[PDF] Calcul de la descente de charge Les actions et les sollicitations

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ChapitreIIIDescente de charge

Calcul de la descente de chargeLes actions etlessollicitations dans les bâtiments1.Terminologie1.1Les actions:Toute structure, qu"elle soit en béton armée ou en acier, est appelée à supporter descharges de diverses origines. Ces charges ou actionssont lesforceset/ou les moments appliqués à uneconstruction soit directementcomme:iCharges permanentesiCharges d"exploitationiCharges climatiquesiActions sismiquesOuIndirectementcomme:iEffet de la températureiDéplacement d"appuis ou plusprécisément tassement différentiel.1.2Les sollicitations:sont les efforts internes tels que le moment de flexion, l"effort tranchant etl"effort normal induits dans la structure par les différentes actions.2.Les actions2.1 Actions permanentes:Que l"on noteGdont l"intensité est constante ou très peu variable dansletemps, dans cette catégorie, noustrouvons:a-Le poids propre des éléments constituant la structure.Le tableau suivant donne, à titre d"exemple, les masses volumiques dequelques matériaux utiliséscouramment en construction.MatériauMasse volumique (kg/m3)Acier7850Aluminium2700Béton armé2500Béton non armé2200b-Les poids des équipements fixes detoute nature (dans les bâtiments par exemple, les revêtements desols et de plafonds, cloisons)c-Les efforts exercés par des terres, par des solides ou par des liquides dont les niveaux varient peu(poids, poussées, pressions dont les valeurs varient trèspeu dans le temps)d-Les déplacements différentiels d"appuis.e-Les forces induites par des déformations (retrait, fluage)2.2Actions variables:Que l"on noteQdont l"intensité varie fréquemment de façon importante dansle temps.Les actions variables comprennent:a-Les charges d"exploitation liées à l"exploitation future de l"ouvrage; elles correspondent auxmobiliers, aux matériels, aux matières en dépôt et aux personnes. Les valeurs de ces charges sontfixées parleDocument Technique Règlementaire (DTR B.C. 2.2).

ChapitreIIIDescente de charge

La valeur de la charge d"exploitation dépend:iDes surfaces sur lesquelles elles s"appliquent;iDes dégressions horizontales ou verticales retenues.Le tableau ci-après présente les valeurs nominales de quelques charges d"exploitationcourammentutilisées dans le bâtiment.ExploitationValeur prévue par leDTR(kg/m2)Habitation, Terrasse accessible privée150Balcon350Terrasse inaccessible100Salle de classe250Salle d"archives500 à 750Les actions naturelles telles queNeige, vent, température climatique

2.3Actions accidentelles:Que l"on noteFAces dernières proviennent de phénomènes se produisanttrès rarement, on cite à titre d"exemple: le séisme, les cyclones,les explosions, le choc des véhicule ouencore des avions....3-Principe de la descente de chargesOn appelle descente de charges, le principe de distribuer les charges sur les différents éléments quecompose la structure d'un bâtiment.On commence par leniveau le plus haut (charpente ou toitureterrasse) et on descend au niveau inférieur et cela jusqu'au niveau le plus bas (les fondations).3.1Principe de calcul :Avant de commencer le calcul de la descente de charges, il est nécessaire d'établir un principe destructure niveau par niveau avec le sens de portée de la charpente et des planchers, les balcons, lespoteaux, les poutres, etc...Ensuite, on détermine les caractéristiques des éléments porteurs : Type de plancher, revêtement desol (épaisseuret nature) , typ e de toitur e (tui le, a rdoise, possibil it é de ne ige,...) , cloi sons, type etépaisseur de murs (briques, parpaing, béton). Ce sontles charges permanentes.Puis, on définie le type d'utilisation des pièces (logements, circulation, bureaux,....) pour choisir lessurcharges d'exploitationà appliquer au plancher. Ce sont des charges qui prennent en compte les

Charge permanentes et charges variables

ChapitreIIIDescente de charge

La valeur de la charge d"exploitation dépend:iDes surfaces sur lesquelles elles s"appliquent;iDes dégressions horizontales ou verticales retenues.Le tableau ci-après présente les valeurs nominales de quelques charges d"exploitationcourammentutilisées dans le bâtiment.ExploitationValeur prévue par leDTR(kg/m2)Habitation, Terrasse accessible privée150Balcon350Terrasse inaccessible100Salle de classe250Salle d"archives500 à 750Les actions naturelles telles queNeige, vent, température climatique

2.3Actions accidentelles:Que l"on noteFAces dernières proviennent de phénomènes se produisanttrès rarement, on cite à titre d"exemple: le séisme, les cyclones,les explosions, le choc des véhicule ouencore des avions....3-Principe de la descente de chargesOn appelle descente de charges, le principe de distribuer les charges sur les différents éléments quecompose la structure d'un bâtiment.On commence par leniveau le plus haut (charpente ou toitureterrasse) et on descend au niveau inférieur et cela jusqu'au niveau le plus bas (les fondations).3.1Principe de calcul :Avant de commencer le calcul de la descente de charges, il est nécessaire d'établir un principe destructure niveau par niveau avec le sens de portée de la charpente et des planchers, les balcons, lespoteaux, les poutres, etc...Ensuite, on détermine les caractéristiques des éléments porteurs : Type de plancher, revêtement desol (épaisseuret nature) , typ e de toitur e (tui le, a rdoise, possibil it é de ne ige,...) , cloi sons, type etépaisseur de murs (briques, parpaing, béton). Ce sontles charges permanentes.Puis, on définie le type d'utilisation des pièces (logements, circulation, bureaux,....) pour choisir lessurcharges d'exploitationà appliquer au plancher. Ce sont des charges qui prennent en compte les

Charge permanentes et charges variables

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La valeur de la charge d"exploitation dépend:iDes surfaces sur lesquelles elles s"appliquent;iDes dégressions horizontales ou verticales retenues.Le tableau ci-après présente les valeurs nominales de quelques charges d"exploitationcourammentutilisées dans le bâtiment.ExploitationValeur prévue par leDTR(kg/m2)Habitation, Terrasse accessible privée150Balcon350Terrasse inaccessible100Salle de classe250Salle d"archives500 à 750Les actions naturelles telles queNeige, vent, température climatique

2.3Actions accidentelles:Que l"on noteFAces dernières proviennent de phénomènes se produisanttrès rarement, on cite à titre d"exemple: le séisme, les cyclones,les explosions, le choc des véhicule ouencore des avions....3-Principe de la descente de chargesOn appelle descente de charges, le principe de distribuer les charges sur les différents éléments quecompose la structure d'un bâtiment.On commence par leniveau le plus haut (charpente ou toitureterrasse) et on descend au niveau inférieur et cela jusqu'au niveau le plus bas (les fondations).3.1Principe de calcul :Avant de commencer le calcul de la descente de charges, il est nécessaire d'établir un principe destructure niveau par niveau avec le sens de portée de la charpente et des planchers, les balcons, lespoteaux, les poutres, etc...Ensuite, on détermine les caractéristiques des éléments porteurs : Type de plancher, revêtement desol (épaisseuret nature) , typ e de toitur e (tui le, a rdoise, possibil it é de ne ige,...) , cloi sons, type etépaisseur de murs (briques, parpaing, béton). Ce sontles charges permanentes.Puis, on définie le type d'utilisation des pièces (logements, circulation, bureaux,....) pour choisir lessurcharges d'exploitationà appliquer au plancher. Ce sont des charges qui prennent en compte les

Charge permanentes et charges variables

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mobiliers, des personnes et autres objets. On peut yinclure des cloisons qui peuvent être enlevées oudéplacées. Une fois tous ces renseignements réunis, on commence à calculer le bâtiment.Dire qu"un ouvrage quel qu"il soit résiste aux actions auxquelles il est soumis, implique que cedernier reçoit dans une première étape ces mêmes actions, puis dans une seconde étape les transmet ouencore les décharge au sol de fondation.

3.2Calcul dela surface d"influenceLaquestionquiseposeest:Quelleestlavaleurde l"effortnormal(decompression)sollicitantchaquepoteau,biensur aussi biensous l"influencedeschargespermanentesquesousl"action dessurchargesd"exploitation.Le poteauPis"est vu délimiter une zone d"influence (surface) de façon à ce que toute charge situéedans cette zone, alors cette charge sera reprise par ce même poteau.

Si l"on désire déterminer l"effort normal agissant sur le poteauPiencadré par deux trames (lxietlxi-1) dansle sens des X et deux trames (lyietlyi-1)dans le sens des Y,il faudra calculer la surfaced"influence affecté à ce poteau.Dans notre cas la surface d"influence aura pour expression :

ilyi-11lyilxi+1lxi-1lxi

IIIIII

ABCD

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Lemêmeraisonnementestmenépourlesautrespoteauxetchacund"euxseverra attribuerunesurfaced"influence. Si unechargesetrouvedansunetelleou tellezoned"influence,alors cettechargeseratransmiseettransitera parlepoteauauquel revientcettemêmezoned"influence.On distingue 3 types de Poteaux:-Poteauxde rives:AII, BI, BIII, CI, CIIIet DII-Poteaux centraux:BII et CII-Poteaux d"angles:AI, AIII, DI et DIII.3.3Calculd"une structure à plusieurs niveauxSachantquelesétagesdansunestructureréelles"appuientlesuns surlesautres(voirfigure)

Ennotant:Gterrasse:ChargepermanenteauniveaudelaterrasseQterrasse:Surcharged"exploitation auniveaudelaterrasseGEC:Chargepermanenteauniveaudesétagescourants.QEC:Surcharged"exploitation auniveaudesétagescourants.n:NombredeniveauxSouvent on estintéressépar la valeur de l"effort normal au niveau du RDC dans ce cas on écrit(toujours pour le poteau Pi)iCharges permanentes

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iSurcharges d"exploitationChaque plancher d"un immeuble est calculé pour la charge d"exploitation maximale qu"il doitsupporter. Toutefois, comme il est peu probable que tous les planchers d"une construction soientsoumis, en même temps,à leurs charges d"exploitation maximales, on réduit ces charges.Selonle nombre d"étagenon distingue deux cas:i:iSoitQ0la charge d"exploitation sur la terrasse couvrant le bâtiment,Q1, Q2,... Qnles chargesd"exploitations respectives des planchers1,2, ..., nà partir du niveau sous la terrasse et jusqu"àatteindre le niveau le plus bas.Le cumul des charges d"exploitationest calculé selon les deux lois de dégression données dans (DTRBC 2.2).1ercas:Charges d"exploitation différentes (Loi 1)Sous toit ou terrasseTerrasseQ0Sous dernier étageEtage 1Q0+ Q1Sous étage immédiatement inférieurEtage 2Q0+ 0.95 (Q1+Q2).....Etage 3Q0+ 0.90 (Q1+ Q2+ Q3).....Etage 4Q0+ 0.85 (Q1+ Q2+ Q3+Q4)Le niveau le plus basEtage nQ0+ (3 n2n) × (Q1+ Q2+ Q3+.....+Qn)N.B.Le coefficient3 n2nétant valable pour2èmecas:Charges d"exploitation identiques (Loi 2)Sous toit ou terrasseTerrasseQ0Sous dernier étageEtage 1Q0+ Q1Sous étage immédiatement inférieurEtage 2Q0+ Q1+ 0.90 Q2.....Etage 3Q0+ Q1+ 0.90 Q2+ 0.80 Q3.....Etage 4Q0+ Q1+ 0.90 Q2+ 0.80 Q3+ 0.70Q4......Etage 5Q0+ Q1+ 0.90 Q2+ 0.80 Q3+ 0.70Q4+0.60Q5Le niveau le plus basEtage nEt ainsi de suite en réduisant de 10% parétage jusqu"à 0.5Q valeur à conserver pourles étages inférieurs

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4-Combinaisons d"actionsVouloir construiredes ouvrages capables de résister à toutes les actions possibles, quelle que soit laprobabilité de leur apparition, ne serait pas économique. Par exemple il est couramment admisd"édifier des bâtiments qui ne sont pas capables de résister à l"impact d"unavion même si laprobabilité de l"occurrence d"un tel évènement n"est pas nulle.Alors, comment combiner différentes actions et pouvant agir simultanément afin de produire leseffets les plus défavorables possibles tout en garantissant une sécurité et une économie acceptables?Des Méthodes mathématiques dérivées du calcul des probabilités définissent différentescombinaisons d"actions à prendre lors du calcul d"un ouvrage de génie civil. Nous utiliseronsprincipalement les deux combinaisons suivantes:i1.35 G + 1.5 Q: Etat limite ultime, c"est un état au delà duquel l"ouvrage est dit en ruine.Calculébiensuren chaqueniveauetpourchaquepoteau.iG + Q: Etat limite de service, c"est un état au delà duquel les conditions d"exploitation ne sont plusremplies.Les coefficients 1.35 et 1.5 tiennent compte de la variation probable de l"intensité des forces.5.Connaissances supplémentairesIl est important en calcul des structures de connaître les actions à prendre en considération, de ce fait,onconsidère:iles actions ponctuelles ou charges concentrées : l"effort de contact est concentré en un point ou surune très faible surface.iles actions réparties sur une ligne ou charges linéiques : l"effort est réparti sur une ligne, droite ounon.iles actions réparties sur une surface ou charges surfaciques : l"effort est répartie sur une surface.

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6.EXEMPLE PRATIQUE D"EVALUATION DES CHARGES PERMANENTES ET CHARGES D"EXPLOITATIONS6.1. Maçonnerie:6.1.a.charge permanent du mursimple cloison:NComposantsÉpaisseur (m)Poids volumiques (KN/m3)Poids surfaciques (KN/m2)1Enduit en ciment0.02180.362Brique creuse0.1090.903Enduit en ciment0.02180.36TOTAL1.626.1.b.charge permanente du mur double cloison:NComposantsÉpaisseur (m)Poids volumiques (KN/m3)Poids surfaciques (KN/m2)1Enduit en ciment0.02180.362Brique creuse0.1090.903Lame d"aire0.10--4Brique creuse0.1090.95Enduit en ciment0.02180.36TOTAL2.52

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6.2. Plancher terrasse:6.2.a. Charges permanentes:NComposantsÉpaisseur (m)Poids surfacique (KN/m2)1Gravillon roulé0.040.722Étanchéité multicouche0.020.123Papier kraft-0.054Forme de pente0,142.25Plaque de liège0.0306Pare vapeur0.010.067Film polyane-0.018Planche corps creux0.20+0.053.29Enduit de plâtre0.020.2TOTAL6.59

6.2.b. Chargesd"exploitation:Terrasse inaccessibleQ = 1 KN/m2.

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6.3. Plancher courant:6.3.a. Charges permanentes:NComposantsÉpaisseur (m)Poids surfacique (KN/m2)1Carrelage0.020.442Lit de sable0.030.543Mortier de pose0.020.44Planchecorps creux0.20+0.053.25Enduit de plâtre0.020.26mur simple cloison0.11.62TOTAL6.40

V.3.b. charges d"exploitation:TerrasseinaccessibleHallBureauSalond"honneurSalle d"attenteCharges d"exploitation(kN/m²)1.002.502.503.502.50sanitairesarchivesSalle deréunioncafeteriaHall d"expositionCharges d"exploitation(kN/m²)2.504.002.502.504.00

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V.4. Dalle pleine:6.4.a.Terrasse:NComposantsÉpaisseur (m)Poids surfacique (KN/m2)1Gravillon roulé (25/40)0.051.002Etanchéité multicouche0.020.123Papier Kraft-0.054Forme de pente0.153.305Film polyane-0.016Liège (isolantthermique)0.040.167Pare vapeur0.010.028Dalle pleine0.102.509Enduit de ciment0.020.36TOTAL7.52

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6.4.b. Balconsétagecourant:NComposantsÉpaisseur (m)Poids surfacique (KN/m2)1Carrelage0.020.442Mortier de pose0.040.403Lit de sable0.030.544Etanchéité0.020.125Dalle pleine0.102.506Enduit de ciment0.020.36TOTAL4.36

UNIVERSITESAADDAHLEB-BLIDA-FACULTEDETECHNOLOGIEDEPARTEMENTD"ARCHITECTUREATELIER DE CONSTRUCTION2èmeannée-LMD

Descente de charge1Mm. N. REZAIGUIA

SERIE D"EXERCICEDESCENTE DE CHARGE»EXERCICE1 :Soit un bâtiment (R+3) à usage d"habitation, la terrasse est accessible.Calculer la surface reprise par le poteau BIII.Calculer la surface reprise par le poteau CIII.Calculer la surfacereprise par le poteau CII.Déterminer le poteau central le plus sollicité.-Pour le poteau central le plus sollicité, évaluer:a) La charge permanente cumulée pour chaque étage.b) La charge d"exploitation cumulée pour chaque étage.c) L"effortnormal ultime Nu pour chaque étage.d) Quelle est la valeur de l"effort normal ultime reprise par le poteau BIII du RDC

Données:a)charge permanentes (G):Plancher courant:GEC= 5.5 KN/m2Plancher terrasse : GPT= 6 .0 KN/m2b)Charge d"exploitation (Q):Plancher courant :QEC= 1.5 KN/m2Plancher terrasse :QPT= 1.5 KN/m2

4.50m4.10m

3.90m5.10m4.00m

IVIIIII

ABCD

4.50mI

UNIVERSITESAADDAHLEB-BLIDA-FACULTEDETECHNOLOGIEDEPARTEMENTD"ARCHITECTUREATELIER DE CONSTRUCTION2èmeannée-LMD

Descente de charge2Mm. N. REZAIGUIA

EXERCICE2:Soit un bâtiment (R+6) à usage d"habitation, la terrasse estinaccessible.1. Déterminezle poteaucentralle plus sollicité (justifier par un calcul)2. Evaluezles surcharges d"exploitation pour chaque étage (Q0,Q1,Q2,....,Q7).3. Evaluezles surcharges d"exploitation cumulées en appliquant la loi de dégression

Données:Charges d"exploitation(Q):Plancher courant :QP.C= 150 kg/m2Plancher terrasse:QP.T= 100kg/m2

3.50m5.50m4.00m5.00m4.00m

IIIIII

ABCD

UNIVERSITESAADDAHLEB-BLIDA-FACULTEDETECHNOLOGIEDEPARTEMENTD"ARCHITECTUREATELIER DE CONSTRUCTION2èmeannée-LMD

Descente de charge3Mm. N. REZAIGUIA

EXERCICE3:

Soit le bâtiment R+8représenté en plan ci-dessus.Lebâtiment est à usage multiple : duRDCau7èmeétage : est à usage debureau, le8èmeétage: està usaged"habitation, laterrasse est inaccessible.La hauteur des étages: 3.06m,etles poteaux sont de (30*40) cm21-Dimensionnez les planchers.2-Dimensionnez les poutres.3-Déterminer lePoids propres du plancher courant et du plancher terrasse : (Voir coupe des planchers)4-Dimensionnez les poteaux caractéristiques à l"ELU.On donne :fc28= 25 MPa;Poids volumique du béton :γBA= 2500 kg/m3a)Eléments constituants leplancherterrasse:

b)Eléments constituants le plancherétagecourant:

N°ElémentsEpaisseurs(m)Poids volumique(KN/m3)1Couche de gravier0.05172Etanchéité multicouche0.0263Béton en forme de pente0.06224Feuille depoly âne0.001105Isolation thermique0.0446Dalle en corps creux(0.16+0.04)147Enduit de plâtre0.0210N°ElémentsEpaisseur(m)Poidsvolumique(KN/M3)1Revêtement encarrelage0.02222Mortier de pose0.02203Couche de sable0.02184Dalle en corps creux(0.16+0.04)145Enduit de plâtre0.02106Cloisons de séparation interne0.19

4.50m4.80m4.70m4.90m4.30m

IIIIII

ABCDquotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

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