GCI-I5 (MENG Try)

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GCI-I5 (MENG Try)

  1. 1. ក្រសួងអប់រំយុវជន និងរីឡា វិទ្យាស្ថា នបច្ចេរវិទ្យារម្ពុជា ច្េប៉ា តឺម្៉ាង់ ច្ទ្យពច្ោសល្យសុីវិល្ គច្ក្ោងសញ្ញា បក្តវិសវររ ក្បធានបទ្យ : ឃ្ល ំងសតុរខ្សាច់ និសស ិត : ច្ម្៉ាង ក្ទ្យី ឯរច្ទ្យស : ច្ទ្យពច្ោសល្យសុីវិល្ ស្ថស្រ្ស្ថត ចារយទ្យទ្យួល្បនទុរ : បណ្ឌិ ត ច្េង សុខ្សបីល្ ឆ្ន ំសិរា : ២០១៥-២០១៦ MINISTERE DE L’EDUCATION, DE LA JEUNESSE ET DES SPORTS INSTITUT DE TECHNOLOGIE DU CAMBODGE DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL MEMOIRE DE FIN D’ETUDES INGÉNIEUR Titre : Etude de l’entrepôt du sable Etudiant : MENG Try Spécialité : Génie Civil Tuteur de stage : Dr. HENG Sokbil Année scolaire : 2015-2016
  2. 2. ក្រសួងអប់រំយុវជន និងរីឡា វិទ្យាស្ថា នបច្ចេរវិទ្យារម្ពុជា ច្េប៉ា តឺម្៉ាង់ ច្ទ្យពច្ោសល្យសុីវិល្ គច្ក្ោងសញ្ញា បក្តវិសវររ របស់និសិសត: ច្ម្៉ាង ក្ទ្យី ោល្បរិច្ចេទ្យោរពារនិច្រខបបទ្យ: ថ្ងៃទ្យី ០៤ ខខ្ស ររកដា ឆ្ន ំ ២០១៦ អនុញ្ញា តឲ្យោរពារគច្ក្ោង នាយរវិទ្យាស្ថា ន: ថ្ងៃទ្យី ខខ្ស ឆ្ន ំ ២០១៦ ក្បធានបទ្យ : ឃ្ល ំងសតុរខ្សាច់ សេក្ាស : បញ្េសិលាខ្សនស្រ្ស្ថត រ់សិន ក្បធានច្េប៉ា តឺម្៉ាង់ : ច្លារ ឈូរ ថ្ៃេង ស្ថស្រ្ស្ថត ចារយេឹរនាំគច្ក្ោង : បណ្ឌិ ត ច្េង សុខ្សបីល្ អនរទ្យទ្យួល្ខ្សុសក្តូវរនុងសេក្ាស : បណ្ឌិ ត ហាន វីរៈ រាជធានីភ្នំច្ពញ,ឆ្ន ំ២០១៦
  3. 3. MINISTERE DE L’EDUCATION, DE LA JEUNESSE ET DES SPORTS INSTITUT DE TECHNOLOGIE DU CAMBODGE DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL MEMOIRE DE FIN D’ETUDES INGÉNIEUR DE M. MENG Try Date de soutenance: le 04 juillet 2016 « Autorise la soutenance du mémoire » Directeur de l’Institut: Phnom Penh, le 2016 Titre : Etude de l’entrepôt du sable Etablissement du stage : PANHCHAKSELA CONSTRUCTION Chef du département : M. CHHOUK Chhay Horng Tuteur de stage : Dr. HENG Sokbil Responsable de l’établissement : Dr. HAN Virak PHNOM PENH, 2016
  4. 4. i REMERCIEMENTS Je tiens d’abord à exprimer ma plus profonde gratitude à l’égard de MES PARENTS qui m’ont encouragé et m’ont soutenu moralement et financièrement jusqu’à l’Institut de Technologie du Cambodge. Mes remerciements vont également à son Excellence Dr. OM Romny, Directeur de l’ITC, pour ses bonnes gestions de l’institut et ses connes coopérations avec les universitaires partenaires au niveau local, régional et international, permettant de renforcer la qualité de la formation. Merci à M. CHHOUK Chhay Horng, chef du département de Génie Civil, pour son enseignement, ses bons conseils, et ses bonnes relations avec les entreprises qui accueillent chaque année des étudiants de l’ITC pour le stage de fin d’études. Je voudrais remercier chaleureusement Dr. HENG Sokbil, mon tuteur de stage, pour toutes ses recommandations de rédaction du mémoire de fin d’études. Avec son aide bien précieuse, j’ai pu analyser et résoudre les problèmes rencontre pendant mon stage. De plus, je le remercie de ses explications claires, de son temps et de son aide. Ainsi que, les autres professeurs du département Génie Civil qui m’ont aidé avantage tout au long de mes études. Je suis aussi reconnaissant le chef de l’entreprise PANHCHAKSELA CONSTRUCTION, qui m’a permis de faire mon stage de fin d’études pendant trois mois dans son projet de construction de Mur soutènement. Je tiens également à remercier Dr. HAN Virak, directeur de PANHCHAKSELA CONSTRUCTION, mon tuteur de stage pour ses coopérations, ses conseils. Le stage était plus facile grâce à ses judicieux conseils, son aide, sa patience, sa compréhension, ses encouragements, et son amitié. En plus, il m’a permis de pratiquer sur le terrain actuel. Merci à la section de français pour la qualité de l’enseignement du français, et la culture générale permettant de faciliter mes études à l’ITC et les communications. Un merci particulier à mes amis qui m’ont aidé tout au long de mes études universitaires à l’ITC et au stage.
  5. 5. ii RÉSUMÉ La réduction d’un mémoire de fin d’études pour les étudiants en cinquième année de l’ITC est obligatoirement sur les différents types de construction. Ce mémoire porte sur la démarche de calcul le mur de soutènement et les structures de métallique pour l’usine de tuile en ciment. L’étude d’un mur de soutènement et les structures de treillis pour stocker le sable dans l’usine de tuile en ciment sont le sujet que j’ai choisi pour rédiger mon mémoire de fin d’études en basant sur le théorème de Rankine (1857) pour calculer la stabilité de mur soutènement et appliquant la norme de Eurocode 3 pour calculer et vérifier les éléments métalliques. Le calcule de cette mémoire est appliquer sur le mur de soutènement de 78m et stocker le sable de 4 à 5m. Ensuite, la plus grande portée de poutre métallique est 15m. Après avoir fini ce mémoire, j’ai obtenu plus de connaissances sur le calcul d’ouvrage soutènement. Néanmoins, j’ai bien compris sur la structure en métallique. D’autre part, j’ai eu comparé l’autre option pour les domaines de sécurité et économique. SUMMARY The final thesis for student in the fifth year of ITC is obligatory to the various types of construction. This thesis focuses on the process of calculating retaining wall and truss structure for the concrete roof tile factory. The study of a retaining wall and truss structure for the concrete roof tile factory is the subject that I chose to write for my final thesis and it bases on the theory of Rankine (1857) for calculating the stability of the wall, and using of Eurocode 3 to calculate and verify the steel structure. The calculation in this thesis applies for the 78m lengths of wall and in order to stock the sand from 4 to 5m high. Besides, the largest span of steel beam for the roof is 15m. After finish this these, I gain more knowledge on the calculation of retaining structure. Moreover, I also have a sound knowledge in the steel structure. On the other hand, I also compare my option to the company’s option in the domain of security and economic.
  6. 6. iii TABLES DES MATIERES REMERCIEMENTS ................................................................................................................ i! RÉSUMÉ .................................................................................................................................. ii! SUMMARY .............................................................................................................................. ii! TABLES DES MATIERES....................................................................................................iii! LISTE DES ILLUSTRATIONS............................................................................................. v! LISTE DES TABLEAUX...................................................................................................... vii! CHAPITRE I : INTRODUCTION GÉNÉRALE................................................................. 1! 1.! Généralité.................................................................................................................................... 1! 2.! Présentation du stage .................................................................................................................. 1! 3.! Présentation de l’entreprise......................................................................................................... 1! 4.! Vision de l’entrepris.................................................................................................................... 2! 5.! Mission de l’entrepris ................................................................................................................. 2! 6.! L’organisation de l’entreprise..................................................................................................... 3! 7.! Présentation du chantier.............................................................................................................. 4! CHAPITRE II : ÉTUDES BIBLIOGRAPHIQUE............................................................... 5! 1.! Définition.................................................................................................................................... 5! 2.! Objective du mémoire................................................................................................................. 6! 3.! Plan de mémoire ......................................................................................................................... 6! 4.! Méthode de calcul....................................................................................................................... 6! 5.! Diagramme de calcul .................................................................................................................. 7! 6.! Factor de combinaison................................................................................................................ 7! 7.! Pré dimensionnement.................................................................................................................. 8! CHAPITRE III : NOTE CALCUL DU MUR SOUTÈNEMENT....................................... 9! 1.! Pré dimensionnement.................................................................................................................. 9! 2.! Hypothèse de calcul.................................................................................................................... 9! 3.! Actions...................................................................................................................................... 10! 4.! Combinaison les actions ........................................................................................................... 10! 5.! Limitation la contrainte sous semelle ....................................................................................... 11! 6.! Vérification tassement du mur.................................................................................................. 13! 7.! Calcul le ferraillage pour le mur soutènement.......................................................................... 16! 7.1! L’acier du voile ................................................................................................................ 17! 7.2! L’acier de la semelle ........................................................................................................ 21!
  7. 7. iv 8.! Joints ......................................................................................................................................... 22! CHAPITRE IV : TOIT EN MÉTALLIQUE ...................................................................... 23! 1.! Les charges ............................................................................................................................... 23! 1.1! Action du vent :................................................................................................................ 23! 1.2! Combinaison les charges.................................................................................................. 26! 2.! Objective de calcule.................................................................................................................. 27! 3.! B2 poutre principal (15 m)........................................................................................................ 27! 3.1! Distribution des charges................................................................................................... 27! 3.2! Pré dimension de la section.............................................................................................. 28! 3.3! Classification de section................................................................................................... 29! 3.4! Résistance en section ....................................................................................................... 29! 3.5! Interaction de l’effort tranchant et moment fléchissant ................................................... 30! 3.6! Déversement des éléments fléchis ................................................................................... 31! 3.7! Déflection......................................................................................................................... 33! CHAPITRE V : CONCEPTION DE TECHNOLOGIE DE CHANTIER....................... 34! 1.! Préparation du chantier ............................................................................................................. 34! 2.! Creuser le fond de fouille.......................................................................................................... 34! 3.! L’installation les armatures....................................................................................................... 35! 4.! Le bétonnage............................................................................................................................. 37! 5.! Sécurité ..................................................................................................................................... 38! 6.! Conclusion ................................................................................................................................ 40! 6.1 Comparaison le mur :............................................................................................................ 40! 6.2! Poutre B2.......................................................................................................................... 42! 6.3! Conclusion ....................................................................................................................... 43! RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................ 44! ANNEXES .............................................................................................................................. 45! ANNEXE A............................................................................................................................. 45! ANNEXE B : Propriété du sol .............................................................................................. 52! ANNEXE C : Plan de Construction ..................................................................................... 53!
  8. 8. v LISTE DES ILLUSTRATIONS Figure 1 : Logo de l’entreprise................................................................................................... 2! Figure 2 : Organisation de l’entreprise ...................................................................................... 3! Figure 3 : Image tirer par le satellite.......................................................................................... 4! Figure 4 : Image de banne.......................................................................................................... 4! Figure 5 : Vue général du mur soutènement en béton armé avec le bêche................................ 5! Figure 6 : Mur du type d’écrans................................................................................................. 5! Figure 7 : Actions exercent sur le mur soutènement.................................................................. 7! Figure 8: Model pour pré dimensionnement le mur .................................................................. 8! Figure 9: Model de mur soutènement....................................................................................... 9! Figure 10 : Dimension de bêche .............................................................................................. 11! Figure 11: Courbes de contrainte............................................................................................. 16! Figure 12: Sections critiques pour mur soutènement............................................................... 16! Figure 13 : Longueur efficace.................................................................................................. 18! Figure 14 : Type de joint.......................................................................................................... 22! Figure 15 : Image en 3D .......................................................................................................... 23! Figure 16: Légende applicable aux toitures à un seul versant ................................................ 24! Figure 18: Plan de poutre B1 ;B2 ............................................................................................ 27! Figure 19: Effort interne du poutre B2 .................................................................................... 28! Figure 20: Section IPE............................................................................................................. 29! Figure 21: Déformation due au déversement........................................................................... 31! Figure 22: Déflection selon le poids propre et charge permanant ........................................... 33! Figure 23 : Plan au chantier ..................................................................................................... 34! Figure 24 : Excavation du sol .................................................................................................. 35! Figure 25 : Équipement pour compactage ............................................................................... 35! Figure 26 : Armature de la semelle.......................................................................................... 36!
  9. 9. vi Figure 27 : Armature du mur ................................................................................................... 36! Figure 28 : Coffrage du mur .................................................................................................... 37! Figure 29 : Sécurité au chantier ............................................................................................... 38! Figure 30 : Dimension du mur par l’entrepris ......................................................................... 40! Figure 31 : Dimension du mur par le calcul ............................................................................ 41! Figure 32 : (gauche) par le calcul ; (droit) par l’entrepris........................................................ 42! Figure 33 : Poutre avec appui latéral ....................................................................................... 43!
  10. 10. vii LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Géométrique du mur ............................................................................................... 9! Tableau 2 : Caractéristique du sol.............................................................................................. 9! Tableau 3 : Effort internes dus aux différent actions............................................................... 10! Tableau 4 : Combinaison pour le moment et glissement ; factor sécurité............................... 10! Tableau 5 : Contrainte maximum selon les combinaisons....................................................... 12! Tableau 6 : Contrainte maximum pour L’ELS ........................................................................ 13! Tableau 7 : Résultat de tassement............................................................................................ 15! Tableau 8 : Description des sections critiques......................................................................... 17! Tableau 9 : Calcul les efforts internes au voile........................................................................ 17! Tableau 10 : Résultats des sections d’armature principale du voile cm2 /m............................ 20! Tableau 11 : Résultats de calcul des sections d’armature principale du semelle cm2 /m ........ 21! Tableau 12 : Coefficients de pression extérieure..................................................................... 25! Tableau 13 : Coefficients de pression extérieure..................................................................... 25! Tableau 14 : Facteur d’imperfection pour le déversement ...................................................... 32! Tableau 15 : Déflection cas charge permanant et variable ...................................................... 33! Tableau 16 : Comparaison le dimension et armature............................................................... 42!
  11. 11. 1 CHAPITRE I : INTRODUCTION GÉNÉRALE 1.! Généralité Les ouvrages de soutènement sont des constructions destinées à prévenir l’éboulement ou le glissement d’un talus raide. Ils sont essentiellement employés, •! Soit en site montagneux pour protéger les chaussées routières contre le risque d’éboulement ou d’avalanches. •! Soit en site urbain pour réduire l’emprise d’un talus naturel, en vue de la construction d’une route, d’un bâtiment ou d’un ouvrage d’art. •! Dans ce projet, le mur soutènement a été construit pour stocker les sables 2.! Présentation du stage L’ITC propose un stage obligatoire aux étudiants en 5ème année pour le but de mettre en pratique les connaissances théoriques au chantier. Grâce à la bonne coopération avec les entreprises privées, l’ITC a donné la liberté aux étudiants pour trouver ou choisir l’entreprise qu’ils aiment. Après avoir déjà choisissent, ils doivent faire la convention entre l’Institut, l’entreprise et lui-même. Au nom de l’étudiant en cinquième année de 31ème promotion dans le Département de Génie Civil, j’ai fait du stage dans l’entreprise qui s’appelle Panhchaksela Construction Co., Ltd. Pendant les 3 mois, j'ai fait un projet d’étudier concernant « le mur soutènement et la structure de métallique ». Durée du stage : 17 Février au 20 Mai 2016 Titre du stage : Étude de mur de soutènement et la poutre métallique Tuteur du stage : Dr. HENG Sokbil Responsable de l’établissement : Dr. HAN Virak Étudiant : M. MENG Try 3.! Présentation de l’entreprise Panhchaksela Construction est une entreprise privée qui a été crée en 2011 et qui est servir le secteur de la construction. Nom : PANHCHAKSELA CONSTRUCTION Co.,Ltd Adresse : Park Way 2Floor, Room 2FK4, St. Mao Tse Toung, Sangkat Toulsvayprey I, Khan Chamkarmon, Phnom Penh Director général : Dr. HAN Virak Téléphone / HP : (+855) 23 67 44 27/ (+855) 17 74 44 27/ (+855) 718 71 71 71
  12. 12. 2 Courriel électronique : hanvirakthida@gmail.com Figure 1 : Logo de l’entreprise 4.! Vision de l’entrepris La société a été créée afin d’exceller dans la conception et le développement de la technologie. La relation étroite entre les universités et les industries de la construction sont promues de sorte que la société dans son ensemble est bien servie. La vision est « être votre seul partenaire dans l’industrie de la construction » 5.! Mission de l’entrepris Panhchaksela essaie de son mieux pour répondre aux besoins du marché et de construire la durabilité sociale et la gloire par les activités suivantes : 1) Conception des Constructions 2) Contrôle de qualité 3) Construction 4) Étude du projet 5) Conduire de construction 6) vendre les outils de test in situ
  13. 13. 3 6.! L’organisation de l’entreprise Figure 2 : Organisation de l’entreprise
  14. 14. 4 7.! Présentation du chantier L’usine de tuile en ciment se trouve au village de Siem Reap, district de Kandal Stoeng, commune de Siem Reap, Province de Kandal. Le patron de l’usine souhaite de construire un entrepôt pour stocker les matériaux comme le sable environ 4 à 5m de l’hauteur avec la longueur totale de 78m. Après là, il y a la structure métallique pour le toit, le niveau minimum pour le toit est 7,3m pour que la banne peut verser le sable sans toucher le toit. Figure 3 : Image tirer par le satellite Figure 4 : Image de banne
  15. 15. 5 CHAPITRE II : ÉTUDES BIBLIOGRAPHIQUE 1.! Définition Le mur soutènement est un mur vertical ou sub-vertical qui permet de contenir la pression du sol (ou tout autres matériaux comme la granulaire ; le sable). Les murs de soutènement figurent dans l’histoire de la construction, dès son origine. Ils ont été en pierres sèches, puis en maçonnerie, et enfin en béton armé. L’emploi de ce matériau, universellement répandu, soulève néanmoins des problèmes de coût et d’aspect pour des hauteurs importantes, de comportement sur sols compressibles ainsi que des difficultés de mise en œuvre. Il existe deux grandes classes d’ouvrages de soutènement : •! Les murs qui sont composés d’une paroi résistante et d’une semelle de fondation. C’est le cas des murs en T renversé ou des murs-poids en béton armé ou encore en maçonnerie (briques, pierres…) ou formés par gabions métalliques. •! Les écrans qui sont composés seulement d’une paroi résistante. Figure 5 : Vue général du mur soutènement en béton armé avec le bêche Figure 6 : Mur du type d’écrans 6 Dans le cas de murs en déblai, c’est-à-dire réalisés en terrassant un talus, les limitations de volume de terrassement et les difficultés de tenue provisoire des fouilles obligent à réduire la longueur du talon et à augmenter celle du patin (Fig. 5.2). Parfois, la stabilité au glissement du mur nécessite de disposer sous la semelle une bêche. Celle-ci peut être mise soit, à l’avant (Fig. 5.3) ou à l’arrière de la semelle (Fig. 5.4), ou parfois encore en prolongement du voile (Fig. 5.5). Cette bêche, toujours coulée en pleine fouille sans coffrage, le premier cas (Fig. 5.3) peut paraître intéressant car il permet de mettre la semelle totalement hors gel. Mais à l’ouverture de la fouille de la bêche, il y a un risque de décompression du sol dans la zone où il est le plus sollicité. De plus, il y a aussi un risque de voir, après la construction du mur, la butée devant la bêche supprimée par des travaux de terrassement (ouverture d’une tranchée pour pose d’une canalisation par exemple). Le troisième cas (Fig. 5.5) peu usité, est néanmoins intéressant car il permet de réaliser facilement le ferraillage de l’encastrement du voile sur la semelle en prolongeant dans la bêche les treillis soudés formant aciers en attente. 1.3.2 . mur à contreforts Lorsque la hauteur du mur devient importante ou que les coefficients de poussée sont élevés, le moment d’encastrement du voile sur la semelle devient grand. Une première solution consiste à disposer des contreforts ayant pour but de raidir le voile (Fig. 5.6). Diverses dispositions de bêches
  16. 16. 6 2.! Objective du mémoire Le grand objectif dans ce mémoire est pour accomplir la fin d’étude du cycle d’ingénieur à L’ITC. D’autre part, c’est aussi un document pour partager les connaissances concernant le calcul de mur soutènement et la structure du toit en métallique par Eurocode 3 et 7. Dans ce mémoire, on va dimensionner le mur et vérifier la stabilité globale, ensuite on va continuer de calcul le ferraillage principal pour assurer la résistance du mur. Dans le deuxième parti, on va choisir et vérifier les sections profilées pour le toit avec le maximum porté de 15 m. 3.! Plan de mémoire Les plans du mémoire ont été présenté au dessous : Les informations concernant l’entreprise et le chantier sont été décrit dans le chapitre I. La définition ; classification et le nom pour aider les calculs des murs soutènement ont été déterminés dans le chapitre II. Pour le chapitre III, on va déterminer la note de calcule pour le mur soutènement concernant les vérifications des stabilités et les ferraillages. D’autre part, dans la chapitre IV, c’est la partie du toit en métallique et on a pré dimensionné la section de la poutre principale et vérifier l’instabilité. Ensuite, dans la chapitre V, c’est la partie la technologie au chantier et on va déterminer les étapes pour réaliser le mur soutènement ; la sécurité et aussi comparaison avec le résultat de l’entrepris. 4.! Méthode de calcul Le calcul du mur soutènement est surtout utiliser le modèle de calcul d’équilibre. Il faut trouver toutes les actions qui exercent sur le mur, en utilisant le théorème de RANKINE, on peut déterminer la résultante de la poussée des terres soutenues et charge d’exploitation sur la terre. Ensuite, on a appliqué les équations d’équilibre pour vérifier le phénomène de renversement par le moment de renversement et le glissement du mur qui a été provoqué par la résultante horizontal, puis la contrainte sous semelle doit petite que la contrainte admissible du sol. Après la stabilité globale, on continue de calcul les ferraillages pour le mur en utilisant Eurocode 2 et vérifier la section de fissuration.
  17. 17. 7 5.! Diagramme de calcul Données 6.! Factor de combinaison Figure 7 : Actions exercent sur le mur soutènement Pré dimensionnement du mur Calcul les résultant et les directions (poussée du terre sur le mur ; poids propre…) Combinaison les résultants selon EN7 Vérification le moment du renversement Vérification le glissement Limitation la contrainte sous semelle Stabilité talus (si nécessaire) ; Tassement du mur Oui Non Calcul le ferraillage principal Pour le mur et semelle Oui
  18. 18. 8 Ces factor est seulement utiliser pour la vérification du glissement et renversement. Ces factor ont utilisé pour trouver la contrainte maximum sous la semelle. 7.! Pré dimensionnement Figure 8: Model pour pré dimensionnement le mur 1.1·Sk,terr + 0.9·(Gk,wall + Gk,terr) + 1.5·Sk,sovr 1. 1.35·Sk,terr + 1.0·Gk,wall + 1.0·Gk,terr + 1.5·Qk,sovr + 1.5·Sk,sovr 2. 1.35·Sk,terr + 1.35·Gk,wall + 1.35·Gk,terr + 1.5·Qk,sovr + 1.5·Sk,sovr 3. 1.35·Sk,terr + 1.0·Gk,wall + 1.35·Gk,terr + 1.5·Qk,sovr + 1.5·Sk,sovr 4. 1.35·Sk,terr + 1.35·Gk,wall + 1.0·Gk,terr + 1.5·Qk,sovr + 1.5·Sk,sovr 8.3 Application of Lateral Earth PressureTheories to Design The fundamental theories for calculating lateral earth pressure were presented in Chapter 7. To use these theories in design, an engineer must make several simple assumptions. In the case of cantilever walls, the use of the Rankine earth pressure theory for stability checks involves drawing a vertical line AB through point A, located at the edge of the heel of the base slab in Figure 8.4a. The Rankine active condition is assumed to exist along the verti- cal plane AB. Rankine active earth pressure equations may then be used to calculate the lateral pressure on the face AB of the wall. In the analysis of the wall’s stability, the force the weight of soil above the heel, and the weight of the concrete all should be taken into consideration. The assumption for the development of Rankine active pres- sure along the soil face AB is theoretically correct if the shear zone bounded by the line AC is not obstructed by the stem of the wall. The angle, that the line AC makes with the vertical is h, WcPa(Rankine), 378 Chapter 8: Retaining Walls 0.1 H (a) 0.5 to 0.7 H 0.12 to 0.17 H 0.12 to 0.17 H min 0.02 I 0.3 m min Stem HeelToe D (b) 0.5 to 0.7 H 0.1 H min 0.02 I 0.3 m min D HH 0.1 H Figure 8.3 Approximate dimensions for various components of retaining wall for initial stability checks: (a) gravity wall; (b) cantilever wall
  19. 19. 9 CHAPITRE III : NOTE CALCUL DU MUR SOUTÈNEMENT 1.! Pré dimensionnement Le pré dimensionnement du mur soutènement est obtenu par les expériences de l’ingénieur. Mais après là, il est nécessaire de calcul les résultants et vérifier la stabilité globale comme le moment renversement ; le glissement et la contrainte admissible du sol. En fait, pour gagner les temps, j’ai déjà fait les calculs dans le « Microsoft Excel » et comparer avec le logiciel « Géo5 ». Figure 9: Model de mur soutènement 2.! Hypothèse de calcul Tableau 1 : Géométrique du mur Tableau 2 : Caractéristique du sol Description Symbole Unité Valeur Hauteur total H m 6.5 Patin V’ m 2.6 Talon V m 1 Épaisseur du semelle h’ m 0.5 Épaisseur du mur b m 0.3 Largeur du semelle B m 3.9 Hauteur d’ancrage h m 0.5 Description Symbole U Sable Sol remblai Very stiff lean clay Masse volumique γ kN/m3 17 18 18,24 Cohésion du sol c kN/m2 0 2 26 Angle interne de frottement φ ° 28 30 25 Module d’élasticité E KPa 40000 8000 19800 Épaisseur t m 5 1,1 1,4 Coefficient du frottement lateral δ ° 2 φ /3 2 φ /3 2 φ /3
  20. 20. 10 3.! Actions Étudier dans un mètre du mur : Poids propre du béton (voile et semelle) G"#$%& = v. γ+é-#. = 0.3x6x25 = 45kN G8&9&%%& = v. γ+é-#. = 0.5x3.9x25 = 49kN Pression latérale du sol (ka) Théorème de RANKINE : K< = 1 − sinφ 1 + sinφ = 1 − sin28 1 + sin28 = 0.361 S8<+%& = γFxFhH FxFk<xF 1 2 = 17x5H x0.361x0.5 = 76.72kN Poids du sable sur la semelle G8<+%& = γFxFv = 17x5x2.6x1 = 221kN Tableau 3 : Effort internes dus aux différent actions 4.! Combinaison les actions Selon le chapitre II, on a déjà déterminé les factor pour appliquer sur les actions et ces combinaisons sont pour vérifier la stabilité du moment renversement et glissement. En utilisant le tableau 3, on peut calcul le moment résistant et renversement par multiplier les forces avec la distance de bras levier Tableau 4 : combinaison pour le moment et glissement ; factor sécurité Pour vérifié les conditions de moment renversement et glissement, il faut que : Efforts Fh (kN) Fv (kN) Bras levier (m) M (kN.m) Charge Permenant Gvoil 45 1.15 52 Gsemelle 49 1.95 95.55 Ssable -76.72 2.2 -168.7 Gsable 221 2.6 574.6 Total -76.72 315 Description Combinaison Fs Mrésistance 0.9x(52+95.55+574.6) = 650 kN.m Fs = 3.5 Mrenversement 1.1x168.7 = 185.57 kN.m Vrésistance 0.9x(ΣFv x tan(δ.φ)+B.C)=0.9x(315xtan(⅔x30)+ 3.9x2)= 110kN Fs = 1.3 Vglissement 1.1x76.72 = 84.4 kN Renversement Fs > 2 Glissement Fs >1.5
  21. 21. 11 Comme le table 4, le glissement n’est pas vérifié, donc on utilise la bêche pour résister avec le glissement. Il faut trouver Kp comme le sol est un action passive pour résister avec les forces horizontales. Figure 10 : Dimension de bêche KJ = 1 K< = 1 0.361 = 2.77 FJ = 2.77x18x1H x0.5 = 25FkN VM%$88&9&.- = 1.1x76.72 = 84.4FkNF F8 =F 110 + 25 84.4 = 1.6 ≥ 1.5FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFvérifier 5.! Limitation la contrainte sous semelle En utilisant le factor combinaison dans le chapitre II pour trouver la contrainte maximum : Moment par rapport au centre de la semelle : Moment de pression latérale du sable (γG = 1.35) Ms, sable = 1.35x168.7 = 227.745 kN.m Moment de poids propre du voile (γG = 1.00) Mvoile = 1.00x45x0.8 = 36 kN.m Moment de poids propre du semelle (γG = 1.00) Msemelle = 1.00x50x0 = 0 Moment de poids propre du sable (γG = 1.00) Msable = -1.00x0.65x221 = -144 kN.m Moment total : Mtotal = 119.7 kN.m Charge vertical : Poids propre du mur Pmur = 1.00x94 kN Poids propre du sable Psable = 1.00x221 = 221 kN
  22. 22. 12 Charge total Ptotal = 315 kN Excentricité du charge total : e = Mtotal / Ptotal =119.7/315 = 0.38 m Donc : e < B/6 = 0.65 m Contrainte maximum sur la semelle : σ9<S =F 315 3.9 + 120x6 3.9H = 128FKPa σ9$. =F 315 3.9 − 120x6 3.9H = 33.4FKPa Tableau 5 : Contrainte maximum selon les combinaisons Combinaison 1 2 3 4 Ms, sable (kN.m) 227.745 (γG = 1.35) 227.745 (γG = 1.35) 227.745 (γG = 1.35) 227.745 (γG = 1.35) Mvoile (kN.m) 36 (γG = 1.00) 48.6 (γG = 1.35) 36 (γG = 1.00) 48.6 (γG = 1.35) Msemelle (kN.m) 0 (γG = 1.00) 0 (γG = 1.35) 0 (γG = 1.00) 0 (γG = 1.35) Msable (kN.m) -144 (γG = 1.00) -194.4 (γG = 1.35) -194.4 (γG = 1.35) -144 (γG = 1.00) Mtotal (kN.m) 120 82 69.3 132.3 Pmur (kN) 94 (γG = 1.00) 127 (γG = 1.35) 94 (γG = 1.00) 127 (γG = 1.35) Psable (kN) 221 (γG = 1.00) 298.35 (γG = 1.35) 298.35 (γG = 1.35) 221 (γG = 1.00) Ptotal (kN) 315 425.35 392 348 e (m) 0.38<B/6 0.2<B/6 0.17<B/6 0.38<B/6 σ9<S (KPa) 128 141.4 127.8 141.42 Note : si e > B/6, il faut redimensionnement le mur, par ce qu’il existe la contrainte de traction σmin < 0.
  23. 23. 13 •! Contrainte admissible du sol : Le calcul de la contrainte admissible du sol pour le mur soutènement est même que la fondation superficielle et dans cette partie, on utilise la formule dans le livre « Principales of Foundation Engineering » : qW = c′NZFZ[FZ$ + qNF[F$ + 1 2 γB′N^F^[F^$ Selon Annexe A, pour φ = 30° Nc =30.14 ; Nq = 18.4 ; Nγ = 22.4 q = Σ γ.D = 18 x 0.5 = 9 KPa B’ = B-2e = 3.9-2x0.38 = 3.14m F[ = 1 + 2tanφ 1 − sinφ H D Ba = 1 + 2bcd30(1 − fgd30)H 0.5 3.14 = F1.04 FZ[ =FF[ − 1 − F[ NZtanφ = 1.04 − 1 − 1.04 30.14tan30 = 1 Fγd = 1 ψ =Ftanjk Pl Σv = tanjk 76.72 348 = 12.4° FZ$ =FF$ = 1 − ψ 90 H = 1 − 12.4 90 H = 0.74 F^$ = 1 − ψ φ ∧ 2 = 1 − 12.4 30 H = 0.34 qW = 2x30.14x1x0.76 + 9x18.4x1x0.74 + 0.5x18x3.26x22.4x0.34 qW = 421.4FKPa Enfin : F8 =F qW σ9<S =F 421.4 141.42 = 3 6.! Vérification tassement du mur À l’ELS, la contrainte maximum est : Tableau 6 : Contrainte maximum pour L’ELS Combinaison moment Efforts vertical Ms, sable (kN.m) 168.7 (γG = 1.00) Mvoile (kN.m) ; Pmur (kN) 36 (γG = 1.00) 94 (γG = 1.00)Msemelle (kN.m) 0 (γG = 1.00)
  24. 24. 14 Msable (kN.m) ; Psable (kN) -144 (γG = 1.00) 221 (γG = 1.00) Mtotal (kN.m) ; Ptotal (kN) 60 315 e (m) 0.19 qpqr (KPa) 106 Pour assurer la stabilité de la semelle, il faut vérifier encore son tassement. La valeur acceptable de tassement doit inférieur à 5cm. On construire 2 courbe de tassement f(s,σzp) et f(s, 0.2σzp, 0.1σzp). Le tassement de fondation superficielles sont considéré à partir du niveau de la semelle jusqu’au point d’intersection entre ces courbes. •! Contrainte géostatique q0 = Σγ.h = 18x0.5= 9 KPa σsJ = qt&u − qv = 106 − 9 = 97KPa •! L’intervalle pour calcul le tassement dans chaque couche hi = 0.4xB = 0.4x1m = 0.4m, mais on choisit hi = 0.5m •! α le coefficient d’influence On peut calculer α selon m=2z/B ; n= L/B, d’après Annexe A-table 2, si on sait la valeur du m et n, on peut trouver α. •! Contrainte de pré consolidation σzp,i = α.σzp (selon chaque l’intervalle) •! Tassement Si S$ = Fβ. lx yx σs9J,$FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFβ = 0.8 σs9J,$ = {|},x~Ä{|},x H •! La contrainte admissible 0.1σz pour nappe phréatique, 0.2σz si non quand σzp,i < 0.2 ou 0.1 σz , le tassement n’existe pas. Pour gagner le temps, on utilise Excel pour faire les calculs, parce que les calculs sont les étapes répéter et il est facile de changer les données si le résulta n’est pas acceptable.
  25. 25. 15 Tableau 7 : Résultat de tassement couchNomEpaisseurZ/(m)mnασzpϒI/(KN/m3)hi/(m)σz//(Kpa)0,1σz//(Kpa)0,2σz//(Kpa)Ei//(Kpa)Si/(cm) 0,5 0,30,31640,981895,2346180,35,41,08 0,60,63240,9289,2400180,310,82,1680000,2767 1,11,15840,7673,720018,240,519,923,984198000,1646 1,61,68440,6159,170018,240,529,045,808198000,1342 22,10540,5250,440018,240,436,3367,2672198000,0886 2,52,63240,4341,710017,210,544,9418,9882330000,0558 33,15840,34833,756017,210,553,54610,7092330000,0457 3,53,68440,329,100017,210,562,15112,4302330000,0381 44,21140,2524,250017,210,570,75614,1512330000,0323 4,54,73740,2221,340017,210,579,36115,8722330000,0276 55,26340,1918,430017,210,587,96617,5932330000,0241 5,55,78940,1615,520017,210,596,57119,3142330000,0347 0,9226 </5/cm 4,2 0,6 Made/ Ground 1 1,4 Stiff/lean/ clay 2 3 Tassement/Total 0041978000 SelonletableVII,ontrouvequeσzp<0.2σz,etletassementtotal=1cm<5cm Redhard leanclay
  26. 26. 16 Figure 10: Courbes de contrainte 7.! Calcul le ferraillage pour le mur soutènement L’analyse du comportement d’un mur de soutènement, il nécessite de calcul certaines sections identifiées comme critique et aussi pour changer la section du ferraillage parce que le moment est variable sur l’hauteur du mur. Figure 11: Sections critiques pour mur soutènement ² N m/ 5 q² détermination des treillis soudés devant armer le voile, on prend en compte les forces les (et, éventuellement, le poids de la partie de voile) s’exerçant au-dessus des sections et S6 pour les combinaisons d’actions considérée (ELU ou ELS selon le cas). Section Définition Section d’acier S1 encastrement du voile sur la semelle A1 Fig. 5.35 0 1 2 3 4 5 6 0 20 40 60 80 100 profondeur!!!!!(m) Contrainte!!(Kpa) 0,2σz!! (Kpa) σzp
  27. 27. 17 Tableau 8 : Description des sections critiques 7.1!L’acier du voile •! Pour les effets des terres σ8<+%& =FK<. h. γ = 0.361x5x17 = 30.685FKN/mH Tableau 9 : calcul les efforts internes au voile Selon les moments dans le tableau 9, il n’est pas nécessaire de calcul où changer les section d’acier pour S5 et S6. Les calcul d’acier pour le mur soutènement est comme les étapes pour calcul les aciers de la poutre, donc on coupe 1m de mur pour faire les calculs. •! Détermination de l’armature principale de la section S1 Les données pour la propriété des matériaux : fZÉ = 25MPa EZ9 = 22000 fZ9 10 v.Ü = 22000x 25 + 8 10 v.Ü = 31475.8FMPa EZ,&uu = EZ9 1 + φ = 31475.8 1 + 1.5 = 12590.32FMPa Section Définition Section d’acier S1 Encastrement du voile sur la semelle A1 S2 Encastrement du patin sur le voile A2 S3 Encastrement du talon sur le voile A3 S4 Section du voile au tiers de sa hauteur A4 S5 Section du voile à la moitié de sa hauteur A5 S6 Section du voile aux deux tiers de sa hauteur A6 Sections S1 z = 6m S4 z = 4m Vmur béton (kN/m) 0.3x6x25 = 45 0.3x4x25 = 30 Poussée des terres Vh (kN/m) 30.685x5/2 = 76.72 18.41x(4-1)/2 = 27.62 MG (kN.m) 76.72x(5/3)= 127.87 -27.62x(4-1)/3 = 27.62 Sections S5 z = 3 m S6 z = 2 m Vmur béton (kN/m) 3x0.3x25 = 22.5 2x0.3x25 = 15 Poussée des terres Vh (kN/m) 12.27x(3-1)/2 = 12.27 6.5x(2-1)/2 = 3.25 MG (kN.m) 12.27x(3-1)/3 = 8.18 3.25x(2-1)/3 = 1 λ= 0. 8 η=1 γc = 1.5 γs = 1.15 fck = 25 MPa fyk = 390 MPa enrobage c = 30mm classe d’exposition XC4
  28. 28. 18 α& = E8 EZ,&uu = 2.10à 12590.32 = 15 fZ-9 = 0.3xfZÉ H Ü = 0.3x25 H Ü = 2.56FMPa My[ = 1.5x127.87 = 191.8FkN. m fZW = ηxαZZx fZÉ γZ = 1x0.85x 25 1.5 = 14.17FMPa Figure 12 : Longueur efficace d = h − c − D 2 = 300 − 30 − 20 2 = 260Fmm ãZW = My[ bçxdHxfZW = 191.8 1x0.260Hx14.17x1000 = 0.20 k = A + Bα& + Cα& H . 10jê A = 71.2fZÉ + 108 = 71.2x25 + 108 = 1883 B = −5.2fZÉ + 847.4 = −5.2x25 + 847.4 = 717.4 C = 0.03fZÉ − 12.5 = 0.03x25 − 12.5 = −11.75 k = 1883 + 717.4x15 − 11.75x15H . 10jê = 1 ã%W = fZÉ 4.69 − 1.7γ fZÉ + (159.9 − 76.2γ) xk ã%W = 25 4.69 − 1.7x1.5 x25 + (159.9 − 76.2x1.5) x1 = 0.252 ãZW ≤ ã%WFFFFFFFF,FFFFFFFFFFA8H = 0 zZ = d 1 − 0.6ãZW = 0.260x 1 − 0.6x0.20 = 0.228Fmm σ8k = fì[ = 390 1.15 = 339FMPa A8k,W = My[ zZ. σ8k = 191.8.10jÜ 0.228x339 = 24.81FcmH ∅ = 20, A = π20H 4 = 3.14FcmH n = 24.81 3.14 = 8∅20
  29. 29. 19 S9<S = 1000 7 = 140Fmm,FFFdoncFonFprendeFS = 140Fmm fZ-,&uu = max (1.6 − h 1000 )fZ-9 fZ-9 = 2.56FMpa = 1.6 − 300 1000 x2.56 = 3.328FMpa A8,9$. = max 0.26x fZ-,&uu fìÉ . b. d = 0.26x 3.328 390 x1000x260 = 5.81FcmH 0.0013xb. d = 0.0013x1000x260 = 3.4FcmH A8,9<S = 0.04xAZ = 0.04x1000x300 = 120FcmH Donc : A8,9$. < A8k,W < A8,9<S •! Vérification des contraintes à l’ELS dans la section non fissurée : A8k = A8k,W = 24.5FcmH AZl = bxh + α& A8k + A8H = 1x0.3 + 15x24.5.10jê = 0.336FmH Va = b. hH 2 + α&(A8k. d + A8H. da ) AZl = 1x0.3H 2 + 15x(24.81.10jê x0.260) 0.336 = 0.16Fm V = h − Va = 0.3 − 0.16 = 0.14Fm IZl = b. hÜ 3 + α& A8kdH + A8HdaH − AZlVaH IZl = 1x0.3Ü 3 + 15x 24.81.10jê x0.260H − 0.336x0.16H = 2.92.10jÜ Fmê σZ- = M8&t. V IZl = 127.87x0.14 2.92.10jÜ = 6.13FMPa fZ-,&uu = 3.584FMPa σZ- > fZ-,&uu (Section est fissurée) •! Vérification des contraintes à l’ELS dans le cas de la section de béton fissurée : a = + H = k H = 0.5 b = b&uu − bç . hu + α&. A8k + A8H = 15x24.81. 10jê = 0.037 c = b&uu − bç . lõ ú H + α& A8k. d + A8H. da = 15x24.81. 10jê x0.260 = 9.6.10jÜ ∆= bH − 4ac = 0.037H + 4x0.5x9.6.10jÜ = 0.02 Xk = −b + ∆ 2a = −0.037 + 0.02 2x0.5 = 0.105Fm αk = 0.11 0.260 = 0.42 IZu = b. Xk Ü 3 + α&. A8k d − Xk H
  30. 30. 20 IZu = 1x0.11Ü 3 + 15x24.81.10jê x 0.260 − 0.11 H = 1.28.10jÜ Fmê k = M8&t IZu = 127.87 1.28.10jÜ = 99F MN mÜ σZ = K. Xk = 99x0.11 = 10.89FMpaF <FFσZ = 15FMpa <OK> σ8 = α&. k d − Xk = 15x99x 0.260 − 0.11 = 225.72FMpa <Fσ8 = 312FMpa <OK> Tableau 10 : Résultats des sections d’armature principale du voile cm2 /m •! Armature secondaire : Au face côté remblai Al ≥ 0.2Ak = 0.2x25 = 5FcmH /m Au face avant A" ≥ 0.1xe = 0.1x0.4 = 4FcmH /m Al ≥ 0.075xe = 0.075x0.4 = 3FcmH /m •! Vérification à l’effort tranchant (ELU) Vy[ = 1.5x76.72 = 115.1FKN/m Vü[,Z = b. d. Cü[,Z. k. 100ρk. fZÉ  ° Cü[,Z = 1.2FFFFFFFFk = 1 + 200 d x0.5 = 1 + 200 262 x0.5 = 1.38FFFFFFFFFFFFFFF ρk = A8k b. d = 24.5 100x26.2 = 0.0093 Vü[,Z = 1x0.262x1.38x1.27x 100x0.009x25 k Ü = 1.3FMN/m > Vy[ La condition est vérifiée et il n’y a pas besoin d’armatures d’effort tranchant. Section droite S1 S4 ELU Calcul (cm2 /m) 24.5 5 Section retenue (cm2 /m) 25 (8DB20) 6 (8DB10) As,min (cm2 /m) 5.81 5.81 ELS vérification des contraintes Béton σc ≤15 Mpa 10.89 2 Acier σs≤312 Mpa 225.72 103.2
  31. 31. 21 7.2!L’acier de la semelle σ = R",y[ L − 2. e = 348 3.9 − 2x0.38 = 0.111FMPa σ- = 1.5x5x17 = 0.128FMPa Tableau 11 : résultats de calcul des sections d’armature principale du semelle cm2 /m Calcul de l’armature principale de la section S2 au l’ELU My[,W = σ. wJ% = 111x 1x1H 2 = 55.5FkN. m/m ãZW = My[,W bxdHxfZW = 0.0555 1x0.426Hx25/1.5 = 0.02 ZZ = dx 1 − 0.6xãZW = 0.426x 1 − 0.6x0.02 = 0.42Fm σ8k = fì[ = 390 1.15 = 339FMPa AH = My[,W ZZxσ8k = 55.5 0.42x339x1000 = 4FcmH /m mais As,min = 8 cm2 Soit 8DB12, Smax = 140 mm Calcul de l’armature principale de la section S3 au l’ELU My[,W = −0.111x 2x1.57 − 1.3 H 2 + 0.128x 2.6H 2 = 265FkN. m/m Combinaison ELU ELS Pression du sol MG (kN.m/m) 132.3 62 Rv,Ed (kN /m) 348 331 e (m) 0.38 0.19 L/6 (m) 0.65 0.65 σ (MPa) 0.111 0.09 Pression du sol σt ( MPa) 0.128 0.085
  32. 32. 22 ãZW = 0.265 0.426Hx25/1.5 = 0.087 ZZ = 0.426x 1 − 0.6x0.087 = 0.4Fm AÜ = 265 0.4x339x1000 = 19.54FcmH /m Soit 10DB16, Smax = 100 mm Figure 13 : Déformation du mur après chargée 8.! Joints L’absence de coupures dans les murs de soutènement entraîne une fissuration du béton due au retrait gêné, aux variations thermiques et aux tassements différentiels. Pour éviter un développement anarchique de la fissuration inévitable, il est nécessaire d’introduire des coupures volontaires sous forme de joints. Cas d’un mur fondé sur une semelle horizontale avec des déplacements prévisibles modérés prévoir un joint sans épaisseur collé tous les 6 à 8 mètres sur le plot coulé en première phase et un joint de 10 à 20 mm d’ouverture toutes les distances de 20 à 30 mètres. Figure 14 : Type de joint
  33. 33. 23 CHAPITRE IV : TOIT EN MÉTALLIQUE Figure 15 : Image en 3D 1.! Les charges 1.1!Action du vent : Les actions du vent varient en fonction du temps et s’appliquent directement sur les faces extérieures des constructions fermées. Dans ce rapport, on considère la toiture isolée à seul versant. La catégorie de rugosité est dans la catégorie II Z8 h = 9Fm Z9$. II = 2Fm Z# II = 0.05Fm h = 9Fm b = 78Fm •! Vitesse et pression dynamique du vent: C# z = 1 (coefficient orographique) Kt = 0.19x z# Z#,¶¶ v.vß = 0.19x 0.05 0.05 v.vß = 0.19 Ct = Ktxln Z Z# = 0.19xln 9 0.05 = 0.98 V+# = 26Fm/s (vitesse de référence du vent) C[$t = 1 (coefficient de direction) C8&<8#. = 1 (Coefficient de season) V9 Z8 = Ct z xC# z xV+ = 0.98x1X26 = 25.48Fm/s (Vitesse moyenne) ρ<$t = 1.25FKg/mÜ (masse volumique de l’air)
  34. 34. 24 q+ = 0.5xρxV+ H = 0.5x1.25x26H = 422.5 ™ 9ú (pression dynamique du vent) K% catFII = 1 (pour la categorie II) σ" = KtxK%xV+ = 1x0.19x26 = 4.94 l" = K´ C# z xln( z z# ) = 1 1xln( 9 0.05 ) = 0.193 qJ z8 = 1 + 7x¨≠ z x0.5xρxÆØ H = 1 + 7x0.193 x0.5x1.25x25.48H = 954 ™ 9ú (Pression dynamique) e = min b; 2h = min 78; 18 = 18Fm Figure 16: Légende applicable aux toitures à un seul versant Cas θ=0, As#.&± = 18 10 x 18 4 = 8.1FmH As#.&≤ = 78 − 18 4 x2 x 18 10 = 124.2FmH As#.&≥ = 10 − 18 10 x78 = 639.6FmH
  35. 35. 25 Tableau 12 : coefficients de pression extérieure Angle de pente Zone pour la direction du vent θ=0° F G H Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 10° -1.3 -2.25 -1 -1.75 -0.45 -0.75 Cpi1 = +0.2 ; Cpi,2 =-0.3 (coefficient de pression pour la pression intérieure) Zone F : Cpe, F =-1.3 Zone G : Cpe,G = -1 Zone H : Cpe, H = -0.45 Alors les pressions du vent sur la toiture du bâtiment sont: q¥± = CJ&± − CJ$,H xqJ = −1.3 − 0.2 x954 = −1.43 KN mH q¥≤ = −1 − 0.2 x954 = −1.14 KN mH qç≥ = −0.45 − 0.2 x954 = −0.238 KN mH Valeur moyenne pour toiture : q¥,-#$ = −0.936 KN mH Tableau 13 : coefficients de pression extérieure Angle de pente Zone pour la direction du vent θ=180° F G H Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 10° -2.4 -2.65 -1.3 -2.0 -0.9 -1.2 Zone F : Cpe, F =-2.4 Zone G : Cpe,G = -1.3 Zone H : Cpe, H = -0.9 Alors les pressions du vent sur la toiture du bâtiment sont : q¥± = CJ&± − CJ$,H xqJ = −2.4 − 0.2 x954 = −2.48 KN mH q¥≤ = −1.3 − 0.2 x954 = −1.43 KN mH qç≥ = −0.9 − 0.2 x954 = −1.05 KN mH Valeur moyenne pour toiture :
  36. 36. 26 q¥,-#$ = −1.65 KN mH 1.2!Combinaison les charges Avant de faire les calcules, il faut déterminer les charges qui peut exercé sur le structure À L’ELU : Charge permanent 0.2 KN/m2 Charge variable 0.6 KN/m2 Poid Propre 0.5 KN/m2 Action du vent -1.65 KN/m2 •! Charges de graviter Action variable 0.6x1.5 = 0.9 KN/m2 Action permanent (0.2+0.5) x1.35 = 0.945 KN/m2 Total 1.845 KN/m2 •! Action du vent Le cas plus critique pour combinaison l’action du vent, c’est quant la charge variable n’est pas existée. 1.35GÉ + 1.5ψ#QÉ,k + 1.5ψ#QÉ,H 1.35 0.2 + 0.5 + 1.5x0.6 0.6 − 1.65 = 0 KN mH 1.15GÉ + 1.5ψ#QÉ,k + 1.5QÉ,H 1.15 0.2 + 0.5 + 1.5x0.6x0.6 + 1.5x −1.65 = −1.13 KN mH 1.15GÉ + 1.5QÉ,k + 1.5ψ#QÉ,H 1.15x 0.2 + 0.5 + 1.5x0.6 − 1.5x0.6x1.65 = 0.22 KN mH 1.15GÉ + 1.5ψ#QÉ,H = 1.15x 0.2 + 0.5 − 1.5x1.65 = −∂. ∑∏Fπ∫/ª^Ω À L’ELS : •! Charges de graviter Action variable 0.6 KN/m2 Action permanent 0.2+0.5 = 0.7 KN/m2 Total 1. 3 KN/m2 •! Action du vent GÉ + QÉ,k + ψ#QÉ,H = 0.2 + 0.5 + 0.6 + 0.6x −1.65 = 0.31 KN mH GÉ + ψ#QÉ,k + QÉ,H = 0.2 + 0.5 + 0.6x0.6 − 1.65 = −æ. ø¿ KN mH
  37. 37. 27 2.! Objective de calcule Figure 18: Plan de poutre B1 ;B2 Pour calcul le toit en métallique, on choisit la poutre avec le porté plus grand et critique, B2. On a préliminaire la section et aussi vérifié les résistances de section, stabilité local et la déflection. 3.! B2 poutre principal (15 m) 3.1!Distribution des charges On suppose que la poutre B2 a le poid propre Q = 100 kg/m Poid propre uniforme Q = 1.0 KN/m La réaction de la poutre B1 Fk = 50.8 KN (au mi- portée) À l’ELU : Poid propre Qu = 1.0 x 1.35 = 1.35 KN/m Charge pointuelle Fk = 50.8 KN
  38. 38. 28 Figure 19: Effort interne du poutre B2 Pour calculer les efforts internes et les réactions, on peut calculer par manuel en utilisant le méthode de force ou on peut aussi calculer par le logicielle ROBOT. VEd = 41.26 KN MEd = -124 KN.m (appuis droit) MEd = -109 KN.m (appuis gauche) MEd = 128.66 KN.m (mi- travée) 3.2!Pré dimension de la section Pour préliminaire la section de la poutre, on suppose que l’épaisseur de l’âme est moins de 40mm avec fy = 235 N/mm2 et la section est section de classe 1 ou 2. Mü[ = fìxWJ%xγv FFFF=≫FFFFFFWJ% = Mü[ fì. γv WJ% = 128.66x10√ 235 = 547489.36FmmÜ Selon le catalogue du profilé, on choisit IPE 450
  39. 39. 29 Figure 20: Section IPE 3.3!Classification de section •! Paroi console (semelle) FFFFF c t = 190 − 9.4 − 2x21 x0.5 14.6 = 4.7 fì = 235FMpaFFFFFF =≫ FFFFFFε = 1 c t < 9ε Le paroi console est classifiée dans la classe 1. •! Paroi interne (Âme) c t = 378.8 9.4 = 40.29 c t < 72ε Le paroi interne est classifiée dans la classe 1. Donc, IPE450 est classifiée dans la classe 1. 3.4!Résistance en section •! Résistance du moment fléchissant Mü[ = fìFxFWJ%,ì = 235FxF1702.10Ü = 399FKN. m My[ Mü[ = 128.66 399 = 0.32 < 1 h = 450 mm b = 190 mm tw = 9.4 mm tf = 14.6 mm r = 21 mm A = 98.8x102 mm2 d = 378.8 mm Iy = 33740x104 mm4 Iz = 1676x104 mm4 It = 66.9 x 104 mm4 Wpl,y = 1702x103 mm3 120 4,8 8,0 15,0 31,7 220,4 190,4 M 12 64 68 0,917 36,86 120 5,2 8,3 15,0 33,3 220,4 190,4 M 12 64 68 0,918 35,10 120 6,2 9,8 15,0 39,1 220,4 190,4 M 12 66 68 0,922 30,02 122 7,0 10,8 15,0 43,7 220,4 190,4 M 12 66 70 0,932 27,17 135 5,5 8,7 15,0 39,2 249,6 219,6 M 16 70 72 1,037 33,75 135 6,6 10,2 15,0 45,9 249,6 219,6 M 16 72 72 1,041 28,86 136 7,5 12,2 15,0 53,8 249,6 219,6 M 16 72 72 1,051 24,88 150 6,1 9,2 15,0 46,5 278,6 248,6 M 16 72 86 1,156 31,65 150 7,1 10,7 15,0 53,8 278,6 248,6 M 16 72 86 1,160 27,46 152 8,0 12,7 15,0 62,8 278,6 248,6 M 16 74 88 1,174 23,81 160 6,5 10,0 18,0 54,7 307,0 271,0 M 16 78 96 1,250 29,09 160 7,5 11,5 18,0 62,6 307,0 271,0 M 16 78 96 1,254 25,52 162 8,5 13,5 18,0 72,6 307,0 271,0 M 16 80 98 1,268 22,24 170 6,6 11,5 18,0 64,0 334,6 298,6 M 22 86 88 1,351 26,91 170 8,0 12,7 18,0 72,7 334,6 298,6 M 22 88 88 1,353 23,70 172 9,2 14,7 18,0 84,1 334,6 298,6 M 22 90 90 1,367 20,69 180 7,0 12,0 21,0 73,1 373,0 331,0 M 22 94 98 1,464 25,51 180 8,6 13,5 21,0 84,5 373,0 331,0 M 22 96 98 1,467 22,12 182 9,7 15,5 21,0 96,4 373,0 331,0 M 22 96 100 1,481 19,57 ennes (suite) rme antérieure EU 19-57 00, IPE 750 suivant norme AM 04, classe C, sous-classe 1 (continued) h former standard EU 19-57 00, IPE 750 in accordance with AM standard 2004, class C, subclass 1 le (Fortsetzung) r Norm EU 19-57 00, IPE 750 gemäß AM Standard 63-3: 2004, Klasse C, Untergruppe 1 b r yy dh tw ss zztf hi p Dimensions Abmessungen Dimensions de construction Dimensions for detailing Konstruktionsmaße Surface Oberfläche b tw tf r A hi d Ø pmin pmax AL AG mm mm mm mm mm2 mm mm mm mm m2 /m m2 /t x102
  40. 40. 30 •! Résistance du cisaillement [6.2.6 (3)] Vü[ = A"( fì 3 ) γ≈v A" = A − 2btu + (tç + 2r)tu A" = 9880 − 2x190x14.6 + 9.4 + 2x21 x14.6 = 5082.44FmmH Vü[ = 5082.44x235/ 3 1.0 = 689.57FKN Donc : VEd < VRd •! Vérifier la résistance au voilement par cisaillement (pour l’âme non raidisseur) hç tç > 72 ε η hç tç = 450 − 2x14.6 9.4 = 44.76 72 ε η = 72x 1 1.2 = 60 En fin, la résistance de cisaillement est acceptable. 3.5!Interaction de l’effort tranchant et moment fléchissant Avant de vérifier interaction entre l’effort tranchant et moment fléchissant, il est nécessaire de vérifier que VEd < 0.5VRd,pl , donc l’effort tranchant n’a pas l’effet sur le moment résistance. Mais si non, il faut recalculer la résistance du moment fléchissant selon EN 1993-1-1 : 2004 (6.2.8 Flexion et cisaillement). 0.5xFVü[ = 0.5x689.57 = 344.7FKN Vy[ = 50.8FKN < 0.5Vü[ Donc, l’effort de cisaillement n’a pas les effets sur le moment résistance.
  41. 41. 31 3.6!Déversement des éléments fléchis La résistance de calcul d’un élément fléchi avec la poutre B1 est un appui latéral, et donc susceptible de déverser : Figure 21: Déformation due au déversement M+,ü[ = χ´«. Wì. fì γ≈k χ´« = 1 ϕ´« + ϕ´« H − λ´« H v.à ϕ´« = 0.5 1 + α´« λ´« − 0.2 + λ´« H λ´« = wì. fì MZt Mcr est le moment critique pour le déversement élastique. αLT est le facteur d’imperfection pour le déversement, il est donné dans le tableau dessous : Pour Section en I laminées, avec h/b = 2.36 ! Courbe de déversement est “b”.
  42. 42. 32 Tableau 14 : facteur d’imperfection pour le déversement  ÀÃ = 0.34 Dans le cas de charges transversales appliquées au centre de cisaillement (Zg = 0 ), la formule de moment critique devient : MZt = Ck πH EIs kL H k kç H Iç Is + kL H . GI- πHEIs k/H C1 = 1.88 – 1.4ψ + 0.52ψ2 mais C1 ≤ 2.7 ψ = rapport des moments d’extrémité ψ = -(124/128) = -0.96 C1 = 1.88 – 1.4x(-0.96) + 0.52x(-0.96)2 = 3.7 C1 = 2.7 k = kw =1 L/2 = 7.5 m (considerer la poutre B1 est un appuis lateral pour la poutre B2) MZt = 2.7x πH x210000x1676.10ê 7500H x 7.91x10kk 1676.10ê + 7500H x81000x66.9x10ê πHx210000x1676.10ê k/H = 612.5FKN. m λ´« = 1702.10Üx235 612.5x10√ = 0.8 ϕ´« = 0.5x 1 + 0.34x 0.8 − 0.2 + 0.8H = 0.922 χ´« = 1 0.922 + 0.922H − 0.8H k/H = 0.72 M+,ü[ = 0.72x 1702.10Ü x235 1.1 = 261.7FKN. m My[ M+,ü[ = 128.66 261.7 = 0.5 < 1 Courbe de déversement a b c d  ÀÃ 0.21 0.34 0.49 0.76
  43. 43. 33 3.7!Déflection Figure 22: Déflection selon le poids propre et charge permanant Pour vérifier à l’ELS, Eurocode 3 demande de trouver la déflection des éléments local, les déflections ont divisé en deux parti selon la charge permanent et charge variable. δ1 déflection due à l’action permanent. δ2 déflection due à l’action variable. δmax déflection total. Fk la charge Qk ou (Gk + Qk) L la longueur totale de la poutre E Module d’élasticité Iy moment inertie. On suppose que l’assemblage entre la poutre est encastré : •! Pour la charge uniforme : δk = qLê 384EI = 1x15000ê 384x210000x33740.10ê = 1.86Fmm •! Pour la charge pointuelle : δH = qLÜ 192EI = 50.8x10Ü x15000Ü 192x210000x33740.10ê = 12.6Fmm Tableau 15 : Déflection cas charge permanant et variable Action Calcule déflection Déflection limite δ1 1.8 mm δ2 12.6 mm L/350 = 42 mm δmax 14.4 mm L/250 = 60 mm
  44. 44. 34 CHAPITRE V : CONCEPTION DE TECHNOLOGIE DE CHANTIER 1.! Préparation du chantier La préparation d’un chantier est aussi importante pour un projet de construction. Il assure que le chantier est prêt pour la construction, avec les éléments du chantier bien localisés et les réseaux de l’électricité. Ces travaux comprennent : •! Préparer le terrain : coupage des arbres, déniveler le sol. •! Bien positionner et construire les éléments du chantier comme le bureau temporaire, le stockage, le logement pour des ouvriers, les toilettes et l’accès pour les machines. •! Ensuite, c’est les travaux de terrassement. On doit préparer une méthode de déclaration pour excaver et remblais des sols parce qu’il peut provoquer des problèmes à cause des engins et d’autre travails par les ouvriers. •! S’installer le système d’eau et d’électricité. Pour la position des éléments du chantier, il faut considérer la facilité au chantier comme il n’est pas d’obstacles à la mobilité des personnes et l’excavateur. (Figure 23) Figure 23 : Plan au chantier 2.! Creuser le fond de fouille •! Bien positionner la position du fond de fouille par marquez l’emplacement de la fouille au sol avec du plâtre. •! Excaver le sol à la profondeur du fond de fouille correspond à la profondeur de la semelle augmentée de l’épaisseur du hérisson et drainage s’il existe l’eau.
  45. 45. 35 •! Dans le fond de fouille, formez un hérisson minimum 10 cm composé soit de graviers à forte granulométrie, soit de cailloux de petite taille et compactage ces graviers pour assurer la stabilité au fond de la semelle quand on bétonnage la semelle. •! Préparez votre béton dans une bétonnière. Coulez une semelle d’une épaisseur de 5 cm sur toute la longueur de votre mur et placez des cales de 5 cm pour surélever le ferraillage. (Figure 24) Figure 24 : Excavation du sol Figure 25 : Équipement pour compactage 3.! L’installation les armatures •! Les ferraillages de structure sont montrés conformément au plan détaillé dans Annexe C et au règlement technique. On utilise l’écarteur en mortier pour assurer l’enrobage de la semelle et mur (5cm).
  46. 46. 36 •! Mettez en place le ferraillage. Positionnez des semelles liaisonnées sur toute la longueur, et mettez en place des attentes verticales espacées régulièrement qui seront solidarisées au mur de soutènement. (Figure 26) •! Nettoyer le fond de la semelle avant coulé le béton de la semelle. Figure 26 : Armature de la semelle Figure 27 : Armature du mur
  47. 47. 37 •! Le coffrage : Pour le bâtiment en béton et surtout pour le béton coulé surplace, on a nécessairement besoin de coffrage pour réaliser notre structure de forme définie. Le coffrage a pour fonction principale de donner une forme au béton, pour ensuite le maintenir en place jusqu’à ce qu’il est bien durcit et qu’il atteigne sa résistant. Il faut assurer que la stabilité de coffrage pendant le bétonnage. (Figure 28) Figure 28 : Coffrage du mur 4.! Le bétonnage Bétonnage est une phase cruciale ayant nombre de chose à faire et à contrôler. Tous doivent être bien prêt, installé et suivre la technologie et la spécification technique. •! Les choses demandent de préparer avant le bétonnage : "! Inspecter que les coffrages et les armatures soient installés conformément à la spécification technique et au plan. "! Nettoyer la surface pour bétonnage de la semelle. "! Drainé l’eau s’il existe au chantier. "! Contrôler l’affaissement du béton frais qui sera mis en œuvre. "! Tous les matériels nécessaires doivent être prêts. •! Au cours du bétonnage "! Le transfert du béton de malaxeur jusqu’au lieu de coulage se fait à l’aide d’une grue équipée de bennes avec une pompe à béton. "! La hauteur de chute du béton doit être limité à un maximum de 1m afin d’éviter le phénomène de ségrégation ; le phénomène que l’élément lourd tombent en fonde ; la déformation et l’ouverture des coffrages.
  48. 48. 38 "! Imposer le remplissage par couches successives en virant simultanément à fin d’assurer un bon compactage et remonte de l’air occlus. "! Contrôler simultanément le niveau de la couche finale du béton. •! Après du bétonnage Après que le bétonnage, une machine à chape laser se répand et niveler le béton de la surface surtout pour la dalle. Après un jour de bétonnage, il faut arrosage l’eau pour le béton pour réduit la fissuration dans le béton. 5.! Sécurité La sécurité de chantier est très importante parce qu’il y a des travaux qui vont causer des problèmes accidentellement pendant les exécutions. Toutefois, la vie et la sécurité des humaine et la sécurité des matériaux sont sûrement et extrêmement importants. Comme on le sait que les travaux aux chantiers, aux ateliers et aux usines de fabrication, il existe de nombreux évènements accidentels et imprévisibles, donc on doit avoir des règles ou autres prudences pour protéger ces problèmes. Figure 29 : Sécurité au chantier
  49. 49. 39 Pour prévenir ces accidents, des mesures et régulations sont prises. •! Les chantiers doivent être interdits aux personnes non autorisées. Pour cela, une clôture extérieure est recommandée. De plus, elle permet de bien garder les matériaux et matériels de chantier. •! Un panneau d’avis « Sécurité à priori » doit être installé pour dire aux personnes dans le chantier d'être attentif à sa sécurité. •! Tout le monde doit toujours porter les équipements de protection comme le casque, les lunettes, les ceintures, les bottes, les gants de protection...etc. correspondant aux tâches de son chantier. (Figure 29) •! Le fil électrique de haute tension doit être disposé convenablement selon les précautions et les recommandations techniques du technicien. Il faut aussi afficher des pancartes demandant de ne pas s’y approcher sur toute la zone de branchement. •! Tout le matériel et les équipements du chantier doivent être en bon état et de bonne qualité...etc.
  50. 50. 40 6.! Conclusion 6.1 Comparaison le mur : Figure 30 : Dimension du mur par l’entrepris
  51. 51. 41 Figure 31 : Dimension du mur par le calcul
  52. 52. 42 Tableau 16 : comparaison le dimension et armature Enfin, selon le tableau 16, on observe que : •! La dimension du mur selon le calcul est un peut grand que l’entrepris mais ces dimensions sont vérifier la stabilité globale, d’autre part le mur de l’entrepris est risque au moment de renversement et glissement parce que les largeurs du patin et talon sont égal. En général, la largeur du patin est grand que le talon parce que on voudrait que les poids propres du sol augmentent le moment vertical pour résister avec moment horizontal. •! Existence de la bêche est pour augmenter la contrainte passive à résister les actions horizontales. Quand la cohésion du sol est très petite et il y a la force horizontale est plus grand, il est nécessaire de calcule la bêche. •! Dans la partie armature, on note que pour le mur soutènement, il y a seulement une direction de moment horizontal, c’est à dire l’acier principale est selon le face du sol remblai, il n’est pas économique d’avoir acier principale en deux face du mur. 6.2! Poutre B2 Figure 32 : (gauche) par le calcul ; (droit) par l’entrepris Description L’entrepris Par le calcule Géométrique du mur Hauteur du mur (m) 6 6 Épaisseur du mur (m) 0.25 0.3 Épaisseur du semelle (m) 0.4 0.5 Patin (m) 1.6 2.6 Talon (m) 1.6 1 Bêche Non Oui Armature Acier principale du mur DB20@100 DB20@140 Acier vertical d’autre face DB20@100 DB12@140 Acier de la semelle inf. DB16@100 DB12@140 Acier de la semelle sup. DB20@100 DB16@100
  53. 53. 43 •! Par le calcule dans le chapitre IV, section IPE450 est satisfaire la condition de résistance de section et moment résistance par déversement. •! Pour calcule le moment résistance par déversement, Lcr (longueur critique) de la poutre est plus important. Dans notre cas, la poutre B1 a assemblé à la poutre B2 au mi- porté (appuis latéral), c’est à dire Lcr = L/2 et enfin, section IPE 450 a Mb,Rd (moment résistance par déversement) suffisant comme on a démontré dans chapitre 4 (3.6) •! Mais si on n’est pas consider la poutre B1 est un appui latéral pour la poutre B2, il est sûr que IPE550 a été choisi. Figure 33 : poutre avec appui latéral 6.3! Conclusion D’après avoir rédigé ce mémoire de fin d’étude du projet de calcul de mur de soutènement à l’entreprise PANHCHAKSELA Construction Co.,ltd, j’ai acquis des connaissances sur la combinaison de charge du mur de soutènement et les différences concepts de calcul l’ouvrage soutènement avec la bonne vérification pour réaliser dans le domaine de construction réel. D’autre part, j’ai aussi connais les ingénieurs de l’entreprise qui me donnée les bonnes solutions pour calculer les éléments de la structure en béton armé. Pendant ces trois mois de stage, j’ai réalisé que la construction sur place et le concept de technologie de la construction que j’ai étudié dans le cadre l’université est différente grâce à la condition de location de construire, le standard de compagnie et les autres conditions pour faciliter les travails dans le chantier. Donc l’expérience de travails est importante pour la vie d’ingénieur parce qu’on doit avoir plus de responsable pour la sécurité et la vie professionnelle. Ce mémoire de fin d’étude n’est pas tout à fait bon sans erreurs, parce que mes connaissances ne sont pas encore bien larges et je n’ai pas encore d’expérience de conception de grand ouvrage dans la pratique réelle. Ainsi, je vous prie de m’excuser pour les éventuelles erreurs que je retiendrais comme des leçons pour m’améliorer dans la future.
  54. 54. 44 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES •! BRAJA DAS. Principle of Foundation Engineering, seven edition (Chapter5 : Shallow foundation ; chapter7 : lateral earth presseur ; chapter8 : Retaining wall) •! MUNI BUDHU. Soil Mechanics and Foundations, 3rd edition (Chapte15 : Stability of earth retaining structure. •! JEAN-PIERRE JACOB. Eurocode 2 worked examples (Example 2.4 ULS combinaison of actions on a reinforced concrete retaining wall). •! Gérard Philipponnat et Bertrand Hubert. Fondations et ouvrages en terre (Chapitre 9 : Actions des terres sur les soutènements). •! Le service d’étude technique des routes et Auto routes. Ouvrages de Soutènement MUR 73. •! Jean Roux. Pratique de l’eurocode 2 (Chapitre 7 : Flexion simple, page 175) •! LY Hav. Construction Métallique Action du Vent (Eurocode 1 1-4) •! L Gardner and D A Nethercot. Designer’s Guide to EN 1993-1-1 •! Eurocode 3 – Calcul des structures en acier—Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
  55. 55. 45 ANNEXES ANNEXE A :
  56. 56. 46 Tableau 2 : coefficient α pour trouver le tassement
  57. 57. 47 Classification les sections par Eurocode 3 :
  58. 58. 48
  59. 59. 49 Action du vent :
  60. 60. 50
  61. 61. 51 Coefficient C1 selon la condition appui et distribution du moment :
  62. 62. 52 ANNEXE B : Propriété du sol
  63. 63. 53 ANNEXE C : Plan de Construction

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