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Dimensionnement Projet BA
Dossier de d
Projet
Béton
BERTIN Camille
DIVOL Alexandre
FRIGOUT Laure
LAY Clément
SARTON Lola
Promotion 2016
Dossier de dimensionnement
1
Projet
Béton
BERTIN Camille
DIVOL Alexandre
FRIGOUT Laure
LAY Clément
SARTON Lola
Promotion 2016
imensionnement
2
Dimensionnement Projet BA
PLAN
PLAN ........................................................................................................................................................ 2
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 3
I. Pré-dimensionnement : Synthèse des résultats.............................................................................. 4
1. Cahier des charges....................................................................................................................... 4
2. Vue générale du projet................................................................................................................ 4
3. Pré-dimensionnement des éléments béton................................................................................ 5
4. Descente de charges ................................................................................................................... 5
II. Dimensionnement des poteaux ...................................................................................................... 6
1. Bâtiment A................................................................................................................................... 6
2. Bâtiment B................................................................................................................................... 8
III. Dimensionnement des poutres................................................................................................. 11
1. Bâtiment A................................................................................................................................. 11
2. Bâtiment B................................................................................................................................. 11
IV. Dimensionnement des dalles.................................................................................................... 13
1. Bâtiment A................................................................................................................................. 13
2. Bâtiment B................................................................................................................................. 17
V. Contreventement.......................................................................................................................... 22
1. Détermination des forces dues aux vents sur les façades ........................................................ 22
2. Dimensionnement des voiles de contreventement.................................................................. 24
CONCLUSION......................................................................................................................................... 33
Annexes................................................................................................................................................. 34
Dimensionnement Projet BA
INTRODUCTION
Après avoir effectué l'étape de pré
les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre
constitué de bureaux, d'un atelier et d'un laboratoire.
L'objectif de cette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré
dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la
modélisation est Autodesk Robot Structural Analysis
Pour chaque élément nous vérifi
et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de
telle sorte à réduire les quantités béton tout en ayant un ferraillage adéquat.
INTRODUCTION
Après avoir effectué l'étape de pré-dimensionnement, nous pouvons à présent dimensionner
les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre
constitué de bureaux, d'un atelier et d'un laboratoire.
ette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré
dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la
Autodesk Robot Structural Analysis.
Pour chaque élément nous vérifierons que les dimensions trouvées sont adaptées à l’ouvrage
et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de
telle sorte à réduire les quantités béton tout en ayant un ferraillage adéquat.
3
dimensionnement, nous pouvons à présent dimensionner
les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre
ette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré-
dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la
erons que les dimensions trouvées sont adaptées à l’ouvrage
et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de
4
Dimensionnement Projet BA
I. Pré-dimensionnement : Synthèse des résultats
Afin de réaliser le dimensionnement des étages considérés, nous allons utiliser les résultats de la
partie de pré-dimensionnement. Voici un rappel succinct des éléments de pré-dimensionnement
utilisés dans ce dossier.
1. Cahier des charges
a. Bâtiment A
R+4 : Terrasse avec étanchéité
RdC à R+3 : Bureaux
Les façades du bâtiment sont maçonnées.
b. Bâtiment B
R+3 : Terrasse jardin pour la partie en contact avec le bâtiment A
Terrasse avec étanchéité sur le reste du bâtiment.
R+2 : Bureaux
R+1 : Terrasse avec étanchéité et laboratoires
RdC : Ateliers
Les façades du bâtiment sont des façades légères.
La hauteur sous poutre pour l’atelier est de 3m au minimum et les poteaux doivent être
espacé de 8m.
CF 2h pour l’atelier.
c. Données générales
L’isolation phonique des différents étages est assurée par des faux-plafonds.
Région climatique : Neige région C1, altitude 300m
Vent zone 2 rugosité IIIb
d. Travail demandé
Les étages suivants sont à traiter :
- Atelier,
- R+3,
- R+1 bureaux,
- R+1 laboratoires
2. Vue générale du projet
Des plans détaillant la position des poutres, des poteaux et des cages d’escaliers et d’ascenseurs sont
disponibles en annexe (annexes 1 et 2).
5
Dimensionnement Projet BA
3. Pré-dimensionnement des éléments béton
Les tableaux suivants récapitulent les dimensions calculées lors du pré-dimensionnement.
a. Dalles
Dalles Épaisseur des dalles h (cm)
Bâtiment A 19
Bâtiment B 34
b. Poutres rectangulaires
Poutres Niveau Épaisseur h (cm) Largeur b (cm)
Bâtiment A tous 50 25
Bâtiment B RdC et R+1 67 33,5
c. Poteaux rectangulaires
Bâtiment A
Bâtiment B
4. Descente de charges
Les descentes de charge des deux bâtiments sont disponibles en annexe (annexes 3 et 4).
Poteaux Q (kN) G (kN) Ned (MN) Section (m²) Côté (m)
Tous 214 473 0,687 0,057 0,239
Poteaux Q (kN) G (kN) Ned (MN) Section (m²) Côté (m)
Zone 1 1228 1988 3,216 0,268 0,518
Zone 2 616 1988 2,604 0,217 0,466
Zone 3 425 1319 1,744 0,145 0,381
6
Dimensionnement Projet BA
II. Dimensionnement des poteaux
Nous allons calculer les plans de ferraillage des poteaux grâce au logiciel Robot. Nous allons
utiliser les charges permanentes et d’exploitation déterminées lors du pré-dimensionnement.
1. Bâtiment A
L’objectif de cette partie est de dimensionner les poteaux situés au premier étage et au
troisième étage du bâtiment A.
On peut décomposer le dimensionnement des poteaux en deux parties : une première étape
consiste à calculer le ferraillage des poteaux en reprenant les dimensions obtenues suite au pré-
dimensionnement. La seconde étape consiste à optimiser les calculs de manière à avoir un ferraillage
optimal.
a. Dimensionnement à partir du pré-dimensionnement
On prend les hypothèses suivantes pour réaliser le dimensionnement à l’aide du logiciel Robot :
Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3
hauteur poteau 2.70 m 2.70 m
épaisseur dalle 19 cm 19 cm
épaisseur poutre 50 cm 50 cm
descente de charges 509.52 kN 154.8 kN
section poteau 24*24 cm 24*24 cm
On obtient les armatures suivantes pour les deux types de poteaux :
Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3
Barres principales 4 f16 4 f8
Armature transversale – cadre 14 f6 20 f6
Armature transversale - épingle 14 f6 20 f6
Volume béton 0.13m^3 0.13m^3
Les plans de ferraillage obtenus pour chaque poteau sont disponibles en annexes (annexes 5 et 6).
On cherche désormais à optimiser le ferraillage. Pour cela, on fait varier la section de chaque poteau.
7
Dimensionnement Projet BA
b. Optimisation du dimensionnement
On souhaite désormais optimiser le plan de ferraillage tout en gardant une section de poteau
identique à tous les étages. En effet, il est préférable que les poteaux se superposent totalement et
aient tous la même section, le bâtiment étant de faible hauteur.
On refait donc en premier les calculs pour le niveau R+1, les descentes de charges étant les plus
importantes pour cet étage.
L’optimisation du ferraillage nous permet d’obtenir les armatures suivantes :
Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3
Barres principales 8 ϕ16 4 ϕ8
Armature transversale – cadre 15 ϕ6 20 ϕ6
Armature transversale - épingle 15 ϕ6 20 ϕ6
Volume béton 0.11m^3 0.11m^3
On obtient ainsi des poteaux de section 22*22cm donc le volume est plus faible que lors du calcul
réalisé avec les données prises pour le pré-dimensionnement.
Par ailleurs, on remarque que lorsque nous essayons de réduire encore la surface des poteaux, nous
obtenons un message d’erreur. Il n’est ainsi pas possible de prendre une section de poteau
inférieure.
8
Dimensionnement Projet BA
2. Bâtiment B
Nous reprenons ce qui a été calculé lors du pré-dimensionnement :
A l’aide du logiciel Robot, nous créons un poteau qui correspond par exemple à la zone 1 de
l’Atelier. Sa hauteur est donc de 3,75m soit hc=4,09m en comptant la dalle d’épaisseur 0,34m.
On prend en premier lieu un poteau de 52*52cm, comme calculé lors du pré-dimensionnement.
Ensuite il faut rentrer les charges d’exploitations et permanentes que subit ce poteau de la zone 1.
9
Dimensionnement Projet BA
Enfin, grâce au logiciel, il est possible de calculer le plan de ferraillage (dessin en annexe).
Optimisation :
On cherche alors à optimiser la section du poteau choisie lors du pré-dimensionnement afin
d’optimiser les coûts.
On a donc diminué la section des poteaux jusqu’à ce que le logiciel ne puisse plus calculer de plan de
ferraillage et on a gardé la plus petite valeur de la section acceptable.
Le plan de ferraillage s’en trouve alors changé :
Pour le poteau de la Zone 1 de l’Atelier :
- 26 HA12 (26 barres HA de diamètre 12) pour les barres principales
- 21 HA6 pour le cadre
- 230 HA6 pour les barres transversales
Une fois optimisé (42*42cm de section au lieu de 52*52) :
- 16 HA25 pour les barres principales
10
Dimensionnement Projet BA
- 10 HA8 pour le cadre
- 60 HA8 pour les barres transversales
On remarque qu’il y a beaucoup moins de barres pour le ferraillage, les coûts sont optimisés.
On réitère cette opération pour les zones 2 et 3 de l’Atelier. Les nouvelles sections déterminées
seront utilisées pour le R+1 car nous avons fait le choix de conserver la même section de poteau sur
toute la hauteur de l’immeuble.
Zone 1 Zone 2 Zone 3
Anciennes dimensions 52*52cm 47*47cm 38*38cm
Dimensions optimisées 42*42cm 38*38cm 32*32cm
Dimensions des poteaux du bâtiment B selon les zones
Tous les dessins des ferraillages se trouvent en annexe (annexes 7 à 9).
11
Dimensionnement Projet BA
III. Dimensionnement des poutres
Pour chaque bâtiment, nous souhaitons dimensionner différentes poutres suivant les étages.
1. Bâtiment A
On se base sur les données déterminées lors du pré-dimensionnement pour dimensionner les
poutres du bâtiment A.
Afin de réaliser ce dimensionnement, nous allons nous placer dans le cas le plus critique à savoir
lorsque la travée est de 6m. En effet, les longueurs des travées ne varient que très peu dans ce
bâtiment et nous choisissons donc de mettre des poutres identiques sur l’ensemble du bâtiment.
Comme lors du dimensionnement des poteaux, c’est la descente de charges s’appliquant sur l’étage
R+1 qui sera la plus contraignante.
On obtient les ferraillages suivants pour chacune des poutres :
Poutre niveau R+1 Poutre niveau R+3
Ferraillage longitudinal
Aciers inférieurs 3 φ12 3 φ12
Chapeaux 3 φ12 3 φ12
Ferraillage transversal
cadres 21 φ6 21 φ6
épingles 21 φ6 21 φ6
Volume béton 0.81 m^3 0.81 m^3
Les plans de ferraillage de chaque poutre sont disponibles en annexe (annexe 10).
2. Bâtiment B
Nous souhaitons dimensionner les poutres présentes dans le laboratoire (niveau R+1) et dans
l’atelier (niveau 0) du bâtiment B.
D’après le pré-dimensionnement, il est possible de diviser chaque niveau en plusieurs zones où les
contraintes à appliquer sont plus ou moins importantes. Nous souhaitons que les poutres situées
dans la continuité les unes des autres aient la même épaisseur. Aussi choisissons-nous de nous placer
dans le cas le plus contraignant.
a. Dimensionnement des poutres de l’atelier
On prend l’hypothèse que les travées sont de 8m dans l’atelier. Il est possible d’y distinguer deux
types de poutres : les poutres parallèles à la largeur du bâtiment et celles parallèles à la longueur du
bâtiment. En effet, ces deux types de poutres ont des épaisseurs et des largeurs différentes et donc
leur plan de ferraillage différera.
Poutre parallèle Poutre parallèle
12
Dimensionnement Projet BA
largeur du bâtiment longueur du bâtiment
Ferraillage longitudinal
Aciers inférieurs 5 φ16 4 φ32
Chapeaux 5 φ12 4 φ25
Ferraillage transversal
cadres 111 φ6 90 φ8
épingles 111 φ6 90 φ8
Volume béton 3.11 m^3 2.02 m^3
On remarque que les poutres parallèles à la longueur du bâtiment nécessitent un ferraillage
beaucoup plus important que celles situées parallèlement à la largeur du bâtiment. Cela s’explique
par le fait que ces poutres sont moins épaisses que celles parallèles à la largeur alors que leur travée
est identique.
Les plans de ferraillage sont disponibles en annexe (annexe 11).
b. Dimensionnement des poutres du laboratoire
Comme pour le dimensionnement des poutres de l’atelier, on distingue deux types de poutres. Les
valeurs prises pour le ferraillage sont données dans le tableau suivant :
Poutre parallèle
largeur du bâtiment
Poutre parallèle
longueur du bâtiment
Ferraillage longitudinal
Aciers inférieurs 6 φ25 3 φ16
Chapeaux 6 φ20 3 φ12
Ferraillage transversal
cadres 148 φ8 54 φ6
épingles 148 φ8 54 φ6
Volume béton 3.11 m^3 2.02 m^3
Le volume de béton nécessaire pour la mise en place des poutres parallèles à la longueur du
bâtiment que pour celles parallèles à la largeur du bâtiment.
On trouve par ailleurs que les armatures nécessaires pour réaliser le ferraillage des poutres parallèles
à la longueur sont moins importantes que pour réaliser le ferraillage des poutres parallèles à la
largeur. Ce point est en désaccord avec le dimensionnement des poutres de l’atelier.
Les plans de ferraillage sont disponibles en annexe (annexe 12).
Conclusion :
Les données obtenues à partir du pré-dimensionnement conviennent pour réaliser le
dimensionnement. Les valeurs trouvées lors du pré-dimensionnement n’ont pas été surestimée. En
effet, il n’est pas possible de réduire la section des poutres et les armatures présentes dans chaque
poutre ont une dimension non négligeable.
13
Dimensionnement Projet BA
IV. Dimensionnement des dalles
1. Bâtiment A
a. Dalle R+3 (plancher bas)
• Epaisseur de dalle : 19cm
• Charge permanente G = 4,99 kPa
• Charge d’exploitation Q = 2,50 kPa
• Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm
• Voiles : épaisseur 30cm
Fig 1 : Emplacement des poteaux, voiles et réservations – Dalle R+3
14
Dimensionnement Projet BA
Fig 2 : Paramètres de calcul pour le dimensionnement de la dalle
Fig 3 : Chargements appliqué sur la dalle étudié (R+3 plancher bas)
15
Dimensionnement Projet BA
Fig. 4 : Section minimale d’acier pour la dalle du R+3 plancher bas (en cm²/m)
Fig.5 : Section maximale d’acier pour la dalle R+3 plancher bas
16
Dimensionnement Projet BA
b. Dalle R+1 bureaux (plancher bas)
• Epaisseur de dalle : 19cm
• Charge permanente G = 4,99 kPa
• Charge d’exploitation Q = 2,50 kPa
• Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm
• Voiles : épaisseur 30cm
Comme nous avons exactement les mêmes charges appliquées sur la dalle R+1 bureaux, il suffit de
reprendre les résultats de la dalle R+3 bâtiment A ci-dessus.
Fig.6 : Nombre de barres d’acier nécessaires pour la dalle du R+3 plancher bas
17
Dimensionnement Projet BA
2. Bâtiment B
a. Dalle R+1 laboratoires (plancher bas)
• Epaisseur de dalle : 34 cm
• Charge permanente G = 8,5 kPa
• Charge d’exploitation Q = 4 kPa
• Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm
• Voiles : épaisseur 30cm
Fig.1 : emplacement des réservations, des poteaux et de la dalle
Fig.2 : chargements appliqués sur la dalle R+1 laboratoires (plancher bas)
18
Dimensionnement Projet BA
Fig.3 : Section minimale d’acier à mettre dans la dalle R+1 Laboratoires
Fig.4 : Maximum des sections d’aciers à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
19
Dimensionnement Projet BA
Fig.5 : nombre de barres minimales à placer dans la dalle R+1 Laboratoires
b. Dalle Rdc Atelier (plancher bas)
• Epaisseur de dalle : 34 cm
• Charge permanente G = 8,5 kPa
• Charge d’exploitation Q = 10 kPa
• Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm
• Voiles : épaisseur 30cm
• Même disposition que pour la dalle R+1 Laboratoires (cf. ci-dessus)
20
Dimensionnement Projet BA
Fig.1 : chargements appliqués à la dalle Atelier (plancher bas)
Fig.2 : sections minimales d’acier à mettre en place dans la dalle
Fig.3 : Maximum de la section d’acier à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
21
Dimensionnement Projet BA
Fig.4 : nombre de barres d’acier à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
22
Dimensionnement Projet BA
V. Contreventement
Les murs de contreventement peuvent être définis comme des structures planes assurant le
transfert des charges verticales (fonction porteuse) et la stabilité sous l’action de charges
horizontales (fonction de contreventement). Les murs peuvent donc « être assimilés à des consoles
verticales soumises à une sollicitation de flexion composée avec compression, ayant un certain degré
d’encastrement à la base » d’après le Formulaire du béton armé publié par Le Moniteur en 1995.
1. Détermination des forces dues aux vents sur les façades
a. Bâtiment A
Vent :
Zone 2 : Vb,0 = 24m/s
IIIb : z0 = 0,5 m et zo,Π = 0,05 m
Hauteur bâtiment A : zA = 12,4m
D’où = 0,19 ×
,
,
× ln
Cr(zA) = 0,717
Or Vm zA = 	Cr zA × Vb, 0 × C0 zA , avec C0 = 1 car on considère le terrain plat.
Ici, Vm(zA) = 17,21 m/s
Enfin, = 1 +
! "#
$%
$&
×
'
(
× )* ²
Qp(zA) = 576,91 N/m²
, = - − / × = 692.293/*²
Or, on considère le bâtiment fermé. On n’aura donc
pas de pression interne : / = 0.
Le bâtiment A est symétrique. On a 2 cas à étudier :
Cas 1 :
23
Dimensionnement Projet BA
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S1 = 558 m²
D’où 56789: = ;: × <: = =>?, =@	AB
Cas 2 :
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S2 = 186 m²
D’où 56789C = ;C × <C = :C>, DD	AB
b. Bâtiment B
Vent :
Zone 2 : Vb,0 = 24m/s
IIIb : z0 = 0,5 m et zo,Π = 0,05 m
Hauteur bâtiment B : zB = 10,5 m
D’où = 0,19 × ,
,
× ln
Cr(zB) = 0,680
Or Vm zB = 	Cr zB × Vb, 0 × C0 zB
Ici, Vm(zB) = 16,32 m/s
Enfin, F = 1 +
! "#
$G
$&
×
'
(
× )* F ²
Qp(zB) = 542,18 N/m²
; = HI7 − HIJ × KI = 650.62
N/m²
Or, on considère le bâtiment
fermé.
On n’aura donc pas de pression
interne : / = 0.
Dimensionnement Projet BA
Le bâtiment B est symétrique. On a 2 cas à
Cas 1 :
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S1 = 472,5 m²
D’où 56789: = ;: × <: = =@D
Cas 2 :
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur)
D’où
2. Dimensionnement des voiles de contreventement
Nous sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons
calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la
première partie du projet dans le cadre de la norme NF EN 1992
différents types de voile sont répertoriés en annexe
Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en
« U ». Le voile le plus court, celui à la base du «
extérieur » et le plus long, celui formant les côtés du «
a. Bâtiment A :
Voile intérieur
Ferraillage :
est symétrique. On a 2 cas à étudier :
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
=@D, LC	AB
= 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur)
D’où 56789C ;: <C ?>=, :M	AB
Dimensionnement des voiles de contreventement
s sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons
calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la
première partie du projet dans le cadre de la norme NF EN 1992-1-1. Les pl
différents types de voile sont répertoriés en annexe (annexe 13).
Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en
». Le voile le plus court, celui à la base du « U », sera dénommé par l’app
» et le plus long, celui formant les côtés du « U », par « voile intérieur ».
24
Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
= 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification)
S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur)
s sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons
calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la
1. Les plans d’exécution des
Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en
», sera dénommé par l’appellation « voile
».
Dimensionnement Projet BA
Les quantités :
Volume de béton = 6,07 m3
soit masse béton = 15175 kg
Masse acier = 122,58 kg
Le voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré.
On prend en compte le poids propre
Le ferraillage reste inchangé.
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile
soit masse béton = 15175 kg
voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré.
poids propre du voile :
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile :
25
voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré.
Dimensionnement Projet BA
Le principe de l’opération est de réduire l’
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
de 15 cm :
Voile extérieur
Ferraillage :
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
26
épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
Dimensionnement Projet BA
Les quantités :
Volume de béton = 2,6 m3
soit une masse béton = 6500 kg
Masse acier = 63,32 kg
Le voile pèse alors 6563 kg. Cela représente 72,9 kN/m² pour le voile considéré.
On prend en compte le poids propre du voile
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
de 19 cm :
soit une masse béton = 6500 kg
Le voile pèse alors 6563 kg. Cela représente 72,9 kN/m² pour le voile considéré.
On prend en compte le poids propre du voile :
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile :
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
27
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
Dimensionnement Projet BA
b. Bâtiment B
Voile intérieur
Ferraillage :
28
Dimensionnement Projet BA
Les quantités :
Volume de béton = 7,88 m3
soit masse béton = 19700 kg
Masse acier = 154,64 kg
Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré.
On prend en compte le poids propre
Le ferraillage reste inchangé.
soit masse béton = 19700 kg
Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré.
poids propre du voile :
29
Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré.
Dimensionnement Projet BA
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une
de 16 cm :
Voile extérieur
Ferraillage :
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile :
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une
30
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
Dimensionnement Projet BA
Les quantités :
Volume de béton = 3,38 m3
soit une masse béton = 8450 kg
Masse acier = 79,59 kg
Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré.
On prend en compte le poids propre
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile
soit une masse béton = 8450 kg
Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré.
poids propre du voile :
Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile :
31
Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré.
Dimensionnement Projet BA
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voi
de 19 cm :
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
32
Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel
ci les résultats avec une épaisseur minimale
33
Dimensionnement Projet BA
CONCLUSION
Le travail de dimensionnement s’achève pour les différents étages que nous devions traiter.
Au cours de cette seconde partie, nous nous sommes questionnés sur la cohérence des résultats que
nous a fournis le logiciel Robot, à partir du travail de pré-dimensionnement effectué au préalable.
Une fois que nous avions une structure qui respecte les critères de résistance, nous avons optimisé
les quantités de béton et d’acier à utiliser pour répondre à un critère économique en plus du critère
de résistance (phase d’optimisation indispensable pour toute entreprise de conception-construction
qui souhaite décrocher le marché).
34
Dimensionnement Projet BA
Annexes
Annexe n°1 : Plan du bâtiment A
35
Dimensionnement Projet BA
Annexe n°2 : Plan du bâtiment B
Annexe 3 : Descente de charges bâtiment A
36
Dimensionnement Projet BA
Annexe 4 : Descente de charges bâtiment B
37
Dimensionnement Projet BA
Annexe 5 : Ferraillages des poteaux R+1 (bâtiment A)
Ferraillage standard
Ferraillage optimisé
38
Dimensionnement Projet BA
Annexe 6 : Ferraillages des poteaux R+3 (bâtiment A)
Ferraillage standard
Ferraillage optimisé
39
Dimensionnement Projet BA
Annexe 7 : Ferraillages des poteaux A1 (bâtiment B)
Ferraillage standard
Ferraillage optimisé
40
Dimensionnement Projet BA
Annexe 8 : Ferraillages des poteaux A2 (bâtiment B)
Ferraillage standard
Ferraillage optimisé
41
Dimensionnement Projet BA
Annexe 9 : Ferraillages des poteaux A3 (bâtiment B)
Ferraillage standard
Ferraillage optimisé
42
Dimensionnement Projet BA
43
Dimensionnement Projet BA
Annexe 10 : Ferraillage des poutres (Bâtiment A)
Ferraillage poutre R+1
Ferraillage poutre R+3
44
Dimensionnement Projet BA
Annexe 11 : Ferraillage des poutres (Bâtiment B - Atelier)
Ferraillage poutre longitudinale
Ferraillage poutre transversale
45
Dimensionnement Projet BA
Annexe 12 : Ferraillage des poutres (Bâtiment B - Laboratoire)
Ferraillage poutre longitudinale
Ferraillage poutre transversale
46
Dimensionnement Projet BA
Annexe 13 : Ferraillages des voiles
47
Dimensionnement Projet BA
48
Dimensionnement Projet BA
49
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  • 1. Dimensionnement Projet BA Dossier de d Projet Béton BERTIN Camille DIVOL Alexandre FRIGOUT Laure LAY Clément SARTON Lola Promotion 2016 Dossier de dimensionnement 1 Projet Béton BERTIN Camille DIVOL Alexandre FRIGOUT Laure LAY Clément SARTON Lola Promotion 2016 imensionnement
  • 2. 2 Dimensionnement Projet BA PLAN PLAN ........................................................................................................................................................ 2 INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 3 I. Pré-dimensionnement : Synthèse des résultats.............................................................................. 4 1. Cahier des charges....................................................................................................................... 4 2. Vue générale du projet................................................................................................................ 4 3. Pré-dimensionnement des éléments béton................................................................................ 5 4. Descente de charges ................................................................................................................... 5 II. Dimensionnement des poteaux ...................................................................................................... 6 1. Bâtiment A................................................................................................................................... 6 2. Bâtiment B................................................................................................................................... 8 III. Dimensionnement des poutres................................................................................................. 11 1. Bâtiment A................................................................................................................................. 11 2. Bâtiment B................................................................................................................................. 11 IV. Dimensionnement des dalles.................................................................................................... 13 1. Bâtiment A................................................................................................................................. 13 2. Bâtiment B................................................................................................................................. 17 V. Contreventement.......................................................................................................................... 22 1. Détermination des forces dues aux vents sur les façades ........................................................ 22 2. Dimensionnement des voiles de contreventement.................................................................. 24 CONCLUSION......................................................................................................................................... 33 Annexes................................................................................................................................................. 34
  • 3. Dimensionnement Projet BA INTRODUCTION Après avoir effectué l'étape de pré les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre constitué de bureaux, d'un atelier et d'un laboratoire. L'objectif de cette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la modélisation est Autodesk Robot Structural Analysis Pour chaque élément nous vérifi et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de telle sorte à réduire les quantités béton tout en ayant un ferraillage adéquat. INTRODUCTION Après avoir effectué l'étape de pré-dimensionnement, nous pouvons à présent dimensionner les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre constitué de bureaux, d'un atelier et d'un laboratoire. ette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la Autodesk Robot Structural Analysis. Pour chaque élément nous vérifierons que les dimensions trouvées sont adaptées à l’ouvrage et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de telle sorte à réduire les quantités béton tout en ayant un ferraillage adéquat. 3 dimensionnement, nous pouvons à présent dimensionner les deux bâtiments qui font l'objet de ce projet : un bâtiment contenant des bureaux, un autre ette partie est d'utiliser les données calculées dans la partie de pré- dimensionnement afin de modéliser les éléments de chaque niveau étudié. Le logiciel utilisé pour la erons que les dimensions trouvées sont adaptées à l’ouvrage et aux charges supportées. Dans un second temps nous essayerons d’optimiser ces dimensions de
  • 4. 4 Dimensionnement Projet BA I. Pré-dimensionnement : Synthèse des résultats Afin de réaliser le dimensionnement des étages considérés, nous allons utiliser les résultats de la partie de pré-dimensionnement. Voici un rappel succinct des éléments de pré-dimensionnement utilisés dans ce dossier. 1. Cahier des charges a. Bâtiment A R+4 : Terrasse avec étanchéité RdC à R+3 : Bureaux Les façades du bâtiment sont maçonnées. b. Bâtiment B R+3 : Terrasse jardin pour la partie en contact avec le bâtiment A Terrasse avec étanchéité sur le reste du bâtiment. R+2 : Bureaux R+1 : Terrasse avec étanchéité et laboratoires RdC : Ateliers Les façades du bâtiment sont des façades légères. La hauteur sous poutre pour l’atelier est de 3m au minimum et les poteaux doivent être espacé de 8m. CF 2h pour l’atelier. c. Données générales L’isolation phonique des différents étages est assurée par des faux-plafonds. Région climatique : Neige région C1, altitude 300m Vent zone 2 rugosité IIIb d. Travail demandé Les étages suivants sont à traiter : - Atelier, - R+3, - R+1 bureaux, - R+1 laboratoires 2. Vue générale du projet Des plans détaillant la position des poutres, des poteaux et des cages d’escaliers et d’ascenseurs sont disponibles en annexe (annexes 1 et 2).
  • 5. 5 Dimensionnement Projet BA 3. Pré-dimensionnement des éléments béton Les tableaux suivants récapitulent les dimensions calculées lors du pré-dimensionnement. a. Dalles Dalles Épaisseur des dalles h (cm) Bâtiment A 19 Bâtiment B 34 b. Poutres rectangulaires Poutres Niveau Épaisseur h (cm) Largeur b (cm) Bâtiment A tous 50 25 Bâtiment B RdC et R+1 67 33,5 c. Poteaux rectangulaires Bâtiment A Bâtiment B 4. Descente de charges Les descentes de charge des deux bâtiments sont disponibles en annexe (annexes 3 et 4). Poteaux Q (kN) G (kN) Ned (MN) Section (m²) Côté (m) Tous 214 473 0,687 0,057 0,239 Poteaux Q (kN) G (kN) Ned (MN) Section (m²) Côté (m) Zone 1 1228 1988 3,216 0,268 0,518 Zone 2 616 1988 2,604 0,217 0,466 Zone 3 425 1319 1,744 0,145 0,381
  • 6. 6 Dimensionnement Projet BA II. Dimensionnement des poteaux Nous allons calculer les plans de ferraillage des poteaux grâce au logiciel Robot. Nous allons utiliser les charges permanentes et d’exploitation déterminées lors du pré-dimensionnement. 1. Bâtiment A L’objectif de cette partie est de dimensionner les poteaux situés au premier étage et au troisième étage du bâtiment A. On peut décomposer le dimensionnement des poteaux en deux parties : une première étape consiste à calculer le ferraillage des poteaux en reprenant les dimensions obtenues suite au pré- dimensionnement. La seconde étape consiste à optimiser les calculs de manière à avoir un ferraillage optimal. a. Dimensionnement à partir du pré-dimensionnement On prend les hypothèses suivantes pour réaliser le dimensionnement à l’aide du logiciel Robot : Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3 hauteur poteau 2.70 m 2.70 m épaisseur dalle 19 cm 19 cm épaisseur poutre 50 cm 50 cm descente de charges 509.52 kN 154.8 kN section poteau 24*24 cm 24*24 cm On obtient les armatures suivantes pour les deux types de poteaux : Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3 Barres principales 4 f16 4 f8 Armature transversale – cadre 14 f6 20 f6 Armature transversale - épingle 14 f6 20 f6 Volume béton 0.13m^3 0.13m^3 Les plans de ferraillage obtenus pour chaque poteau sont disponibles en annexes (annexes 5 et 6). On cherche désormais à optimiser le ferraillage. Pour cela, on fait varier la section de chaque poteau.
  • 7. 7 Dimensionnement Projet BA b. Optimisation du dimensionnement On souhaite désormais optimiser le plan de ferraillage tout en gardant une section de poteau identique à tous les étages. En effet, il est préférable que les poteaux se superposent totalement et aient tous la même section, le bâtiment étant de faible hauteur. On refait donc en premier les calculs pour le niveau R+1, les descentes de charges étant les plus importantes pour cet étage. L’optimisation du ferraillage nous permet d’obtenir les armatures suivantes : Poteau niveau R+1 Poteau niveau R+3 Barres principales 8 ϕ16 4 ϕ8 Armature transversale – cadre 15 ϕ6 20 ϕ6 Armature transversale - épingle 15 ϕ6 20 ϕ6 Volume béton 0.11m^3 0.11m^3 On obtient ainsi des poteaux de section 22*22cm donc le volume est plus faible que lors du calcul réalisé avec les données prises pour le pré-dimensionnement. Par ailleurs, on remarque que lorsque nous essayons de réduire encore la surface des poteaux, nous obtenons un message d’erreur. Il n’est ainsi pas possible de prendre une section de poteau inférieure.
  • 8. 8 Dimensionnement Projet BA 2. Bâtiment B Nous reprenons ce qui a été calculé lors du pré-dimensionnement : A l’aide du logiciel Robot, nous créons un poteau qui correspond par exemple à la zone 1 de l’Atelier. Sa hauteur est donc de 3,75m soit hc=4,09m en comptant la dalle d’épaisseur 0,34m. On prend en premier lieu un poteau de 52*52cm, comme calculé lors du pré-dimensionnement. Ensuite il faut rentrer les charges d’exploitations et permanentes que subit ce poteau de la zone 1.
  • 9. 9 Dimensionnement Projet BA Enfin, grâce au logiciel, il est possible de calculer le plan de ferraillage (dessin en annexe). Optimisation : On cherche alors à optimiser la section du poteau choisie lors du pré-dimensionnement afin d’optimiser les coûts. On a donc diminué la section des poteaux jusqu’à ce que le logiciel ne puisse plus calculer de plan de ferraillage et on a gardé la plus petite valeur de la section acceptable. Le plan de ferraillage s’en trouve alors changé : Pour le poteau de la Zone 1 de l’Atelier : - 26 HA12 (26 barres HA de diamètre 12) pour les barres principales - 21 HA6 pour le cadre - 230 HA6 pour les barres transversales Une fois optimisé (42*42cm de section au lieu de 52*52) : - 16 HA25 pour les barres principales
  • 10. 10 Dimensionnement Projet BA - 10 HA8 pour le cadre - 60 HA8 pour les barres transversales On remarque qu’il y a beaucoup moins de barres pour le ferraillage, les coûts sont optimisés. On réitère cette opération pour les zones 2 et 3 de l’Atelier. Les nouvelles sections déterminées seront utilisées pour le R+1 car nous avons fait le choix de conserver la même section de poteau sur toute la hauteur de l’immeuble. Zone 1 Zone 2 Zone 3 Anciennes dimensions 52*52cm 47*47cm 38*38cm Dimensions optimisées 42*42cm 38*38cm 32*32cm Dimensions des poteaux du bâtiment B selon les zones Tous les dessins des ferraillages se trouvent en annexe (annexes 7 à 9).
  • 11. 11 Dimensionnement Projet BA III. Dimensionnement des poutres Pour chaque bâtiment, nous souhaitons dimensionner différentes poutres suivant les étages. 1. Bâtiment A On se base sur les données déterminées lors du pré-dimensionnement pour dimensionner les poutres du bâtiment A. Afin de réaliser ce dimensionnement, nous allons nous placer dans le cas le plus critique à savoir lorsque la travée est de 6m. En effet, les longueurs des travées ne varient que très peu dans ce bâtiment et nous choisissons donc de mettre des poutres identiques sur l’ensemble du bâtiment. Comme lors du dimensionnement des poteaux, c’est la descente de charges s’appliquant sur l’étage R+1 qui sera la plus contraignante. On obtient les ferraillages suivants pour chacune des poutres : Poutre niveau R+1 Poutre niveau R+3 Ferraillage longitudinal Aciers inférieurs 3 φ12 3 φ12 Chapeaux 3 φ12 3 φ12 Ferraillage transversal cadres 21 φ6 21 φ6 épingles 21 φ6 21 φ6 Volume béton 0.81 m^3 0.81 m^3 Les plans de ferraillage de chaque poutre sont disponibles en annexe (annexe 10). 2. Bâtiment B Nous souhaitons dimensionner les poutres présentes dans le laboratoire (niveau R+1) et dans l’atelier (niveau 0) du bâtiment B. D’après le pré-dimensionnement, il est possible de diviser chaque niveau en plusieurs zones où les contraintes à appliquer sont plus ou moins importantes. Nous souhaitons que les poutres situées dans la continuité les unes des autres aient la même épaisseur. Aussi choisissons-nous de nous placer dans le cas le plus contraignant. a. Dimensionnement des poutres de l’atelier On prend l’hypothèse que les travées sont de 8m dans l’atelier. Il est possible d’y distinguer deux types de poutres : les poutres parallèles à la largeur du bâtiment et celles parallèles à la longueur du bâtiment. En effet, ces deux types de poutres ont des épaisseurs et des largeurs différentes et donc leur plan de ferraillage différera. Poutre parallèle Poutre parallèle
  • 12. 12 Dimensionnement Projet BA largeur du bâtiment longueur du bâtiment Ferraillage longitudinal Aciers inférieurs 5 φ16 4 φ32 Chapeaux 5 φ12 4 φ25 Ferraillage transversal cadres 111 φ6 90 φ8 épingles 111 φ6 90 φ8 Volume béton 3.11 m^3 2.02 m^3 On remarque que les poutres parallèles à la longueur du bâtiment nécessitent un ferraillage beaucoup plus important que celles situées parallèlement à la largeur du bâtiment. Cela s’explique par le fait que ces poutres sont moins épaisses que celles parallèles à la largeur alors que leur travée est identique. Les plans de ferraillage sont disponibles en annexe (annexe 11). b. Dimensionnement des poutres du laboratoire Comme pour le dimensionnement des poutres de l’atelier, on distingue deux types de poutres. Les valeurs prises pour le ferraillage sont données dans le tableau suivant : Poutre parallèle largeur du bâtiment Poutre parallèle longueur du bâtiment Ferraillage longitudinal Aciers inférieurs 6 φ25 3 φ16 Chapeaux 6 φ20 3 φ12 Ferraillage transversal cadres 148 φ8 54 φ6 épingles 148 φ8 54 φ6 Volume béton 3.11 m^3 2.02 m^3 Le volume de béton nécessaire pour la mise en place des poutres parallèles à la longueur du bâtiment que pour celles parallèles à la largeur du bâtiment. On trouve par ailleurs que les armatures nécessaires pour réaliser le ferraillage des poutres parallèles à la longueur sont moins importantes que pour réaliser le ferraillage des poutres parallèles à la largeur. Ce point est en désaccord avec le dimensionnement des poutres de l’atelier. Les plans de ferraillage sont disponibles en annexe (annexe 12). Conclusion : Les données obtenues à partir du pré-dimensionnement conviennent pour réaliser le dimensionnement. Les valeurs trouvées lors du pré-dimensionnement n’ont pas été surestimée. En effet, il n’est pas possible de réduire la section des poutres et les armatures présentes dans chaque poutre ont une dimension non négligeable.
  • 13. 13 Dimensionnement Projet BA IV. Dimensionnement des dalles 1. Bâtiment A a. Dalle R+3 (plancher bas) • Epaisseur de dalle : 19cm • Charge permanente G = 4,99 kPa • Charge d’exploitation Q = 2,50 kPa • Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm • Voiles : épaisseur 30cm Fig 1 : Emplacement des poteaux, voiles et réservations – Dalle R+3
  • 14. 14 Dimensionnement Projet BA Fig 2 : Paramètres de calcul pour le dimensionnement de la dalle Fig 3 : Chargements appliqué sur la dalle étudié (R+3 plancher bas)
  • 15. 15 Dimensionnement Projet BA Fig. 4 : Section minimale d’acier pour la dalle du R+3 plancher bas (en cm²/m) Fig.5 : Section maximale d’acier pour la dalle R+3 plancher bas
  • 16. 16 Dimensionnement Projet BA b. Dalle R+1 bureaux (plancher bas) • Epaisseur de dalle : 19cm • Charge permanente G = 4,99 kPa • Charge d’exploitation Q = 2,50 kPa • Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm • Voiles : épaisseur 30cm Comme nous avons exactement les mêmes charges appliquées sur la dalle R+1 bureaux, il suffit de reprendre les résultats de la dalle R+3 bâtiment A ci-dessus. Fig.6 : Nombre de barres d’acier nécessaires pour la dalle du R+3 plancher bas
  • 17. 17 Dimensionnement Projet BA 2. Bâtiment B a. Dalle R+1 laboratoires (plancher bas) • Epaisseur de dalle : 34 cm • Charge permanente G = 8,5 kPa • Charge d’exploitation Q = 4 kPa • Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm • Voiles : épaisseur 30cm Fig.1 : emplacement des réservations, des poteaux et de la dalle Fig.2 : chargements appliqués sur la dalle R+1 laboratoires (plancher bas)
  • 18. 18 Dimensionnement Projet BA Fig.3 : Section minimale d’acier à mettre dans la dalle R+1 Laboratoires Fig.4 : Maximum des sections d’aciers à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
  • 19. 19 Dimensionnement Projet BA Fig.5 : nombre de barres minimales à placer dans la dalle R+1 Laboratoires b. Dalle Rdc Atelier (plancher bas) • Epaisseur de dalle : 34 cm • Charge permanente G = 8,5 kPa • Charge d’exploitation Q = 10 kPa • Poteaux : section rectangulaire 24x24 cm • Voiles : épaisseur 30cm • Même disposition que pour la dalle R+1 Laboratoires (cf. ci-dessus)
  • 20. 20 Dimensionnement Projet BA Fig.1 : chargements appliqués à la dalle Atelier (plancher bas) Fig.2 : sections minimales d’acier à mettre en place dans la dalle Fig.3 : Maximum de la section d’acier à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
  • 21. 21 Dimensionnement Projet BA Fig.4 : nombre de barres d’acier à placer dans la dalle pour assurer la stabilité
  • 22. 22 Dimensionnement Projet BA V. Contreventement Les murs de contreventement peuvent être définis comme des structures planes assurant le transfert des charges verticales (fonction porteuse) et la stabilité sous l’action de charges horizontales (fonction de contreventement). Les murs peuvent donc « être assimilés à des consoles verticales soumises à une sollicitation de flexion composée avec compression, ayant un certain degré d’encastrement à la base » d’après le Formulaire du béton armé publié par Le Moniteur en 1995. 1. Détermination des forces dues aux vents sur les façades a. Bâtiment A Vent : Zone 2 : Vb,0 = 24m/s IIIb : z0 = 0,5 m et zo,Π = 0,05 m Hauteur bâtiment A : zA = 12,4m D’où = 0,19 × , , × ln Cr(zA) = 0,717 Or Vm zA = Cr zA × Vb, 0 × C0 zA , avec C0 = 1 car on considère le terrain plat. Ici, Vm(zA) = 17,21 m/s Enfin, = 1 + ! "# $% $& × ' ( × )* ² Qp(zA) = 576,91 N/m² , = - − / × = 692.293/*² Or, on considère le bâtiment fermé. On n’aura donc pas de pression interne : / = 0. Le bâtiment A est symétrique. On a 2 cas à étudier : Cas 1 :
  • 23. 23 Dimensionnement Projet BA Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S1 = 558 m² D’où 56789: = ;: × <: = =>?, =@ AB Cas 2 : Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S2 = 186 m² D’où 56789C = ;C × <C = :C>, DD AB b. Bâtiment B Vent : Zone 2 : Vb,0 = 24m/s IIIb : z0 = 0,5 m et zo,Π = 0,05 m Hauteur bâtiment B : zB = 10,5 m D’où = 0,19 × , , × ln Cr(zB) = 0,680 Or Vm zB = Cr zB × Vb, 0 × C0 zB Ici, Vm(zB) = 16,32 m/s Enfin, F = 1 + ! "# $G $& × ' ( × )* F ² Qp(zB) = 542,18 N/m² ; = HI7 − HIJ × KI = 650.62 N/m² Or, on considère le bâtiment fermé. On n’aura donc pas de pression interne : / = 0.
  • 24. Dimensionnement Projet BA Le bâtiment B est symétrique. On a 2 cas à Cas 1 : Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S1 = 472,5 m² D’où 56789: = ;: × <: = =@D Cas 2 : Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur) D’où 2. Dimensionnement des voiles de contreventement Nous sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la première partie du projet dans le cadre de la norme NF EN 1992 différents types de voile sont répertoriés en annexe Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en « U ». Le voile le plus court, celui à la base du « extérieur » et le plus long, celui formant les côtés du « a. Bâtiment A : Voile intérieur Ferraillage : est symétrique. On a 2 cas à étudier : Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) =@D, LC AB = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur) D’où 56789C ;: <C ?>=, :M AB Dimensionnement des voiles de contreventement s sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la première partie du projet dans le cadre de la norme NF EN 1992-1-1. Les pl différents types de voile sont répertoriés en annexe (annexe 13). Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en ». Le voile le plus court, celui à la base du « U », sera dénommé par l’app » et le plus long, celui formant les côtés du « U », par « voile intérieur ». 24 Cpe,10 = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) = 1,2 car on se situe en zone A (pas de changement de zone par simplification) S2 = 1050 m² (en considérant que tout le bâtiment B culmine à 10,5m de hauteur) s sommes partis d’une épaisseur de 30cm commune à tous les voiles. De là, nous avons calculé le ferraillage des voiles sur ROBOT à partir des descentes de charges déterminés dans la 1. Les plans d’exécution des Les différents types de voile sont tous utilisés pour former un système isostatique dit en », sera dénommé par l’appellation « voile ».
  • 25. Dimensionnement Projet BA Les quantités : Volume de béton = 6,07 m3 soit masse béton = 15175 kg Masse acier = 122,58 kg Le voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré. On prend en compte le poids propre Le ferraillage reste inchangé. Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile soit masse béton = 15175 kg voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré. poids propre du voile : Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile : 25 voile pèse alors 15297 kg. Cela représente 72,84 kN/m² pour le voile considéré.
  • 26. Dimensionnement Projet BA Le principe de l’opération est de réduire l’ nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale de 15 cm : Voile extérieur Ferraillage : Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale 26 épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
  • 27. Dimensionnement Projet BA Les quantités : Volume de béton = 2,6 m3 soit une masse béton = 6500 kg Masse acier = 63,32 kg Le voile pèse alors 6563 kg. Cela représente 72,9 kN/m² pour le voile considéré. On prend en compte le poids propre du voile Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale de 19 cm : soit une masse béton = 6500 kg Le voile pèse alors 6563 kg. Cela représente 72,9 kN/m² pour le voile considéré. On prend en compte le poids propre du voile : Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile : Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale 27 Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
  • 28. Dimensionnement Projet BA b. Bâtiment B Voile intérieur Ferraillage : 28
  • 29. Dimensionnement Projet BA Les quantités : Volume de béton = 7,88 m3 soit masse béton = 19700 kg Masse acier = 154,64 kg Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré. On prend en compte le poids propre Le ferraillage reste inchangé. soit masse béton = 19700 kg Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré. poids propre du voile : 29 Le voile pèse alors 19865 kg. Cela représente 93,8 kN/m² pour le voile considéré.
  • 30. Dimensionnement Projet BA Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une de 16 cm : Voile extérieur Ferraillage : Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile : Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une 30 Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale
  • 31. Dimensionnement Projet BA Les quantités : Volume de béton = 3,38 m3 soit une masse béton = 8450 kg Masse acier = 79,59 kg Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré. On prend en compte le poids propre Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile soit une masse béton = 8450 kg Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré. poids propre du voile : Recherche d’optimisation de l’épaisseur du voile : 31 Le voile pèse alors 8529 kg. Cela représente 94,76 kN/m² pour le voile considéré.
  • 32. Dimensionnement Projet BA Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voi de 19 cm : Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel nous indiquent que l’épaisseur choisie est trop faible. Voici les résultats avec une épaisseur minimale 32 Le principe de l’opération est de réduire l’épaisseur du voile jusqu’à ce que les résultats du logiciel ci les résultats avec une épaisseur minimale
  • 33. 33 Dimensionnement Projet BA CONCLUSION Le travail de dimensionnement s’achève pour les différents étages que nous devions traiter. Au cours de cette seconde partie, nous nous sommes questionnés sur la cohérence des résultats que nous a fournis le logiciel Robot, à partir du travail de pré-dimensionnement effectué au préalable. Une fois que nous avions une structure qui respecte les critères de résistance, nous avons optimisé les quantités de béton et d’acier à utiliser pour répondre à un critère économique en plus du critère de résistance (phase d’optimisation indispensable pour toute entreprise de conception-construction qui souhaite décrocher le marché).
  • 34. 34 Dimensionnement Projet BA Annexes Annexe n°1 : Plan du bâtiment A
  • 35. 35 Dimensionnement Projet BA Annexe n°2 : Plan du bâtiment B Annexe 3 : Descente de charges bâtiment A
  • 36. 36 Dimensionnement Projet BA Annexe 4 : Descente de charges bâtiment B
  • 37. 37 Dimensionnement Projet BA Annexe 5 : Ferraillages des poteaux R+1 (bâtiment A) Ferraillage standard Ferraillage optimisé
  • 38. 38 Dimensionnement Projet BA Annexe 6 : Ferraillages des poteaux R+3 (bâtiment A) Ferraillage standard Ferraillage optimisé
  • 39. 39 Dimensionnement Projet BA Annexe 7 : Ferraillages des poteaux A1 (bâtiment B) Ferraillage standard Ferraillage optimisé
  • 40. 40 Dimensionnement Projet BA Annexe 8 : Ferraillages des poteaux A2 (bâtiment B) Ferraillage standard Ferraillage optimisé
  • 41. 41 Dimensionnement Projet BA Annexe 9 : Ferraillages des poteaux A3 (bâtiment B) Ferraillage standard Ferraillage optimisé
  • 43. 43 Dimensionnement Projet BA Annexe 10 : Ferraillage des poutres (Bâtiment A) Ferraillage poutre R+1 Ferraillage poutre R+3
  • 44. 44 Dimensionnement Projet BA Annexe 11 : Ferraillage des poutres (Bâtiment B - Atelier) Ferraillage poutre longitudinale Ferraillage poutre transversale
  • 45. 45 Dimensionnement Projet BA Annexe 12 : Ferraillage des poutres (Bâtiment B - Laboratoire) Ferraillage poutre longitudinale Ferraillage poutre transversale
  • 46. 46 Dimensionnement Projet BA Annexe 13 : Ferraillages des voiles