Université Mohamed premier Ecole Nationale Des Sciences Appliquées D’AL HOCEIMA Rapport de stage Réalisé par : LABANI Khaoula EL ASSOUTI Ouafaa Encadré par : Mr.CHAERKAOUI Mohamed Conception et Dimensionnement d’un bâtiment en Béton Armé Appliquée au pôle d’enseignement de l’Université Euro-méditerranéenne de FES (UEF) Année Universitaire : 2014/2015
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Université Mohamed premier
Ecole Nationale Des Sciences Appliquées
D’AL HOCEIMA
Rapport de stage
Réalisé par :
LABANI Khaoula
EL ASSOUTI Ouafaa
Encadré par :
Mr.CHAERKAOUI Mohamed
Conception et Dimensionnement d’un bâtiment en Béton Armé Appliquée au pôle d’enseignement de l’Université Euro-méditerranéenne de FES (UEF)
Année Universitaire : 2014/2015
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2 Rapport de stage 2015
Remerciement
Après nos remerciements et gratitude à Dieu tout-puissant. Nous tenons à exprimer nos remerciements à toute l’équipe du BUREAU D’ETUDES TECHNIQUE NOVEC à ParK Technopolis pour leur accueil et leur colla-boration tout au long de notre stage. Plus precisement on tient à remercier sincèrement : Mr.ARFAWI Nour Eddine : qui nous a généreusement accueillies au sein du bureau d’études Novec pour notre stage de formation. Mr.CHERKAOUI Mohammed : ingénieur au sein de Novec , d’avoir assuré notre en-cadrement tout au long de la période du stage. Mme.Hanane : chef de pôle Bâtiment, service structures et aménagement extérieurs pour ses conseils précieux.
Mme Aziza : pour l’aide inestimable qu’elle nous a apporté tout au long de ce tra-vail, pour sa patience et ses bénéfiques explications. Finalement, nous exprimons nos chaleureux remerciements à tous ceux qui nous ont aidé à réaliser ce travail de près ou de loin.
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1.6 Hypothèses de calcul : ...................................................................................................... 17
a-Calcul aux états limites de services :.................................................................................... 18
b-calcul aux états limite ultimes de résistance : ...................................................................... 18
c- Les Contrainte Limites de compression du béton : .............................................................. 18
d-Contrainte limite de cisaillement : ...................................................................................... 19
e-Contrainte limite de l’acier : ............................................................................................... 19
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4 Rapport de stage 2015
Chapitre III :Conception ................................................................................................................................ 21
II.Pré-dimensionnement et surcharge sur les poutres : ....................................................... 29
1.Pré-dimensionnement des poutres :..................................................................................... 29
2.Descende de charges des poutres : ....................................................................................... 32
III.Pré-dimensionnement et surcharge sur des poteaux : .................................................... 33
1.descente de charges des poteaux .......................................................................................... 33
2.pré-dimensionnement des poteaux ...................................................................................... 34
3.pré-dimensionnement des voiles : ........................................................................................ 36
IV.Pré-dimensionnement des semelles : ............................................................................... 37
Chapitre V :Dimensionnement ........................................................................................................................ 39
V.Dimensionnement des poutres: ........................................................................................ 40
Novec a capitalisé un savoir-faire et une expertise en matière des routes et des autoroutes qui la
place en tant qu’acteur majeur dans le domaine. Novec compte à son actif plus de 300 km
d'autoroute, plusieurs centaines de kilomètres de routes, et intervient dans les études des liaisons
ferroviaires et dans les plans directeurs de mobilité urbaine.
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9 Rapport de stage 2015
Environnement :
Par sa volonté de contribuer efficacement à la mise en valeur de l’environnement et au
développement durable, NOVEC offre depuis plus d’une vingtaine d’années des services spécialisés
dans ce secteur d’activité par l’intervention des différents spécialistes de NOVEC et des
collaborateurs nationaux et internationaux.
Ressources en eau :
Le champ d’action de Novec dans le domaine des ressources en eau concerne les études des
ressources en eau superficielle, la protection contre les inondations, les études des ressources en eau
souterraine, la planification et gestion intégrée des ressources en eau et la modélisation
Hydraulique.
Ouvrages d’art :
Les études menées par Novec dans le domaine des ouvrages d’art portent sur la conception et le
dimensionnement des ponts et des structures de franchissement, et ce, depuis les études de
faisabilité et de définition jusqu’aux études d’exécution et au suivi des travaux.
Energie :
Novec offre des services de consultance industrielle (études de maintenance, réhabilitation
d’installation, études de fiabilité, organisation et gestion) et des services de consultance énergétique
(transport et distribution de l’énergie, efficacité énergétique et énergies renouvelables).
Géologie-Géotechnique :
L’intervention de Novec dans le domaine de la géologie et la géotechnique porte sur les études et
l’exécution des projets de barrages, tunnels, routes et autoroutes depuis la reconnaissance des
fondations et la validation de l’assise à l’exécution jusqu’au comportement de leur fondation ou du
terrain encaissant à la mise en service. Ce métier réalise aussi les études hydrogéologiques
d’aquifères ou de drainage ainsi que les études générales où les disciplines citées ci-dessus
s’interfèrent.
Ordonnancement, pilotage et coordination (OPC) :
Novec assiste le maître d’ouvrage et la maîtrise d’œuvre dans la réalisation des projets, en
assurant la mission d’ordonnancement et la coordination des différentes interventions afin de
garantir les délais d’exécution et la parfaite organisation du chantier.
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10 Rapport de stage 2015
Projets réalisés ou en cours de réalisation
Image correspondante aux projets
Casa shore Park 1 Superficie de 58 000 m² Budget de $ 36 millions
Stade de la ville de Marrakech Budget de $ 90 millions
Projet de Relogements des ménages bidonvilles Mers
ElKheir Superficie de 100.000 m²
Budget de 150 MDH
Tableau 1: Activités du BET Novec
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11 Rapport de stage 2015
Chapitre 1 : CONTEXTE GENERAL DU
PROJET
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12 Rapport de stage 2015
I. Présentation générale du projet :
L’Université Euro-Méditerranéenne de Fès est une Université à caractère régional dont la mission
est la promotion d’échanges, de dialogue interculturel et de partenariats académiques et culturels
dans la région Euro-Méditerranéenne ainsi que la formation et la recherche de haut niveau.
Située dans la ville iconique de Fès, l’UEMF s’imprègne de l’histoire et s’inspire des valeurs car-
dinales de Fès et du Maroc en termes d’ouverture, de tolérance, et de diversité pour construire une
plateforme régionale de coopération basée sur l’excellence en enseignement et en recherche sur des
thématiques d’intérêt pour le Maroc et pour la région Euro-Méditerranéenne.
L’UEMF se compose de deux pôles : le pôle Ingénierie et Architecture et le pôle Sciences Humaines
et Sociales (SHS).
1) Structuration :
L’Université Euro-Méditerranéenne de Fès (UEMF) est structurée en quatre pôles à vocation
distincts :
Pôle 1 (enseignement et
recherche)
Bloc 1
Bloc 2
Amphithéâtre
Pôle 2 (Résidence) Bloc1
Tableau 2: Différents composants du projet
2) Sous-projets :
Selon la structure de l’UEF, le projet est divisé en sous projets à savoir :
Des salles d’enseignement.
Des salles de TP.
Des résidences.
Et enfin le sous projet, dont le présent document fait l’objet est :
Le pôle 1 (Bloc 2) pour enseignement d’une capacité d’environ 135 salles (cours + TP) sur 2 ni-
veaux de 14m de hauteur.
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13 Rapport de stage 2015
Figure 2 : Plan de situation du projet UEF.
Figure 3 : Extrait du plan de situation.
Le présent projet s’intéresse sur l’étude technique du bloc enseignement et recherche composé
de 2 niveaux comprenant :
Salle de TP
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14 Rapport de stage 2015
Salle de cour
3) Différents intervenants du projet :
La réalisation de ce projet se fait grâce à la collaboration de plusieurs organismes :venants
Maître d’Ouvrage UEMF
Maitre d’Ouvrage consultant Ministère de l’équipement et du transport
Architectes Groupe 3 Architectes
Architectes consultants Reichen et Robert & Associés
Bureau de contrôle SOCOTEC
Le laboratoire géotechnique LPEE
Tableau 3: Différents intervenants du projet UEMF
4) Présentation spécifique :
Le bâtiment sur lequel portera notre étude s’étale sur une superficie de 5176.80m² ,comprenant en total
deux étages.
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Chapitre II :
Caractéristiques mécaniques du sol et des matériaux
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16 Rapport de stage 2015
5) Exigences fonctionnelles :
Un ingénieur qui planifie la construction d’une structure à grand calibre doit s’assurer que cette
structure réponde aux exigences fondamentales d’un bâtiment dans les normes.
Ces exigences peuvent être classées dans les volets suivants :
Equilibre, Stabilité, Résistance, Adaptation à la fonction, Economie esthétique.
a-Reconnaissance Géotechnique :
Compte tenu des résultats de la reconnaissance et des essais de laboratoire, les caractéristiques,
recommandations et précautions géotechnique pour pré-dimensionnement des fondations en vue de leur
exploitation par le BET et le BCT de béton armé sont comme suit :
b-Mode et niveau de fondation du bâtiment :
Le mode de fondation préconisé consiste en :
Des semelles isolées fortement liaisonnées dans les deux sens (en 1𝑒𝑟 choix)
Des semelles filantes entrecroisées dans les deux sens (2è𝑚𝑒 choix)
Un radier général en dernier choix
Le niveau d’assise de fondation des constructions est offert par les formations limoneuses
marneuses ou silteuses à des niveaux minima de l’ordre de 4 m/T.N, avec ancrage de l’ordre de 50
cm dans ces formations en dépassant les passes noirâtres et le limon peu consolidé.
La partie armée des fondations doit être ancrée dans le sol en place, le niveau d’assise pouvant
être atteint par du gros béton à plein fouille (D max = 40 à 50mm) .
1.1 Estimation de la portance de dimensionnement du sol :
La surpression admissible de dimensionnement retenue pour les sols recommandés en fondation
vaut 15t/m² (soit 0,15 MPa )
1.2 Coefficient de poussée des terres :
Afin de s’assurer que les terres adossées aux voiles prévus en sous-sols agissent au repos suivant
un coefficient de l’ordre de Ko = 0,45 le laboratoire a conseillé d’adopter un matériau de remblai
d’apport stable (IP inférieur à 12 %) compacté soigneusement par couches successives et selon un
cône dressé de l’ordre de 60°.
1.3 Aperçu géologique :
Selon les coupes de sondages réalisés, il en ressort de la terre végétale tirseuse de surface
surmontant des formations de limon marneux argileux, avec des passages de galets
conglomératiques par endroit.
En profondeur du limon marneux jaunâtre verdâtre.
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17 Rapport de stage 2015
De point de vue tectonique et en se référant à la carte géologique de Fès-Ouest au 1/100.000°, il
ressort l’absence de failles au contact anormal dans cette zone.
Toutefois et vu le front de charriage au Nord de ès Fès limitant les rides prérifaines des nappes de
charriage du complexe marneux prérifain, peut engendrer des contraintes tectoniques du Nord vers
le Sud.
Moindres par rapport aux autres parties du bâtiment.
1.4 Contexte sismique :
L’exploitation des données géologiques, coupes de sondages et en référence au règlement de
construction parasismique (RPS2000) permet d’aboutir aux indications suivants :
a. Zonage sismique (Accélération maximale) :
La zone du projet fait partie du territoire de la Wilaya de Fès, classée en zone 2 au sens du
RPS2000, soit un coefficient d’accélération A max/g = 0,08.
b. coefficient d’amplification topographique :
Le coefficient topographique est celui correspondant à la topographie définitive du projet.
c. Spectre de calcul (Influence du site) :
Le site est de type S2 : Sols moyennement ferme
d. L’amplification dynamique :
La courbe relative au facteur d’amplification dynamique est donnée par le graphique suivant :
Figure 4 : facteur d’amplification dynamique
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18 Rapport de stage 2015
1.5 Hypothèses de calcul :
Hypothèses Valeurs
Résistance à la compression du béton à 28 jours fc28=25 MPa
Limite élastique des aciers Fe=500 MPa
Fissuration
Peu Préjudiciable : Pour les fondations
Peu-Préjudiciable : pour la
superstructure.
Contrainte du béton à l’ELU σbc = 14,17 MPa
Tableau 4: Hypothèse de calcul
Règlement de construction parasismique
RPS 2011
Règlement officiel approuvé par le décret
N° : 2-02-177 du 22 Février 2011
Règles BAEL91
Règlement pour le dimensionnement des
éléments en Béton Armé
NV65
Règlement pour la détermination des
sollicitations du vent et de la neige
Les DTU
Documents techniques unifiés nécessaire
pour l’exécution et la mise en œuvre des
travaux
Tableau5: Règlement de calcul
Hypothèses de calcul en béton armé :
a- Calcul aux états limites de services :
o Les sections planes, normales à la fibre moyenne avant déformation restent planes
après déformation.
o Pas de glissement relatif entre le béton et l’acier.
o Le béton tendu est négligé dans les calculs.
o Les contraintes sont proportionnelles aux déformations.
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o Le rapport « n » du module d’élasticité longitudinale de l’acier à celui du béton, a
pour valeur : n = 𝑬𝒔
𝑬𝒃 = 15
b- calcul aux états limite ultimes de résistance :
o Les sections planes, normales à la fibre moyenne avant déformation restent planes
après déformation.
o Le béton tendu est négligé dans les calculs.
o Le raccourcissement relatif de l’acier est limite à : 10‰.
o Le raccourcissement ultime du béton est limité à
𝜺bc = 3.5 ‰ ……………… en flexion
𝜺bc
= 2 ‰ ……………….. en compression centrée
c- Les Contrainte Limites de compression du béton :
En se référant au règlement du BAEL. 91 on distingue deux états limites.
Etat limite ultime «E.L.U»
La contrainte ultime du béton en compression est donnée par :
𝝈𝒃𝒄 =0.85𝒇𝒄28
𝜸𝒃
Avec: 𝛾𝑏 est le coefficient de sécurité tel que : 𝛾𝑏 = 1,5 au cas des actions courantes .
Figure 5 : Diagramme contrainte-déformation du béton
Etat limite de service «E.L.S»:
La contrainte limite de service en compression du béton est limitée par la formule :
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20 Rapport de stage 2015
�̅�bc = 0.6 ƒc28 donc : �̅�bc =15 MPa
a- Contrainte limite de cisaillement :
Pour ce projet la fissuration est peu nuisible car le milieu est non agressive : pas trop
d’humidité, de condensation, et faible exposition aux intempéries donc la contrainte limite de
cisaillement prend la valeur suivante :
�̅�𝒃𝒄 ≤ min[0.2𝒇𝒄𝒋
𝜸𝒃; 5𝑴𝑷𝒂] → 𝝉𝒃𝒄 ≤min[3.33𝑴𝑷𝒂 ; 5𝑴𝑷𝒂] = 3.33MPa
b- Contrainte limite de l’acier :
Contraintes limites à l ’ELU:
La contrainte limite ultime d’acier est limitée par la formule : 𝝈𝒔 = 𝒇𝒆
𝜸𝒔
Avec :
𝛾𝑠 : Coefficient de sécurité tel que : 𝜸𝒔 = 1.15 en situation courante.
𝝈𝒔 = 𝒇𝒆
𝜸𝒔 =
500
1.15 = 434.78 MPa.
Figure 6 : contrainte-déformation de l’acier
Contrainte limite à l ’ELS:
Les contraintes limites de l’acier 𝝈𝒔 sont données en fonction de l’état limite d’ouverture des fis-
sures. La fissuration est peu nuisible donc pas de vérification concernant la contrainte limite de ser-
vice.
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Chapitre III :
Conception
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1. Contreventement :
1.1 Définition :
L’étude du contreventement d’un bâtiment constitue l’une des étapes primordiales de la
conception. En effet, cette étape permet d’assurer la stabilité du bâtiment vis-à-vis des actions
dynamiques.
Le système de contreventement d’un immeuble est constitué d’éléments verticaux sous l’action
de sollicitations horizontales : essentiellement le vent, éventuellement les forces d’origine sismique.
Ces éléments, refends pleins, portiques et diaphragmes assurent la résistance aux forces horizontales
et transmettent les charges verticales (poids du plancher, forces de pesanteur...) aux fondations.
En ce qui concerne les sollicitations horizontales, le problème est de déterminer la répartition des
efforts extérieurs entre les différents éléments de contreventement qui peuvent être étudiés comme
des systèmes isolés.
Notons que les contreventements par panneaux rigides, notamment les voiles, sont plus rigides
que ceux des autres catégories.
1.2. Les différents éléments de contreventement :
Types de
contreventement
Description
Image correspondante
Contreventement en
portiques auto-stables
Ce type de structure ne convient pas pour des bâtiments de grande hauteur étant donné que leur élancement induit une grande flexibilité.
Contreventement par
voiles en béton armé
Les bâtiments constitués de voiles en béton armé ont montré un excellent comportement par rapport à l'action sismique même lors des secousses de fortes magnitude. Ils ne comportent pas de zones de vulnérabilité telle que les nœuds de portiques.
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23 Rapport de stage 2015
Contreventement par
noyau centra
Ce système de contreventement est utilisé pour des bâtiments de grandes hauteurs et les tours, il est assuré par la majorité des cas par des noyaux de rigidité.
Structure mixte noyau
central-façade
Une augmentation très importante de la capacité de résistance des bâtiments-tours est obtenue en faisant participer la façade au contreventement. La façade devient un élément structural, généralement composé de pièces préfabriquées en béton armé ou en acier.
Contreventement
mixte (voile portique)
Dans certains cas où les refends ne suffisent plus à assurer le contreventement, une liaison avec des portiques permet d’augmenter leur capacité de résistance. Dans les projets de bâtiments, on combine souvent entre les deux systèmes de contreventements précédents.
Tableau 6: Différents types de contreventements
2. Positionnement des éléments de structure :
La position des poteaux était fortement conditionnée par des contraintes architecturales.
Ainsi, la marge de manœuvre sur la position de ces derniers était quasiment nulle.
Par contre, en ce qui concerne les voiles de contreventement, nous avons disposé d’une plus grande
flexibilité vu que la plupart d’entre eux allait être disposé à l’intérieur de l’immeuble autour des es-
caliers et les ascenseurs ; zone dans laquelle les contraintes architecturales sont moindres par rap-
port aux autres parties du bâtiment.
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Figure7 : Positionnement des éléments du plancher haut du RDC
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Chapitre IV:
Pré-dimensionnement
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26 Rapport de stage 2015
I. pré-dimensionnement des planchers :
a-Plancher corps creux :
Les planchers à corps creux sont constitués par des éléments porteurs (poutrelles), et par des
éléments de remplissage (hourdis). Le tout surmonté d’une dalle de compression en béton d’une
épaisseur de 4 cm.
Figure 8 : Schéma explicatif d’un plancher à corps creux.
D’après les règles BAEL 91, la hauteur du plancher doit satisfaire la condition suivante :
𝐇𝐭𝐩 > 𝐋
22,5
𝑯𝒕𝒑 : est la hauteur totale du plancher.
L : est la longueur de la portée libre maximale de la grande travée dans le sens des poutrelles.
b-Dalle pleine :
La conception d’un plancher est l’étape la plus importante dans la démarche de cet élément de
structure. En d’autres termes, la conception d’un plancher réside dans la détermination des éléments
suivants: Le matériau de construction, le système structural, le type de portée, l’épaisseur, le
revêtement.…
L’analyse rigoureuse du comportement des dalles pleine est très compliquée et relève une
multitude de paramètres théoriques, c’est pour cette raison que la plupart des concepteurs font appel
aux méthodes standards de conception proposées par les textes normatifs dans le domaine à savoir
le BAEL.
En effet, on distingue entre deux types de portance suivant le nombre de directions,
L’estimation de l’épaisseur de la dalle pleine se fait par les conditions suivantes :
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27 Rapport de stage 2015
Dalle reposant sur deux appuis avec Lx
Ly < 0.4 :
Dans ce cas la hauteur de la dalle est :
𝐋𝐱
35 ≤ 𝐇𝐭 ≤
𝐋𝐱
30
Dalle reposant sur trois ou quatre appuis avec Lx
Ly > 0.4 :
Dans ce cas la hauteur de la dalle est :
𝐋𝐱
50 ≤ 𝐇𝐭 ≤
𝐋𝐱
40
Avec Lx est la plus petite dimension de la dalle et Ly est la plus grande dimension de la dalle.
Isolation acoustique :
Ht ≥ 16 cm à 20 cm
Sécurité incendie :
Ht = 7cm pour 1h de coupe-feu
Ht = 11cm pour 2h de coupe-feu
Ht = 17.5cm pour 4h de coupe-feu
Pour notre projet on a utilisé des planchers à dalles pleines d’épaisseur égale à 20 cm.
Application :
Dans notre cas on a des dalles semblables pour un même étage, il s’agit bien de dalle pleine
On prend l’exemple d’une dalle sur quatre appuis où Lx =6.75m et Ly=8.1m donc :
𝐋𝐱
𝐋𝐲=
6.75
8.1= 0.83 > 0.4
Dans ce cas, la hauteur de la dalle, en utilisant la condition précédente est :
0.135 m ≤ 𝑯𝒕 ≤0.16 m
Lx
Ly
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28 Rapport de stage 2015
On choisit alors 𝑯𝒕 = 17cm.
Pour obtenir une bonne isolation acoustique et thermique les règles du BAEL 91 imposent que
l’épaisseur du plancher doit être supérieure ou égale à 16cm. On prend alors :
𝑯𝒕 = 20𝑐𝑚
1. Evaluation des charges et des surcharges du plancher :
1.1 Les charges de dimensionnement :
Il y a trois types de charges :
Charges permanentes :
Poids propres des éléments de la structure.
Charges variables :
Charges d’exploitation
Charges climatiques : vent et neige
Température et retrait
Charges accidentelles :
Séisme
Incendies
a- Charges permanentes :
Ce sont des actions appliquées pratiquement avec la même intensité pendant toute la durée de vie
de l’ouvrage et parmi elles le poids propre de la structure, calculé à partir des dimensions prévues
aux dessins d’exécution; où le poids volumique du béton armé étant pris égal à 25KN/m.
Les différentes charges permanentes appliquées sur la structure étudiée :
i. Plancher terrasse :
N° Eléments Epaisseur en (m) Poids en (KN/m3) Charges-en (KN/m²)
1 Etanchéité -- -- 0.12
2 Enduit/ faux plafond 0.04 20 0.8
3 Dalle pleine 0.17 25 4.25
4 Isolation thermique 0.05 3 0.15
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29 Rapport de stage 2015
Charge permanente : G = 5.32
Tableau 7 : Charges et surcharges du plancher « terrasse ».
ii. Plancher << 1er et 2ème étage>> :
N° Eléments Epaisseur en (m) Poids en (KN/m3) Charges-en (KN/m²)
1 Couche de sable 0.02 19 0.38
2 Enduit/ faux plafond 0.04 20 0.8
3 Dalle pleine 0.17 25 4.25
4 Revêtement en carrelage 0.02 20 0.4
5 Mortier de pose 0.04 20 0.8
Charge permanente : G = 6.63
Tableau 8 : Charges et surcharges du plancher «1er et 2ème étage».
b- Charges d’exploitations :
Ce sont des actions dont l’intensité est plus ou moins constante, mais qui sont appliquées
pendant un temps court par rapport aux actions permanentes. Elles sont définies par les conditions
propres d’utilisation de l’ouvrage ou par des normes dont la principale utilisée dans le bâtiment
est : NF P 06-001.
Les charges auxquelles est soumis notre bâtiment sont :