Etude d'un bâtiment en B_A (R8+ENTRE SOL) à usage multiples d'habitation commercial contreventé par un système mixte (voiles-portiques)

Abstract

Pour l’étude d’une structure en génie civile en général, et du bâtiment en particulier, ’ingénieur doit définir à l’avance une stratégie d’étude en définissant les différentes étapes de l’étude. Ces étapes qui vont conduire à un résultat final, qui est la définition des différentes sollicitations, qui seront utilisées à leur tour pour le dimensionnement des différents éléments d la structure. Une étude génie civil à pour objectif de dimensionner la structure à fin d’avoir un meilleur comportement en faisant travailler les matériaux au maximum. Le dimensionnement de la structure repose sur plusieurs paramètres, à savoir, sa conception architecturale, la nature du site d’implantation, la maitrise des codes de calcules et des règlements en vigueur. Les soucis de l’ingénieur en génie civil c’est de concevoir une structure qui répond aux différentes exigences de comportement et de résistance. Le comportement vis avis des charges sismiques dans notre cas est un souci majeur du fait que la structure étudiée sera implantée à Bejaia qui est une zone sismique. Par ailleurs, cette étude nous a conduits à dégager un certain nombre de conclusions dont les plus importantes sont : Après l’analyse des plans architecturaux on à constatés que la structure est plus au moins régulière en plans et en élévation. L’analyse géotechnique donnée du site nous donne que le sol d’assise à une capacité portante faible vue l’importance de l’ouvrage. Le pré dimensionnement des éléments a permis de donner une idée générale sur les dimensions des différents éléments à savoir : plancher, poutres, poutrelles, escalier, acrotère, poteaux. Les dimensions seront utilisées pour la détermination dé charges statiques de la structure. Ces dimensions sont utilisées dans le modèle numérique en 3D réalisé à l’aide du logiciel ETABS. On a constaté que le critère le plus dominant dans le choix de l’épaisseur des dalles pleines est le critère du coupe feu. Et le poteau le plus sollicité n’est pas toujours le poteau à côté de la cage d’escalier. En effet, pour notre cas, ce n’est pas le poteau qui a une grande surface afférente. La modélisation de la structure, en utilisant le logiciel ETABS 2016, nous a permis de prédire le comportement de la structure sous chargement sismique. On a effectué un calcul tridimensionnel dynamique dans le but de déterminer les différentes sollicitations sous différentes combinaisons d’actions. Cela, est effectué afin de dimensionner de manière correcte les différents éléments vis- à-vis des sollicitations dynamiques et d’avoir un meilleur comportement de la structure et de satisfaire toutes les conditions de RPA99/2003. La modélisation et l’étude dynamique de la structure nous a conduit à opter pour un système de contreventement mixte voile-portique avec interaction et cela est due à la hauteur importante de l’ouvrage étudié. Pour avoir un comportement acceptable de la structure en question et pour vérifier l’interaction portique-voile (horizontale et vertical), on a opté pour des voiles d’épaisseur e = 20cm pour le RDC et e =15cm pour les étages courants. Le nombre total des voiles prévus est de 13, disposés selon le sens xx 07 voiles et 06 selon le sens yy. Ces voiles vont supporter au moins de 80% de l’efforts horizontal et au plus de 20% d’efforts vertical. Et des portiquespoteaux- poutres, les des poteaux. La modélisation qui a été faite avec le logiciel ETABS, nous a donnée des résultats satisfaisant vis-à-vis des exigences des regèles en vigueur. Les résultats obtenus ont montré que les deux premiers modes sont des modes de translation, le 1er selon xx et le 2eme selon yy, et le 3eme est une rotation. Le taux de participation massique atteint plus de 90% dans le mode 09 selon xx et dans le mode 12 selon yy. Les périodes numériques obtenues par le logiciel ETABS dans les deux premiers modes sont inférieures à celles calculées après majoration de 30% (RPA99/2003 Art 4.2.4), donc la condition des RPA99/2003 est vérifiée. L’effort tranchant à la base du bâtiment dans le sens x-x est vérifié. Cependant, la condition n’est pas vérifiée dans le sens y-y, en effet, d’après l’article 4.3.6, toutes les réponses obtenues à partir de la méthode modale spectrale doivent être majorées par un facteur de (0.8 ? Vst) / Vdyn 1.0011. - Les sections des poteaux et poutres choisies au chapitre pré dimensionnement ont été augmentées afin de vérifier l’interaction voiles portiques. - Pour garantir une stabilité totale de la structure vis-à-vis des déplacements horizontaux, nous avons vérifié l’effet du second ordre (effet P-?). - La vérification de l’effort tranchant à la basse du bâtiment dans le sens y-y n’est pas vérifier, donc on doit majorée toutes les réponses obtenues à partir de la méthode modale spectrale par un facteur de (0.8 x Vst)/ Vdyn. - Dans l’étude des éléments porteurs, on déduit que les poteaux sont ferraillés avec le minimum du RPA99, cela est dû au surdimensionnement, et que le RPA99 valorise la sécurité avant l’économie. - Le radier nervuré est le type de fondation choisi, vu les charges importantes et les petites trames qui induisent des chevauchements pour le choix des semelles isolées ou filantes.