la conception et le dimensionnement d’une structure R+15 // Lien de téléchargement : http://scapognel.com/fhC

la conception et le dimensionnement d’une structure R+15

Ce travail de fin d’étude a pour objet l’étude, la conception et le dimensionnement d’une structure   R+15 par deux variante : une structure béton armé, et puis par une structure mixte : Charpente+Béton.


On  commence  par une étude préalable de sécurité incendie : indispensable pour tout immeuble IGH.Après , on va aborder la partie béton armé : en commençant par la conception , le prédimensionnement et puis la modélisation dans un logiciel de calcul aux éléments finis  pour évaluer le comportement de la structure vis-à-vis les différentes charges , on procède ensuite aux différentes vérifications réglementaires avant d’estimer le coût global de la structure béton armé.On  va passer ensuite à l’autre variante : la structure mixte , en suivant presque le même enchainement :   concevoir, puis  modéliser, et ensuite vérifier et calculer les différentes éléments de la structure, pour estimer également le coût global de la structure mixte.Finalement  on va confronter et  comparer  les résultats des 2 variantes : Béton armé et structure mixte   pour en tirer des conclusions.

I. INTRODUCTION

A nos jours, on assiste à une montée flamboyante du secteur foncier, qui réduit la possibilité de s’approprier des grands terrains avec un prix raisonnable, les architectes et les ingénieurs ont trouvé alors de nouvelles formules en termes de conception : la solution était de « construire haut », ce qui présente d’ailleurs le mérite de refléter une image de modernité et de luxe aux ouvrages d’art. C’est dans cette logique qu’on voit des Immeubles de Grandes
Hauteurs (I.G.H) affleurer partout.
Le projet de notre travail de fin d’étude s’inscrit aussi dans ce cadre, il s’agit d’un IGH composé de 19 niveaux (R+15, Mezzanine + 2 Sous-sols), destiné à abriter des bureaux dans les étages et des magasins en bas. Dans un souci d’optimiser et approcher au mieux les différents aspects d’un projet bâtiment, on a décidé de l’étudier par deux variantes : en béton armé dans un premier temps et puis une étude de structure mixte : charpente+béton, mais il était primordial au début de notre projet , de commencer avec une étude de sécurité incendie pour un IGH , et d’en tirer des conclusions particulières pour notre immeuble , et pour chacune des deux variantes .

Le travail commençait par la phase la plus importante, à savoir : la conception, dans laquelle nous étions amenés à revoir, à repenser et à refaire notre plan de coffrage avec plusieurs itérations surtout que l’architecture était très exigeante et qu’on cherchait la solution la plus optimale et la plus satisfaisante. Ensuite, on est passé à l’étape de modélisation, ou, on a créé les modèles pour les deux variantes (éléments, chargement, propriétés des matériaux ...) en utilisant le logiciel de calcul Robot .La troisième partie est consacrée essentiellement a l’analyse des résultats ainsi qu’ à leur exploitation en vue de procéder à certains calculs manuels et aux vérifications réglementaires , ainsi qu’une estimation de prix pour toute la structure et finalement on a confronté les deux variantes , pour vérifier l’utilité de travailler avec une variante ou l’autre.

PRESENTATION GENERALE DU PROJET :

L’objet de notre travail de fin d’étude consiste à étudier la construction d’un immeuble de
grande hauteur (IGH) de 19 niveaux (R+15, Rez de chaussée, Mezzanine et 2 Sous-sols) à

usage de bureaux de 68m de hauteur.

Le projet global comprend :

• 2 Sous-sols pour parkings.
• Rez de chaussée : espace galerie pour 12 boutiques.
• Espace mezzanine pour boutiques .
• Etage courant : 16 bureaux.

ETUDE DE SECURITE
1. Définition d’un IGH :

constitue un immeuble de grande hauteur, pour l'application du présent chapitre, tout corps de

bâtiment dont le plancher bas du dernier niveau est situé, par rapport au niveau du sol le plus

haut utilisable pour les engins des services publics de secours et de lutte contre l'incendie :

• à plus de 50 mètres pour les immeubles à usage d'habitation
• à plus de 28 mètres pour tous les autres immeubles.

Les obligations :

La réglementation est très stricte concernant les IGH, le code de construction et de l’habitation
traite tous ce qui règle la sécurité des IGH.
Les principales obligations sont les suivantes :

1. Situation : au maximum à 3 km d’un centre de secours (sauf autorisation spéciale) .

2. Contenus exclus :

•  établissements classés
•  occupation intérieure d’au maximum une personne par mètre carré

3. Travaux sur l’existant soumis à autorisation


4. Responsabilité du propriétaire ou de son mandataire

Les deux principes de base :

1 Pour éviter la propagation d’un incendie extérieur à un immeuble de grande hauteur,
celui-ci doit en principe et selon les règlements être isolé par un volume de protection.

2 Pour permettre de vaincre le feu avant qu’il n’ait atteint une dangereuse extension ,
l’immeuble doit être divisé en compartiments dont les parois ne doivent pas permettre
le passage du feu de l’un à l’autre en moins de deux heures.

=> Ces compartiments doivent respecter les règles suivantes :

• Chaque compartiment doit, sauf exceptions prévues plus loin :
• Avoir la hauteur d’un niveau. .
• Posséder une longueur n’excédant pas 75 mètres.
• Présenter une surface au plus égale à 2 500 mètres carrés.
• Les parois de ces compartiments, y compris les dispositifs tels que sas ou portes
• permettant l’accès aux escaliers, aux ascenseurs et monte-charge et entre
• compartiments, doivent être coupe-feu de degré deux heures.

L’acier :

Les armatures du béton armé et du béton précontraint ont un rôle déterminant dans la tenue
des ouvrages : elles assurent prioritairement, et presque toujours seules, la résistance à l’état
ultime des parties sollicitées en traction-flexion. C’est donc leur comportement aux

températures atteintes pendant un incendie qui détermine la tenue de l’ouvrage.

En conséquence, il est nécessaire de concevoir l’ouvrage et ses éléments de façon que la
température atteinte par les armatures lors d’un incendie reste modérée (de 150 à 200 °C) et

conserve à l’acier une résistance suffisante pour maintenir la stabilité pendant le temps requis.

De même, il est nécessaire que la section de béton non altérée soit suffisante pour absorber
les contraintes développées à l’état ultime de rupture.
On adapte alors l’épaisseur de béton d’enrobage des aciers et l’épaisseur des pièces, en tenant
compte de la géométrie des éléments soumis au feu, du principe d’armature et de la nuance
d’acier.

Alors Du point de vue de la résistance au feu, le dimensionnement des systèmes porteurs en
béton dépend des dimensions des éléments (sections) et du recouvrement par le béton
(enrobage). Plus le recouvrement est important, plus le temps de protection du ferraillage
contre l'augmentation de la température est long.

La norme P 92-701 définit les conditions à respecter dans ces domaines pour assurer une

résistance au feu donnée. Des tableaux annexés fournissent une synthèse de ces conditions.


Le comportement d’une ossature en acier vis–à-vis le feu :

Quand il est question d’assurer la sécurité vis-à-vis du risque d’incendie, l’acier est partout
présent : extincteurs en coque d’acier, réseaux de sprinklers en tubes d’acier, conduits de
ventilation et de désenfumage en tôles d’acier galvanisé, portes coupe-feu en acier avec
isolation interne ou vitrages, cloisons et structures ; sans oublier bien entendu les camions de
pompiers en carrosserie d’acier et les réseaux d’alimentation d’eau en tubes d’acier de grand
diamètre.

Il existe principalement quatre types de protection pour les structures en acier. L’épaisseur à
mettre en œuvre dépend du facteur de massivité de l’acier et de la température critique
calculée ou forfaitaire. Chaque fabricant de produits de protection ayant fait des essais,

dispose de tableaux ou d’abaques définissant les épaisseurs à mettre en œuvre.

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