GC : Effort appliqué sur le connecteur I : Moment d’inertie IV(Z) : Intensité de la turbulence K : Coefficient d’encastrement ou de rigidité Poutre - Poteau K0 : Coefficient de flambement Kt : Facteur de terrain MSd : Moment sollicitant en générale M : Moment fléchissant MRd : Moment résistant MPl :Moment plastique Mcr :Momentcritique Mb,Rd : Valeur de calcul de la résistance au déversement NPl,Rd : Valeur de calcul de la résistance plastique de la section transversale brute Nb,Rd : Valeur de calcul d’un élément comprimé au flambement NSd : Effort normal sollicitant Nt,Sd : Effort normal de traction Npl : Effort normal plastique Nc,Rd : La résistance de calcul a la compression de la section transversale n : le coefficient d’équivalence acier/ béton PK : Poids total de la structure Q : Charge d’exploitation qp(Ze) : Pression dynamique de pointe R : Coefficient de comportement de la structure S : Surface S : Charge de la neige Sk : Charge de la neige sur le sol VSd : Valeur de calcul de l’effort tranchant sollicitant Vpl,Rd : Valeur de calcul de la résistance plastique au cisaillement Vréf : Vitesse de référence du vent W : Pression aérodynamique W(Zj) : Pression dynamique We : Pression extérieur exercée sur la surface élémentaire de de la hauteur ze Wi : Pression intérieure exercée sur la surface élémentaire de de la hauteur ze Wpl : Module de résistance plastique Wel : Module de résistance élastique d : Diamètre d’une section circulaire f : Flèche fy : Limite d’élasticité fu : Résistance à la traction fcj : Résistance à la compression à ″j″ jours fbu : Contrainte admissible de compression a l’état limite ultime H : Hauteur d’une pièce L : Longueur d’une pièce Lf : Longueur de flambement r : Rayon d’une section circulaire t : Épaisseur d’une pièce tf : Épaisseur de la semelle (poutre, solive, poteau) tW : Épaisseur de l’âme (poutre, solive, poteau) Z : Hauteur au-dessus du sol Z0 : Paramètre de rugosité Zéq : Hauteur équivalente Zmin : Hauteur minimale α : Coefficient du système statique et de la travée étudie χ : Coefficient de réduction pour le mode de flambement ou déversement approprie β : Coefficient de pondération fonction de la nature et de la durée de la charge d’exploitation βw : Facteur de corrélation βM : Facteur de moment uniforme équivalent γM : Coefficient partiel de sécurité γM0 : Coefficient partiel de sécurité pour les sections de classe (1, 2,3) γM1 : Coefficient partiel de sécurité pour les sections de classe (4) γM2 : Coefficient partiel de sécurité pour les sections nettes au droit des trous γb : Coefficient de sécurité λ : Élancement ̅ λ̅̅ : Élancement de déversement α : Facteur d’imperfection ϕ : Rotation ϕ lt : Rotation de déversement η : Contrainte limite de cisaillement en élasticité ε : Coefficient de réduction élastique de l’acier σa : Contrainte de l’acier σb : Contrainte du béton σ ̅b ̅c : Contrainte de compression a l’état limite de service σst : La contrainte admissible de l’acier à l’ELU ̅ : Contrainte limite de cisaillement ξ : Pourcentage d’amortissement critique η : Facteur de correction d’amortissement δek : Déplacement du aux forces sismique Fi Δk : Déplacement relatif du niveau « K » par rapport au niveau μ : Coefficient de forme de la charge de neig Chapitre I : Présentation de l’ouvrage. I.1. Introduction………………………………………………………………………….…1 I.2. Généralités……………………………………………………………………………..1 I.2.1.1 État limite de service…………………………………………………………….……..3 I.2.1.2 Contraintes de cisaillement………………………………………………………….…3 I.2.1.3 Coefficient de Poisson…………………………………………………………………3 I.2.1.4 Contraintes limites……………………………………………………………………..3 I.3. Conception de l'ouvrage……………………………………………………………….4 I.4. Conception architecturale………………………………………………………..…….4 I.5. Conception structurale…………………………………………………..……….…….4 I.5.1 Structure horizontal…………………………………………………..………….…….4 I.6. Structure verticale……………………………………………………………………..5 I.6.1 Systèmes de stabilités : ……………………………………………………………….5 I.6.2 Escaliers……………………………………………………………………………….6 Chapitre II : Prédimensionnement des éléments II.1. Introduction …………………………………………………………………………….6 II.1.1 Classification des sections transversales salon l’EUROCOD………………………………….6 II.1.2 Valeurs limites des flèches : ……………………………………………………….……….7 II.2. Prédimensionnement des ……………………………………………………………….7 II.2.1 Les solives : ……………...……………………………………………………………….7 II.2.1.1 Pré dimensionnement des solives du plancher terrasse …………………………………….8 II.2.1.2 Pré dimensionnement des solives de l’étage courant : ……………………….…………….9 II.2.2 Prédimensionnement des poutres secondaires : ……………….……………………………12 II.2.2.1 Plancher terrasse : …………………………………………………………………...…12 II.2.2.2 Etage courant …………………………………..………………………………………14 II.2.3 Prédimensionnement des poutres principales (sans connexion) : ……………………………17 II.2.3.1 Plancher terrasse : ………………………………………………………………………18 II.2.3.2 Plancher étage courant : …………………………………………………………………21 II.2.4 Prédimensionnement des poteaux : ………………………………………...………………23 II.2.4.1 Les surfaces afférentes aux poteaux………………………………………………………24 II.2.4.2 Les charges cas statiques : ……………………………………………………………….25 II.2.4.3 Pré dimensionnement des poteaux : …………………...………………………………….28 Chapitre III : Etude climatique III.1. Effet de la neige …………………...…………………………………………….…….29 III.1.1 Introduction: …………………...……………………………………………………….29 III.1.2 Charge de neige sur les toitures …………………...……………………………...…….29 III.1.2.1Action de la neige : …………………...………………………………………..…..….30 III.1. Le vent : …………………...………………………………………………………...…....31 III.1.1 Principes du RNV99 …………………...…………………………………………….…31 III.1.2 Calculs : …………………...……………………………………………………………33 III.1.2.1 Déterminations du Cd : …………………...…………………………..……………....33 III.1.2.3 La pression dynamique qdyn : ………………………………………..……………....34 III.1.2.4 Coefficient de pression intérieure : …………………...………….…..………….…....35 III.1.2.5 Coefficients de pression extérieure : …………………...……………….……….…....35 III.1.2.6 Calcul des coefficients de pressions : …………………...…………………………....36 III.2. Conclusion : ………………………………………………………….…..……………....40 Chapitre IV : Etude de plancher IV.1. Introduction: …………………...…………………………..……………………….…....41 IV.2 Description d’un plancher collaborant : …………………………………………….…....41 IV.3. Vérification des solives « IPE 120 »au stade définitif : ……………………….….…....42 IV.3.1 Hypothèses de calcul : …………………………………………………………….…....42 IV.3.2 Evaluation des charges sur la solives : ………………………………………….…....43 IV.3.2.1 Plancher terrasse : …………………………….………………………………..…....43 IV.3.3 Dimensionnement de la connexion : …………………………………………….…....49 IV.3.3.1 Choix des connecteurs : ………………………………………………...…....50 IV.3.3.2 Résistance des connecteurs au cisaillement : …………...……………...…....50 IV.3.3.3 Dimensionnement de la connexion de la poutre : .……………………...…....52 IV.3.4 Ferraillage de la dalle de plancher : ……………………………..……………...…....53 IV.3.4.1 Combinaison d’action : : …………………………….………...………..…....53 IV.3.4.2 Calcul des sollicitations : ……………………………………...………...…...54 IV.3.4.3 Calcul des armatures : : ……………………………….………………...…....54 IV.3.4.4 Vérification de la dalle : : ………………………………..……………...…....55 IV.3.5 Prédimensionnement des poutres principales (avec connexion) : ……..………...…....57 IV.3.5.1 Stade de montage : : ……………………………………………...……...…....57 IV.3.5.2 Dimensionnement du profilé : : ……………………….………………...…....57 IV.3.5.3 Vérification en tenant compte du poids propre du profilé : ………….....…....58 IV.3.5.4 Vérification de la poutre principale au stade définitif : : …………...…...…....60 IV.4.Conclusion : ………………………………………………………………………...…....62 Chapitre V : Pré dimensionnement des éléments non structuraux V.1. étude de l'acrotère………………………………….……………………………...…....63 V.1.1 Définition: ………………………………………………………………………...…....63 V.1.2 Calcul des sollicitations : …………….…………………………………………...…....64 V.1.3 Calcul du ferraillage : ……………………………..……………………………...…....64 V.1.3.1 Ferraillage de résistance : ………………………………………………………...…....64 V.1.3.2 Calcul des armatures: ……………………….…………………...…………..…...….....65 V.1.4 Condition de non fragilité: ……………………….………..………...……….…...…....66 V.1.4.1 Choix d’armatures : ……………………….……………………………………...…....66 V.1.4.2 Vérification de la contrainte de cisaillement : …………………….……………...…....66 V.2. Etude d’Escalier……………………….………………...........................................…...67 V.2.1 Schéma de calcul : ……………………….……………………………………..….....67 V.2.2 Pré dimensionnement : ……………………….……………………………...…...…....67 V.2.3 Evaluation des charges : ……………………….………………………………...…....68 V.2.3.1 Charges permanente : ……………………….…………………………………....…....68 V.2.3.2 Charge d’exploitation : ……………………….………………...…………………......68 V.2.4 Calcul des sollicitations : ……………………….………………...……………….......68 V.2.5 Les combinaisons du calcul : ……………………….…………………………...….....69 V.2.6 Ferraillage à ELU : ……………………….………………...………………………....70 V.2.6.1 Armature de répartition : ……………………….……………….…………..…...…....71 V.2.7 Vérification à ELS : ……………………….……………….................................…....71 V.2.8 Vérification de contrainte uploads/Litterature/ bouchenne-otmane.pdf