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
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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%$88&9&.- = 1.1x76.72 = 84.4FkNF
F8 =F
110 + 25
84.4
= 1.6 ≥ 1.5FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFvérifier
5.! Limitation la contrainte sous semelle
En utilisant le factor combinaison dans le chapitre II pour trouver la contrainte maximum :
Moment par rapport au centre de la semelle :
Moment de pression latérale du sable (γG = 1.35) Ms, sable = 1.35x168.7 = 227.745 kN.m
Moment de poids propre du voile (γG = 1.00) Mvoile = 1.00x45x0.8 = 36 kN.m
Moment de poids propre du semelle (γG = 1.00) Msemelle = 1.00x50x0 = 0
Moment de poids propre du sable (γG = 1.00) Msable = -1.00x0.65x221 = -144 kN.m
Moment total : Mtotal = 119.7 kN.m
Charge vertical :
Poids propre du mur Pmur = 1.00x94 kN
Poids propre du sable Psable = 1.00x221 = 221 kN
22. 12
Charge total Ptotal = 315 kN
Excentricité du charge total : e = Mtotal / Ptotal =119.7/315 = 0.38 m
Donc : e < B/6 = 0.65 m
Contrainte maximum sur la semelle :
σ9<S =F
315
3.9
+
120x6
3.9H
= 128FKPa
σ9$. =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. 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. 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.
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. 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
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. 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. 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. 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. 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<$t = 1.25FKg/mÜ
(masse volumique de l’air)
34. 24
q+ = 0.5xρxV+
H
= 0.5x1.25x26H
= 422.5
™
9ú
(pression dynamique du vent)
K% catFII = 1 (pour la categorie II)
σ" = KtxK%xV+ = 1x0.19x26 = 4.94
l" =
K´
C# z xln(
z
z#
)
=
1
1xln(
9
0.05
)
= 0.193
qJ z8 = 1 + 7x¨≠ z x0.5xρxÆØ
H
= 1 + 7x0.193 x0.5x1.25x25.48H
= 954
™
9ú
(Pression dynamique)
e = min b; 2h = min 78; 18 = 18Fm
Figure 16: Légende applicable aux toitures à un seul versant
Cas θ=0,
As#.&± =
18
10
x
18
4
= 8.1FmH
As#.&≤ = 78 −
18
4
x2 x
18
10
= 124.2FmH
As#.&≥ = 10 −
18
10
x78 = 639.6FmH
35. 25
Tableau 12 : coefficients de pression extérieure
Angle de
pente
Zone pour la direction du vent θ=0°
F G H
Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1
10° -1.3 -2.25 -1 -1.75 -0.45 -0.75
Cpi1 = +0.2 ; Cpi,2 =-0.3 (coefficient de pression pour la pression intérieure)
Zone F : Cpe, F =-1.3
Zone G : Cpe,G = -1
Zone H : Cpe, H = -0.45
Alors les pressions du vent sur la toiture du bâtiment sont:
q¥± = CJ&± − CJ$,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$,H xqJ = −2.4 − 0.2 x954 = −2.48
KN
mH
q¥≤ = −1.3 − 0.2 x954 = −1.43
KN
mH
qç≥ = −0.9 − 0.2 x954 = −1.05
KN
mH
Valeur moyenne pour toiture :
36. 26
q¥,-#$ = −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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.
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. 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. 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.