Rapport de stage sd ingénierie Lausanne

Auteur : LEJEUNE Benjamin
INSA de Strasbourg, Spécialité Génie Civil
Tuteur en entreprise : POLLIEN François
Ingénieur Génie Civil, diplômé EPFL, directeur adjoint de sd ingénierie Lausanne
Tuteur à l’INSA de Strasbourg : MOUHOUBI Saïda
Professeur Agrégé en Génie Civil

Projet de Fin d’Etudes Février – Juin 2013 2
Résumé
Le but de ce PFE est d’étudier l’EMS Parc de Beausobre, à Morges (Vaud, Suisse), en phase Exécution.
Par conséquent, il a dans un premier temps été nécessaire d’établir la convention d’utilisation de
l’ouvrage, afin de déterminer les charges de dimensionnement à prendre en compte.
Une fois cette-dernière rédigée, il a alors été possible de dimensionner les principaux éléments
structurels des bâtiments, et de déterminer les épaisseurs de ces-derniers. Après avoir effectué la
descente des charges de l’ouvrage, les fondations ont pu être dimensionnées. Par la suite, les
différentes dalles ainsi que les murs porteurs ont pu être étudiés en détail.
Il a fallu vérifier les structures au séisme. Cette vérification a permis de dimensionner les armatures
sismiques nécessaires afin de reprendre les moments dans les refends parasismiques, ainsi que les
étriers d’effort tranchant.
En parallèle de la rédaction des différentes notes de calculs, il a fallu préparer des schémas
d’armatures pour transmettre les informations aux dessinateurs. Ces-derniers ont alors établi les
plans de coffrage et d’armatures pour Exécution, puis ces plans ont dû être contrôlés avant
transmission à l’entreprise.
Enfin, durant tout ce PFE, il m’a également été demandé de suivre le chantier au travers des différents
contrôles d’exécution (contrôles de ferraillage des radiers et dalles), ainsi que lors des réunions de
chantier hebdomadaires.
Zusammenfassung
Das Ziel des Praktikums ist das EMS Parc de Beausobre in Morges (Vaud, Schweiz) im
Ausführungsstadium zu studieren. Infolgedessen war es zuerst nötig, Richtlinien der Bauausnützung
zu schaffen, um die Bemessungsbelastungen, die zu berücksichtigen sind, zu bestimmen.
Nachdem diese Richtlinien bestimmt worden sind, war es möglich die bedeutensten strukturellen
Bauteile der Gebäude zu dimensionieren, und ihre Dicke zu bestimmen. Nach der Bestimmung der
Lastübertragung konnten die Fundamente dimensioniert werden. Später konnten die verschiedenen
Betonplatten und die tragenden Mauern Punkt für Punkt geprüft werden.
Weiter mußten die für den Erdbebenschutz erforderlichen Baumaßnahmen überprüft werden. Diese
Überprüfung ermöglichte die Auslegung der erforderlichen seismischen Bewehrungen, um die
Momente in den erdbebensicheren tragenden Innenwänden aufzunehmen, sowie die Bügel, welche
die Schubkräfte aufnehmen sollen.
Während der Ausarbeitung der verschiedenen schriftlichen Berechnungen, musste ich ebenfalls
Bewehrungsgrundzeichnungen bereiten, um die Informationen an die Bauzeichner weiterzuleiten.
Diese haben dann die Schalungs- und Bewehrungspläne erstellt, dann mussten diese Pläne, vor
Weitergabe an das Unternehmen, überprüft werden.
Schließlich musste ich während des gesamten Praktikums auch die Baustelle verfolgen durch
verschiedene Ausführungsüberprüfungen (Bewehrungsausführungen der Böden und Platten), und
auch bei meiner Teilnahme an den wöchentlichen Arbeitstreffen.

Projet de Fin d’Etudes Février – Juin 2013 3
TABLE DES MATIERES
CHAPITRE 1 : INTRODUCTION ............................................................................ 6
1. LE PROJET DE L’EMS PARC DE BEAUSOBRE ...................................................................................................... 6
1.1. POURQUOI CONSTRUIRE DES EMS AUJOURD’HUI ? .............................................................................................................. 6
1.2. HISTORIQUE DU PROJET ........................................................................................................................................................... 6
2. LE PROJET EN QUELQUES CHIFFRES ................................................................................................................... 8
3. DESCRIPTION DES BATIMENTS ............................................................................................................................. 9
3.1. UNE VOLONTE ARCHITECTURALE ............................................................................................................................................. 9
3.2. LES CONSEQUENCES STATIQUES .............................................................................................................................................. 9
CHAPITRE 2 : MODELISATION DES BATIMENTS ................................................. 12
1. LA CONVENTION D’UTILISATION .................................................................................................................... 12
1.1. POURQUOI REDIGER UNE CONVENTION D’UTILISATION ? .................................................................................................. 12
1.2. LES CHARGES A PRENDRE EN COMPTE ................................................................................................................................. 13
2. MODELISATION DES BATIMENTS ....................................................................................................................... 13
2.1. PRINCIPE DE LA MODELISATION ............................................................................................................................................ 13
2.2. LE TYPE DE MODELE CREE ..................................................................................................................................................... 16
3. LES MURS EN DRAPEAUX : UNE MODELISATION PROBLEMATIQUE ................................................... 18
3.1. LE CAS DES MURS EN DRAPEAUX .......................................................................................................................................... 18
3.2. LES RESULTATS DE LA MODELISATION .................................................................................................................................. 21
3.3. LES DIFFERENTES PISTES ENVISAGEES ................................................................................................................................... 22
3.4. LA SOLUTION RETENUE .......................................................................................................................................................... 24
4. LA DESCENTE DE CHARGES ................................................................................................................................. 25
CHAPITRE 3 : ETUDE DES FONDATIONS DES BATIMENTS .................................. 28
1. LE RAPPORT GEOTECHNIQUE ............................................................................................................................ 28
2. LE DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS .................................................................................................. 29
2.1. LE TYPE DE FONDATIONS ....................................................................................................................................................... 29
2.2. LES SURPROFONDEURS .......................................................................................................................................................... 29
2.2.1. Pourquoi des surprofondeurs ? ........................................................................................................................................................ 29
2.2.2. Dimensionnement des surprofondeurs ......................................................................................................................................... 30
3. LE FERRAILLAGE DU RADIER ................................................................................................................................ 34
3.1. LES PRINCIPALES SOLUTIONS POUR FERRAILLER UN RADIER ................................................................................................ 34
3.1.1. Modéliser le radier et l’interaction sol-structure ......................................................................................................................... 34
3.1.2. Modéliser le radier comme une dalle inversée ........................................................................................................................... 35
3.2. CALCUL DES EFFORTS DANS LE RADIER ................................................................................................................................. 36
3.3. DETERMINATION DE L’ARMATURE NECESSAIRE ................................................................................................................... 36
CHAPITRE 4 : ETUDE PARASISMIQUE DES BATIMENTS ....................................... 38
1. MODELISATION PARASISMIQUE DES BATIMENTS ....................................................................................... 38
1.1. L’ETUDE PARASISMIQUE DES BATIMENTS ............................................................................................................................. 38
1.1.1. Zone de risque sismique ................................................................................................................................................................... 39
1.1.2. Paramètres de sol ............................................................................................................................................................................... 39
1.1.3. Spectre de réponse élastique ........................................................................................................................................................... 40

Projet de Fin d’Etudes Février – Juin 2013 4
1.1.4. Spectre de dimensionnement .......................................................................................................................................................... 40
1.1.5. Méthodes de calcul ............................................................................................................................................................................ 42
1.2. MODELISATION PARASISMIQUE DE L’OUVRAGE .................................................................................................................... 42
1.2.1. Modélisation des refends parasismiques ...................................................................................................................................... 42
1.2.2. Création du modèle en barres......................................................................................................................................................... 44
2. DIMENSIONNEMENT AU SEISME ......................................................................................................................... 45
2.1. CALCUL DES EFFORTS DANS LES REFENDS PARASISMIQUES ................................................................................................. 45
2.2. DETERMINATION DE L’ARMATURE NECESSAIRE EN FLEXION ............................................................................................. 45
2.2.1. Dispositions constructives ................................................................................................................................................................. 45
2.2.2. Calcul de l’armature de flexion nécessaire................................................................................................................................... 46
2.3. VERIFICATION DE LA SECTION A L’EFFORT TRANCHANT ...................................................................................................... 48
2.3.1. Résistance à l’effort tranchant ........................................................................................................................................................ 48
2.3.2. Contrôle des bielles de compression .............................................................................................................................................. 49
2.3.3. Contrôle des ouvertures et percements des CVSE ..................................................................................................................... 49
CHAPITRE 5 : ETUDE DU PARKING .................................................................... 50
1. LES DIFFERENTS TYPES DE COLONNES ........................................................................................................... 50
1.1. LA DESCENTE DE CHARGES ................................................................................................................................................... 50
1.2. LES FAMILLES DE COLONNES ................................................................................................................................................. 51
2. FONDATIONS DU PARKING ................................................................................................................................ 52
2.1. LE TYPE DE FONDATIONS ....................................................................................................................................................... 52
2.2. LE DIMENSIONNEMENT DES SEMELLES ................................................................................................................................ 53
2.2.1. Les dimensions de la semelle ........................................................................................................................................................... 53
2.2.2. L’armature de la semelle .................................................................................................................................................................. 54
2.3. LA VERIFICATION DU NON-POINÇONNEMENT DES COLONNES .......................................................................................... 55
3. VERIFICATION DES COLONNES ......................................................................................................................... 56
3.1. LES HAUTEURS DES COLONNES ............................................................................................................................................ 56
3.2. LE POINÇONNEMENT ET LES TETES DE POINÇONNEMENT ................................................................................................ 57
3.2.1. Pourquoi mettre en œuvre des têtes de poinçonnement ? ...................................................................................................... 57
3.2.2. Vérification au poinçonnement ........................................................................................................................................................ 57
3.3. L’APPROBATION DES PLANS DE PREFABRICATION ................................................................................................................. 58
3.3.1. Détermination de l’armature longitudinale .................................................................................................................................. 58
3.3.2. Vérification de l’effort tranchant ..................................................................................................................................................... 60
4. ETUDE DE LA DALLE SUR PARKING .................................................................................................................. 60
4.1. FERRAILLAGE DE LA DALLE...................................................................................................................................................... 60
4.2. VERIFICATION AU POINÇONNEMENT .................................................................................................................................... 60
CHAPITRE 6 : ETUDE DES BATIMENTS EMS ET APPARTEMENTS PROTEGES ...... 61
1. LA DALLE SUR SOUS-SOL ...................................................................................................................................... 61
1.1. MODELISATION DE LA DALLE................................................................................................................................................. 61
1.2. FERRAILLAGE DE LA DALLE...................................................................................................................................................... 62
1.2.1. Armature minimale de non-fissuration .......................................................................................................................................... 62
1.2.2. Dispositions constructives ................................................................................................................................................................. 62
1.2.3. Goujons et goujons phoniques ......................................................................................................................................................... 63
1.2.4. Schémas d’armature .......................................................................................................................................................................... 64
2. ETUDE DES POUTRES-VOILES ET MURS EN DRAPEAUX ............................................................................ 64
2.1. LES POUTRES-VOILES .............................................................................................................................................................. 64
2.1.1. Dimensionnement de l’armature horizontale de traction ........................................................................................................ 64
2.1.2. Dimensionnement de l’armature verticale ................................................................................................................................... 65
2.1.3. Appuis indirects des façades ............................................................................................................................................................ 66
2.1.4. Dimensionnement des appuis ......................................................................................................................................................... 66
2.1.5. Fers d’attente ....................................................................................................................................................................................... 67

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2.1.6. Conclusion ............................................................................................................................................................................................. 68
2.2. UN CAS PARTICULIER : LES MURS EN DRAPEAUX ................................................................................................................. 69
2.2.1. La méthode des bielles ...................................................................................................................................................................... 69
2.2.2. Armatures ............................................................................................................................................................................................. 70
3. ETUDE DES DALLES D’ETAGES ............................................................................................................................ 70
3.1. LA DALLE SUR REZ-DE-CHAUSSEE.......................................................................................................................................... 70
3.1.1. Principe de calcul et dispositions constructives............................................................................................................................ 70
3.1.2. Renforcements ..................................................................................................................................................................................... 71
3.2. LES DALLES D’ETAGES ............................................................................................................................................................ 71
CHAPITRE 7 : CONCLUSION ............................................................................. 72
REMERCIEMENTS .............................................................................................. 74
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................ 75
TABLE DES ILLUSTRATIONS .............................................................................. 76
ANNEXES ......................................................................................................... 79