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Étude d’une tour à usage d’habitation et commercial (2SS+RDC+18 ETAGES)
en Béton armé
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Sous la direction de:
Mr.Labrouki Bachir
Réalisé par :
Amouri ZakaryaBoudjouraf Houssem Eddine
U n i v e r s i t é d e 0 8 M a i 1 9 4 5 d e G u e l m a
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Présentation de l’ouvrage
Hauteur des étages courants :
H = 3,10 m
La hauteur totale de la Tour est : H =
69,38 m
►Hauteur de RDC : H = 3,40 m Hauteur des étages
sous sols : H = 3,40 m
►Longueur totale du Tour a la base
en plan : H = 29,30m
►Larguer totale du Tour a la base en plan : H = 33,40 m ►Zone de moyenne sismicité zone IIa
►Site ferme : S2
►Groupe d’usage : 1B
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4
30,40 m29,70 m
69,38m
3,40m
3,10 m
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Caractéristiques des matériaux
Le béton et l’acier utilisés dans la construction de cet ouvrage seront choisis conformément aux règles techniques de conception et de calcul des ouvrages en béton armé CBA 93, et au règlement RPA 99 / version 2003.
La résistance du béton à la compression : fc28 = 25 Mpa.
Acier HA de limite élastique Fe = 400 Mpa.
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Pré dimensionnement
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Plancher dalle plein
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Calcul des charges
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Pré dimensionnement des poteaux
Vérification selon le BAEL91 révisées 99:
► Vérifications du 1,1 Nu ≤ Nu
Vérification selon le RPA 99 / version 2003 :
►Coffrage
►Sollicitations normale ≤ 0,3
►Sollicitations tangentes τu ≤ τbu
Vérification du poteau au flambement
λx λy; <70
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Etude des éléments secondaires
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La dalle flottante
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Etude sismique de la structure
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la méthode statique équivalente.
la méthode d’analyse modale spectrale.
la méthode d’analyse dynamique par accélérogrammes.
Le choix de la méthode de calcul dépend des conditions d'application de chacune d'elle. Dans notre cas, D’après le RPA 99 / version 2003, notre structure est implantée et classée dans la zone sismique II-A groupe d’usage 1B.
Le calcul se fait en méthode dynamique spectacle du fait que notre Tour ne répond pas aux critères (4.1.2.b) exigés par le RPA 99 / version 2003, quand a l'application de la méthode statique équivalente.
La hauteur de la structure : H = 69,38 m < 23 m
Donc nous avons utilisé une méthode dynamique (méthode d’analyse modale spectrale) en utilisant les deux logiciels de calcule des structures Auto desk Robot Structural Analysis Professional 2010 et ETABS 2013.
Choix de la méthode de calcul
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Les dispositions des voiles
T = 1,72 sec
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Les dispositions des voiles
T= 1,69 sec22
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Les dispositions des voiles
T= 1,61 sec 23
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Les dispositions des voiles
T= 1,54 sec24
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Les dispositions des voiles
T = 1,40 sec 25
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Les dispositions des voiles Période fondamentale de la structure = 1,08 sec
Selon le RPA 99 / version 2003 (Art 4.2.4.b) : la valeur de T calculée ne doit pas dépasser 30% de celle estimée à partir des formules empiriques.
●T = 1,08×1,3 = 1,40 sec
Parmi les 5 variantes précédentes on considère la 5éme variante qui permet d’avoir une faible période et plus d’économie.
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1er mode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux
terrasse X-Y (résultats de Robot 2010)
1er mode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux terrasse X-Y
(résultats de l'ETABS 2013)
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28
2émemode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux terrasse X-Y
(résultats de Robot 2010)
2éme mode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux terrasse X-Y
(résultats de l'ETABS 2013)
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3émemode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux terrasse X-Y
(résultats de Robot 2010)
3émemode de déformation de la structure à cause des efforts sismiques niveaux terrasse X-Y
(résultats de l'ETABS 2013)
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![Page 32: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/32.jpg)
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![Page 33: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/33.jpg)
Différents conditions de stabilité de structure
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►Vérification de la résultante des forces sismiques par la méthode statique équivalente
►Vérification de déplacement
►Justification vis-à-vis de l’effet P-D
►Vérification au renversement
►Nombre des modes considérer Condition vérifiée
Condition vérifiée
Condition vérifiée
Condition vérifiée
Condition vérifiée
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Conclusion de l’etude sismique
On peut dire que suivant les règles parasismiques algériennes RPA 99 / version 2003 notre Structure est stable dans le cas de présence d'action sismique.
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Etude de vent
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![Page 36: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/36.jpg)
Etude de ventDans l’étude de vent on applique le règlement neige et vent ''D.T.R. C 2-4.7'' (R.N.V. 1999) avec une pression dynamique de 375 N/m2
RX Ry
1278,239 KN 1081,608 KN
►On doit faire une comparaison entre le calcul manuel suivant le règlement ''D.T.R. C 2-4.7'' (R.N.V. 1999) et la simulation de pression du vent avec le logiciel de calcul des structures Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2015 de pression dynamique qdyn = 375 N/m2, et les figures suivantes représentent les sollicitations agissant aux éléments
de notre structure vis-à-vis de la pression du vent dans les différentes directions.
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Et d’après les calcules on a les réactions aux niveaux de la base de le sens longitudinale et transversale qui représenté dans ce tableaux.
![Page 37: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/37.jpg)
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![Page 38: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/38.jpg)
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![Page 39: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/39.jpg)
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![Page 40: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/40.jpg)
Résultat de L’effort du vent
Cas 26 - Simulation du
vent X+ 20 m/s
27 - Simulation du
vent X+Y+ 20 m/s
28 - Simulation du
vent Y+ 20 m/s
29 - Simulation du
vent X-Y+ 20 m/s
Réaction sens X
(Kg)
-9841,05 -38291,61 -22734,66 -22719,77
Réaction sens Y
(Kg)
-26195,76 -16449,05 13766,31 -17754,75
Cas 30 - Simulation du
vent X- 20 m/s
31 - Simulation du
vent X-Y- 20 m/s
32 - Simulation du
vent Y- 20 m/s
33 - Simulation du
vent X+Y- 20 m/s
Réaction sens X
(Kg)
-5290,99 29769,44 31928,41 23241,25
Réaction sens Y
(Kg)
-24692,46 -17766,07 -29374,74 -21456,91
RXmaxsimulation = 38291,61 Kg = 382,9161 KN
RYmaxsimulation = 29374,74 Kg = 293,7474 KN
Vx = max (RXsimulation ; RXcalculer ) = 1278,239 KN
Vy = max (RYsimulation ; RXcalculer ) = 1081,608 KN
Donc finalement :Effort sismique sur la Tour : Ex = 9047,362 KN < Effort du vent sur la Tour : Vx = 1278,239 KNEffort sismique sur la Tour : Ey = 9914,69 KN < Effort du vent sur la Tour : Vy = 1081,608 KN
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Voici les résultats de simulation du vent qui réduite dans ce tableau
![Page 41: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/41.jpg)
Conclusion de l’étude de vent►En comparant les actions du vent à celles du séisme, on remarque que ces dernières sont
plus importantes et vue que la probabilité d’avoir les deux actions simultanément est faible, la suite de l'étude se fera en tenant compte uniquement des actions sismique.
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![Page 42: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/42.jpg)
Etude de ferraillage des éléments structuraux
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![Page 43: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/43.jpg)
Etude de ferraillage des poteaux
►Détermination des sollicitations
●à l’ELU
●à l’ELS
►Ferraillage des poteaux en flexion composée
●Calcul des armatures à L'ELU
Combinaisons spécifiques de calcul :Combinaisons fondamentales : « 1er genre » BAEL 91 révisée 99 ●1,35×G + 1,5×Q……………….. (ELU) ● G + Q………………………….. (ELS)Combinaisons accidentelles : « 2ème genre » RPA 99 / version 2003 ●G + Q + 1,2E ●G + Q - 1,2E
●ACC
●Calcul des armatures à ACC
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![Page 44: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/44.jpg)
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Coupe de Ferraillage des poteaux 95×100 cm2
![Page 45: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Coupe de Ferraillage
des poteaux 95×100 cm2
![Page 46: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Coupe de Ferraillage des
poteaux 30×30 cm2
Coupe de Ferraillage
des poteaux 40×40 cm2
![Page 47: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Coupe de Ferraillage
des poteaux 55×55 cm2
Coupe de Ferraillage
des poteaux 60×60 cm2
![Page 48: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Coupe de Ferraillage des poteaux 60×65
cm2
Coupe de Ferraillage des poteaux 65×65
cm2
![Page 49: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Coupe de Ferraillage des
poteaux 65×70 cm2
Coupe de Ferraillage des
poteaux 70×75 cm2
![Page 50: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/50.jpg)
50
Coupe de Ferraillage des poteaux 80×85
cm2
Coupe de Ferraillage des poteaux 75×80
cm2
![Page 51: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/51.jpg)
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Coupe de Ferraillage des poteaux 90×90 cm2
![Page 52: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/52.jpg)
52
Coupe de Ferraillage des poteaux circulaire
D=50 cm
Coupe de Ferraillage des poteaux circulaire
D=50 cm
![Page 53: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/53.jpg)
53
Ferraillage de recouvrement des poteaux
95×100 avec les poteaux 90×90
(cas droite)
![Page 54: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/54.jpg)
54
Ferraillage de recouvrement des
poteaux 95×100 avec les poteaux
90×90 (cas centré)
![Page 55: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/55.jpg)
55
Ferraillage de recouvrement des poteaux
95×100 avec les poteaux 90×90 (cas gauche)
![Page 56: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/56.jpg)
Etude de ferraillage des poutres
►Combinaisons spécifiques de calcul :Combinaisons fondamentales : « 1er genre » BAEL 91 révisée 99
● 1,35G +1,50Q.................(ELU) ● 1,35G+1,5T+Q...............(ELU) ● 1,35G +1,50Q +0,8T......(ELU) ● G + Q .............................(ELS) ● G + T + 0,77 Q................(ELS)
● G + Q + 0,6 T..................(ELS)
Combinaisons accidentelles : « 2ème genre » RPA 99 / version 2003 ● G + Q + E ● G + Q – E ● 0.8G + E ● 0.8G – E
Dans nos poutres il y'a des poutres continues qui ont dépassée 25 mètre donc selon le BAEL 91 révisée 99 (Art B.5.1) il faut entrer le calcul d'effet de température. Selon le CBA 93 (Art A.3.1.3.3) : En Algérie du Nord (climat tempéré) : +35oC et -15oC - Pour les proche et le moyen Sud : +45oC et -20oC - Pour l'extrême Sud : +50oC et -30oC Pour notre cas On prend : +35oC et -15oC
56
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Etude de ferraillage des poutres
►Détermination des sollicitations
●à l’ELU
●à l’ELS
●ACC
►Ferraillage des poutres en flexion simple
●Calcul des armatures à L'ELU
●Calcul des armatures à ACC
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Exemple de ferraillage des poutres secondaires de portique 2 de niveaux 17éme et 18éme étage
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Exemple de ferraillage des poutres secondaires de portique 2 de niveaux 9éme et 13éme étage
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Etude de ferraillage des voiles
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►Détermination des sollicitations
●à l’ELU
●à l’ELS
►Ferraillage des voiles en flexion composée
●Calcul des armatures à L'ELU
Combinaisons spécifiques de calcul :Combinaisons fondamentales : « 1er genre » BAEL 91 révisée 99 ●1,35×G + 1,5×Q……………….. (ELU) ● G + Q………………………….. (ELS)Combinaisons accidentelles : « 2ème genre » RPA 99 / version 2003 ●0,8G + E …………………………..(ACC) ●0,8G – E …………………………. (ACC) ●G + Q + E ………………………...(ACC) ●G + Q – E ………………………...(ACC)
●ACC
●Calcul des armatures à ACC
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Coupe de verticale de ferraillage d’un voile
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Coupe horizontale de Ferraillage d’un
voile
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Etude des fondations
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schéma de 1ére proposition de radier général nervuré
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Différentes sollicitations agissantes aux 1ére radier proposé Moment: Mxx«ELU«
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Différentes sollicitations agissantes aux 1ére radier proposé Moment: Myy«ELU«
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schéma de 2éme proposition de radier général nervuré avec le niveaux 2éme SS
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Différentes sollicitations agissantes aux 2éme radier proposé Moment: Mxx«ELU«
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Différentes sollicitations agissantes aux 2éme radier proposé Moment: Myy«ELU«
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schéma de 3éme proposition de radier général nervuré avec le niveaux 2éme SS
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Différentes sollicitations agissantes au 3éme type de radier proposé Moment : Mxx«ELU«
![Page 72: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/72.jpg)
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Différentes sollicitations agissantes au 3éme type de radier proposé Moment : Myy«ELU«
![Page 73: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/73.jpg)
73schéma de ferraillage de 3éme proposition de radier général nervuré
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coupe de ferraillage des nervures aux niveaux de travée
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coupe de ferraillage des nervures aux niveaux d’appuis
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Exemple de ferraillage des contreforts
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coupe verticale de ferraillage des contreforts.
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coupe horizontale de ferraillage des
contreforts.
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Vue 3D de notre Tour avec le radier générale
renforcé avec les contreforts
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Etude des fondations profondes
80Schémas de rupture des méthodes classiques (d’après H. Josseaume).
La capacité portante d'une fondation profonde repose sur la mobilisation, d'une part de la réaction offerte par le sol sur la pointe du pieu, et d'autre part d'un frottement latéral le long du fût du pieu. Dans notre structure en adopte des pieux de profondeur de 22,50 mètre.
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Radier général
3,0m Sable argileux à argile
γd = 1,81 ; w = 13,3% ; Sn =73%
γh = 2,05 ; Cu = 0,23 ; φ = 15o ; γ' = 1,13
1,2m Sable légèrement argileux brun
γd = 1,70 ; w = 17,80% ; Sn =90%
γh = 2,07 ; Cu = 0,23 ; φ = 19o ; γ' = 1,10
2,4m Argile maron plastique
γd = 1,75 ; w = 18,3% ; Sn =91%
γh = 2,07 ; Cu = 0,35 ; φ = 15o ; γ' = 1,10
3,6m Sable moyen buge
γd = 1,87 ; w = 17,3% ; Sn =95%
γh = 2,12 ; Cu = 0,23 ; φ = 21o ; γ' = 1,13
5,2m Sable argileux à argile sableuse grise
γd = 1,73 ; w = 19% ; Sn =91%
γh = 2,06 ; Cu = 0,20 ; φ = 19o ; γ' = 1,13
7,1m Sable fin biege
γd = 1,77 ; w = 17,8% ; Sn = 92%
γh = 2,08 ; Cu = 0,20 ; φ = 26,5o 81
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82contrainte dans les bielles
Dans notre projet on a adopté un radier général pour transférer les efforts des poteaux aux pieux. On adopte un pieu pour chaque quatre poteaux, et pour assurer la transmission des charges à tous les pieux provenant de chaque poteau, il faut que l'angle entre l'axe des pieux et l'axe des poteaux soit toujours compris entre 45° et 55° On adopte un radier général d'épaisseur 2,20 m et un débord de longueur 1,00m.
La disposition des pieux
![Page 83: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/83.jpg)
83la disposition des pieux par rapport aux poteaux et voiles
![Page 84: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/84.jpg)
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vue Y-Z des pieux et le niveau 2éme SS
![Page 85: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/85.jpg)
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vue 3D des pieux et le niveau 2éme SS
![Page 86: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/86.jpg)
ETUDE DE FERRAILLAGE DES PIEUX
86Déformation d'un pieu soumis à un chargement latéral et réaction du sol
vis-à-vis le risque de déformation des pieux a cause des efforts tranchant et moment aux la tète de pieux on a calcul le ferraillage des pieux avec la méthode de Souloumiac qui dépend des efforts normales et moments agissant aux pieux
![Page 87: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/87.jpg)
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coupe de ferraillage des pieux
![Page 88: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/88.jpg)
88exemple de coupe de ferraillage de radier général qui transmette la charge aux pieux
![Page 89: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/89.jpg)
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Vue 3D de notre Tour avec les fondations profondes
(les pieux)
![Page 90: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/90.jpg)
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![Page 91: Présentation de mémoire de fin d'etude genie civil](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012312/55c96194bb61ebf1398b45b0/html5/thumbnails/91.jpg)
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