Transmission des charges des planchers aux poutres

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DESCRIPTION DU BATIMENT

Implantation

L’axe principal du bâtiment est parallèle à la façade arrière de l’Hôpital Joseph Ravoahangy Andrianavalona, la façade principale est donc tournée vers le Nord-Ouest.

Cette orientation a pour but d’être en conformité avec les alignements divers déjà existants. Elle permettra entre autre d’avoir une vue sur l’esplanade du Ministère des Affaires Etrangères et du siège de la succursale de la Banque Mondiale.

Morphologie

La forme extérieure du bâtiment est le reflet des fonctions internes, règle primordiale de la conception architecturale, sinon on tomberait dans un formalisme de décoration qui n’a rien à voir avec les règles de l’art.

Le dimensionnement des pièces et la forme des différents étages ont permis de définir une disposition presque standard, conforme à l’utilisation et aux besoins des différents ordres professionnels. Il fallait trouver un tronc commun, à l’exception du Rez-de-chaussée qui servira à tout le monde.

La disposition des pièces a permis de faire bénéficier à l’ensemble, une architecture avec décrochements des façades, lesquelles peuvent être traitées différemment en rapport avec les fonctions arrière qu’elles sont sensées représenter. Par exemple, les murs extérieurs des toilettes ne peuvent pas être traitées en murs-rideaux.

Les décrochements sont accompagnés d’encorbellement surplombant le Rez-de-chaussée, et confèrent au bâtiment une légèreté pour sortir des façades plate qu’on appelle communément : « style CEG ».

L’ascenseur proposé est du type « nouvelle génération » avec motorisation accompagnant la cabine dans ses déplacements et permet ainsi d’éviter des locaux machinerie encombrants en toiture.

Pour des raisons d’économie et de fiabilité, la toiture choisie est de forme à deux pentes en tôle galvabac sur poutrelles métalliques. La faiblesse des pentes autorisées aujourd’hui par l’existence sur le marché de possibilité de découpe à façon, a permis de cacher la toiture derrière un acrotère en surplomb qui couronne l’immeuble.

L’utilisation des façades rideaux et de murs en intermittence permet d’absorber les nez de plancher et les poteaux de la structure. La réflexion des constructions environnantes dans ces murs-rideaux absorbe la masse du bâtiment.

La symétrie du plan des étages facilite la compréhension de la configuration des espaces. Par ailleurs, c’est un atout dans le processus de construction d’immeuble à étage.

Organisation fonctionnelle du plan

On adopte une disposition sur deux rangées de bureaux qui est plus économique qu’une seule rangée. Cela à aussi pour avantage la possibilité d’éclairer toutes les salles par la lumière du jour. La rangée double des poteaux, interrompue par la cage d’escalier, permet la réalisation de couloir entre ces points d’appuis. Et comme l’immeuble se situe dans la catégorie des constructions courtes (longueur du bâtiment inférieure à 50 m), ces couloirs seront éclairés par des éclairages économiques directs en façades latérales.

L’étage courant est formé de deux rangées de locaux disposés de part et d’autre d’une circulation centrale qui est constituée par l’ascenseur, l’escalier et les dégagements. Ces derniers ont été conçus au minimum de développements afin d’éviter les effets couloir, sombres et étroits. Ainsi, tout les locaux sont éclairés naturellement car ils ont tous au moins une façade sur l’extérieure.

Le positionnement central des circulations verticales (ascenseur et escalier) facilite les déplacements horizontaux et verticaux, et avantage le système constructif (raidisseur, points d’appui, etc.…).

Nous somme ici dans la catégorie des constructions courtes, les évacuations en cas de danger sont sécurisantes.

La disposition asymétrique de la cage d’ascenseur et d’escalier, dans le sens transversale permet d’obtenir d’un coté des salles beaucoup plus profondes (salles de réunion).

Choix des matériaux

La structure

Une structure en béton armé a été adoptée. Ce choix a été fait pour les raisons suivantes :

Durabilité du matériau ;

Facilité de mise en œuvre ;

Entretient inexistant ;

Résistance au feu ;

Résistance à la compression ;

D’autre part, l’utilisation de l’ossature en béton armé est plus rentable pour un bâtiment dont le nombre d’étage est inférieur à 10 (plus économique).

Structures verticales

On choisira l’ossature poteau pour sa légèreté et son encombrement réduit. Les voiles seront utilisées pour la cage d’escalier et d’ascenseur pour sa résistance relative au feu et contribueront au contreventement de la structure et sur l’isolation acoustique.

Structure horizontale

Les planchers seront constitués par de poutrelles en béton armé coulé sur place avec entrevous en terre cuite. Les avantages sur l’utilisation de ce type de plancher sont les suivants :

Légèreté ;

Grande isolation thermique et acoustique ;

Moins de béton coulé en œuvre qu’en utilisant la dalle pleine ;

Excellente coupe-feu ;

Excellente performance mécanique.

De plus, comme il n’y a pas de trémie et que la portée n’est pas très importante l’emploi du plancher à corps creux est donc plus avantageux.

Le plancher s’appuiera sur des poutres de section rectangulaire.

La façade

La façade sera constituée par une alternance des façades légères et lourdes. Cela réduira le risque de surchauffe de l’immeuble et permettra un bon éclairage des locaux. L’utilisation d’imposte permet de ventiler convenablement les espaces

Façade légère

On utilisera la façade rideau à ossature cadre constituée de profilés tubulaires : montants et traverses d’ossature en acier inoxydable. L’assemblage de ces éléments d’ossature se fait en coupe droite et les cadres en aluminium qu’ils portent reçoivent les remplissages vitrés de type à l’italienne et les cadres fixes.

On utilisera des traverses et des montants en acier inoxydable ;

Les liaisons aux angles des murs-rideaux sont réalisées à partir des tôles d’habillage en aluminium assemblées par collage avec un isolant ;

Les joints de dilatation structurels sont réalisés à partir des demi- montants permettant de ne pas modifier l’aspect extérieur de la façade ;

L’étanchéité est assurée par une double barrière de joints en EPDM : une barrière principale sur les cadres et une barrière secondaire sur l’ossature ;

Les liaisons avec la structure de l’immeuble seront assurées par des attaches métalliques fixes et des manchons qui permettent la dilatation de l’ossature. Les attaches métalliques sont constituées d’équerre en acier galvanisé en forme de L, et sont fixées à la structure porteuse par l’intermédiaire d’un trou oblong qui permet le réglage.

Les cadres fixes devant les parois aveugles et en allèges recevront des vitrages simples cotés extérieurs et des panneaux isolants du coté intérieurs (création d’un espace d’air respirant) ;

Les cadres ouvrants seront en vitrage double réfléchissant, ces ouvrants s’intègrent parfaitement dans l’ensemble sans modifier l’aspect extérieur des façades (ouvrants cachés).

Façade lourde

Exécuté en maçonnerie de parpaing creux non porteur couvert d’un enduit teinté monocouche de 1.5 cm d’épaisseur.

Les dalles en porte à faux qui reçoivent les murs rideaux seront habillées par des moulures décoratives en cavet (jonction basse sur dalle et jonction haute sur dalle).

Aménagement intérieur

Exigences

Chaque bureau dispose obligatoirement :

D’une prise de jour en façade de façon à permettre d’avoir un éclairage naturel suffisant ;

D’une prise d’air frais ;

Des prises d’électricité ;

D’une prise locales de circulation pour les entrées et sorties. En outre il faut concevoir

Des têtes de mur qui permettront aux chambranles de contourner tout le périmètre des portes et des placards ;

L’aération des toilettes, qui sera assurée par une seule ouverture située sur la partie en ressaut des façades latérales, cela évite ainsi de concevoir des ouvertures sur chaque WC. Une gaine technique permet de cacher les branchements, canalisations et aérations divers.

Principe d’aménagement

L’immeuble comprend 4 étages dont l’aménagement de l’intérieure sera identiques, chaque ordre Professionnel recevra un étage à sa disposition et il devra respecter les destinations prescrites pour chaque local à l’usage durant la phase d’exploitation de l’ouvrage [il est dangereux de transformer par exemple un bureau (250 daN/ m2) en salle d’archive (1000daN/ m2)].

Le rez-de-chaussée

Le rez-de-chaussée sera à la disposition de chaque ordre et pourra recevoir des manifestations diverses telles que : conférences, exposition, etc.

La porte d’accès principale sera en châssis d’aluminium vitré va-et-vient à 2 vantaux ; La façade en avancée recevra des ouvertures qui vont donner une source de lumière naturelle au hall ainsi qu’aux couloirs, escalier et réception.

La salle de réunion avec sa surface de 69.60 m2 pourra accueillir jusqu’à 28 personnes. Elle aura deux porte va-et-vient à deux vantaux dont l’une coté réception sera destinée à l’entrée et l’autre à la sortie. Les fenêtres auront des dispositions qui faciliteront les projections vidéo.

Les étages courants

L’occupation des étages par chaque ordre sera en fonction de l’importance de ce dernier, ils sont repartis en fonction du nombre des membres pour chaque ordre. D’où :

Le premier étage sera destiné à l’ordre des médecins ;

Le deuxième étage pour l’ordre des sages femmes ;

Le troisième étage pour l’ordre des pharmaciens ;

Le quatrième étage pour l’ordre des dentistes.

Le hall, escalier et couloirs bénéficient d’une lumière naturelle grâce au second jour séparant la salle d’attente-secretariat avec le hall ;

Le bureau du président, la bibliothèque, la salle de réunion et la salle d’attente seront éclairés par les façades rideaux ;

La salle de réunion dispose de deux porte va-et-vient à deux vantaux dont l’une coté bibliothèque (arrivée escalier) sera destinée à l’entrée et l’autre du coté de la toilette à la sortie ;

La salle d’attente sera aménagée sur la façade principale, les visiteurs bénéficieront ainsi d’une vue sur la rue et les immeubles voisins.

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Table des matières

INTRODUCTION
1ère PARTIE : ETUDE PRELIMINAIRE
CHAPITRE I : LES ORDRES DES PROFESSIONS DE LA SANTE
I.1 Les ordres professionnels
I.1.1 Définition
I.1.2 Rôles
I.2 Description de chaque ordre des personnels soignant
I.2.1 L’ordre des médecins de Madagascar
I.2.2 L’ordre des sages femmes de Madagascar
I.2.3 L’ordre des dentistes de Madagascar
I.2.4 L’ordre des pharmaciens de Madagascar
CHAPITRE II : JUSTIFICATION DU PROJET
II.1 Les situations actuelles
II.1.1 L’ordre des médecins de Madagascar
II.1.2 L’ordre des sages femmes de Madagascar
II.1.3 L’ordre des dentistes de Madagascar
II.1.4 L’ordre des pharmaciens de Madagascar
II.2 La situation à adopter
CHAPITRE III : LE SITE DU PROJET
III.1Historique du quartier d’ Ampefiloha
III.2 Caractéristiques
CHAPITRE IV : STRUCTURE IMMOBILIERE DANS LA VILLE D’ANTANANARIVO
IV.1 Contexte actuel des logements
IV.1.1 Les différents types de logement
IV.1.2 Situations actuelles
IV.1.3 Les matériaux de construction
IV.2 La demande de logement
2ème PARTIE: ETUDE ARCHITECTURALE
CHAPITRE I : DESCRIPTION DU BATIMENT
I.1 Implantation
I.2 Morphologie
I.3 Organisation en plan
I.4 Choix des matériaux
I.4.1 La structure
a) Structures verticales
b) Structures horizontales
I.4.2 La façade
a) Façade légère
b) Façade lourde
I.5 Aménagement intérieur
I.5.1 Exigences
I.5.2 Surfaces nécessaires
I.5.3 Principes d’aménagement
a) Le rez-de-chaussée
Mémoire de fin d’étude
b) Les étages courants
I.5.4 Schémas fonctionnel
a) Rez-de-chaussée
b) Etages courants
I.6 Descriptifs sommaires et caractéristiques techniques principales
CHAPITRE II : CONFORT ET SECURITE
II.1 Confort
II.1.1 Confort acoustique
II.1.2 Confort thermique
II.1.3 Eclairage
II.2 Sécurité
II.2.1 Protection contre la foudre
II.2.2 Protection contre l’incendie
3ème PARTIE: ETUDES TECHNIQUES
CHAPITRE I : APPROCHES TECHNIQUES
I.1 Les matériaux
I.1.1 Le béton armé
a) Les constituants
b) Caractéristiques
I.2 Actions et sollicitations
I.2.1 Actions
I.2.2 Sollicitations
I.3 La règle BAEL
a) Etats limites ultimes
b) Etats limites de services
CHAPITRE II : PREDIMENSIONNEMENT
II.1 Poutres
II.1.1 Poutres transversales
II.1.2 Poutres longitudinales
II.2 Plancher
II.3 Poteau
II.3.1 Hypothèses
II.3.2 Calculs
II.4 Voiles
CHAPITRE III : CALCULS DES ACTIONS
III.1 Actions verticales
III.1.1 Poids volumiques des matériaux
III.1.2 Evaluation des charges permanentes
III.1.3 Les charges d’exploitation des locaux
III.2 Action horizontale : Effet du vent
III.2.1 La pression dynamique de base corrigée
a) La région
b) Le site
c) Effet de masque
d) La hauteur
e) La dimension
f) La forme du bâtiment
g) Le coefficient de majoration dynamique b
III.2.2 La pression dynamique de calcul
CHAPITRE IV : DESCENTE DES CHARGES
IV.1 Principe
IV .2 Hypothèse de calcul
IV.3 Les charges engendrées par les actions verticales
IV.3.1 Descente de charge pour le portique file A
a) Etude du poteau A3
b) Etude du poteau A5
c) Etude du poteau A8
d) Etude du poteau A10
IV.4 Descente des charges
IV.4.1 Poteau A3
IV.4.2 Poteau A5
IV.4.3 Poteau A8
IV.4.1 Poteau A10
IV.4 Descente des charges dues aux effets du vent
IV.5 Descente des charges totales
CHAPITRE V : CALCUL DE LA SUPERSTRUCTURE
V.1 Généralité
V.2 Détermination des charges appliquées
V.2.1 Les charges verticales
V.2.2 Transmission des charges des planchers aux poutres
V.2.3 Cas du portique file A
V.2.4 Les charges horizontales
V.3 Evaluation des sollicitations de calcul
V.3.1 Combinaison d’action
V.3.2 Méthode de calcul
V.4 Calcul de l’ossature
V.4.1 Poutres
a) Généralités
b) Calculs des armatures longitudinales
c) Calcul des armatures transversales
d) Adhérence béton-acier
e) Arrêt des barres
V.4.2 Poteaux
a) Généralités
b) Organigramme de calcul pour une section rectangulaire soumise à la flexion composée à l’ELU
c) Calcul des armatures
V.5 Plancher
V.5.1 Généralité
V.5.2 Caractéristiques
V.5.3 Calcul
a) Hypothèse de calcul
b) Les poutrelles
c) Calcul des armatures
V.6 Acrotère et chéneau
V.6.1 Généralité
V.6.2 Evaluation des charges
V.6.3 Calcul des sollicitations
V.6.4 Calcul des armatures
a) Armatures longitudinales
b) Armature de répartition
c) Armature sur l’acrotère
V.7 Escalier
V.7.1 Généralité
V.7.2 Dimensionnement
a) Dimensionnement de la première et de la troisième volée
b) Dimensionnement de la deuxième volée du RDC
CHAPITRE VI : TOITURE
VI.1 Généralité
VI.2 Choix des matériaux
VI.2.1 Le revêtement
VI.2.2 L’ossature
VI.3 Calculs des éléments de la toiture
VI.3.1 Les charges à prendre en compte
VI.3.2 Vérification de la performance
a) La couverture
b) Calcul des pannes
VI.4 Règle de mise en oeuvre
CHAPITRE VII CALCUL DE L’INFRASTRUCTURE
VII.1 Généralité
VII.1.1 Définition
VII.1.2 Types de fondation
VII.2 Etude du sol
VII.3 Etude de la fondation
VII.3.1 Choix de la fondation
VII.3.2 Règles de calcul
VII.3.3 Prédimensionnement
VII.3.4 Dimensionnement
a) Calcul de l’effort mobilisable sous la pointe
b) Calcul de l’effort limite mobilisable par frottement latérale
c) Semelle de liaison
d) Vérification du poinçonnement à la tête du puit due à la contrainte transmise à la base de la semelle
VII.3.5 Justification
a) Etats- limite de mobilisation locale du sol
b) Vérification vis à vis de la compression du puit
c) Vérification vis à vis du tassement
VII.3.6 Calcul des ferraillages de la semelle de .liaison
VII.3.7 Longrines
a) Les efforts dus aux charges verticales
b) Les efforts transmis par les poteaux
c) Moments de calculs
d) Armatures
CHAPITRE VIII : LE SECOND OEUVRE
VIII.1 Adduction d’eau
VIII.1.1 Les paramètres de base
a) Les débits
b) La vitesse
VIII.1.2 Dimensionnement de tuyaux
a) Canalisation secondaire
b) Canalisation primaire
c) Bouche d’incendie
VIII.2 Assainissement
VIII.2.1 Evacuation des eaux pluviales
a) Dimensionnement des chéneaux
b) Dimensionnement des dispositifs d’évacuation des eaux pluviales (EEP)
c) Dispositifs d’évacuation de secours, le trop plein (TP)
d) Les collecteurs d’eaux pluviales
VII.2.2 Evacuation des eaux
a) Evacuation des eaux usées
b) Evacuation des eaux de vannes
VIII.3 Eclairage
VIII.4 Façade
VIII.4.1 Les actions à prendre en compte
VIII.4.2 Liaison avec la structure
a) Les ossatures du mur rideau
b) Les remplissages vitrées
VIII.4.3 Modélisation de l’ossature du mur rideau
VIII.4.4 Dimensionnement de l’ossature
a) Les matériaux
b) Vérification de la résistance
c) Vérification de la déformation
VIII.4.5 Action de la variation de température et d’hygrométrie
a) Dilatation des montants
b) Dilatation des traverses
VIII.4.6 Fixation avec la structure de l’immeuble
VIII.5 Enduits
VIII.6 L’ascenseur
VIII.6.1 Généralités
VIII.6.2 Dimension de la cabine
VIII.6.3 Dimension de la gaine
4ème PARTIE : ETUDE FINANCIERE
CHAPITRE I : DEVIS DESCRIPTIF
CHAPITRE II : DEVIS QUANTITATIF ET ESTIMATIF
5 ème PARTIE : PARTIE INFORMATIQUE
CHAPITRE I : GENERALITE
CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA SIMULATION
II.1 Caractéristiques
II .1.1 Caractéristiques de la section
II.1.2 La figure
II.2 Chargement
II.3 Sollicitation
II.4 Calcul des armatures
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ANNEXES
ANNEXES

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DESCRIPTION DU BATIMENT

Structures verticales

Principe d’aménagement

Table des matières

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