Projet de Fin d`Etudes 2013 Spécialité Génie Civil Etude statique et

Projet de Fin d’Etudes 2013
Spécialité Génie Civil
Etude statique et dynamique
de l’Equinoxe - ZAC Etoile à Strasbourg
Auteur : VILLEPINTE Jérémy
Elève ingénieur de 5ème année, INSA de Strasbourg
Tuteur Entreprise : GANGLOFF Antoine-Xavier
Ingénieur Structures, HN Ingénierie
Tuteur INSA Strasbourg : KOVAL Georg
Maître de conférences, INSA de Strasbourg
Année universitaire : Date de dépôt :
2012 / 2013 7 juin 2013

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Remerciements
Je tiens à remercier M. Minh-Tri NGUYEN, Président, et Mme Nadine HATTERER,
Directrice Administratif, pour m’avoir intégré au sein du bureau d’études HN Ingénierie et
proposé ce projet enrichissant.
Mes remerciements s’adressent plus particulièrement à Antoine-Xavier GANGLOFF,
Ingénieur Structures, pour ses précieux conseils et avoir pris le temps de répondre à mes
questions.
Je remercie également toute l’équipe d’ingénieurs et de projeteurs pour leur accueil
chaleureux et avoir partagé leur expérience avec moi.
Mes remerciements s’adressent à M. Georg KOVAL, Maître de conférences à l’INSA de
Strasbourg, pour m’avoir conseillé et accompagné au cours de mon projet.

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Résumé
Ce Projet de Fin d’Etudes au sein du bureau d’études HN Ingénierie porte sur l’étude de
l’Equinoxe, un immeuble en béton armé de dix étages se situant à Strasbourg. Cet
immeuble d’habitation équipé d’un parking souterrain et accueillant des commerces au
rez-de-chaussée est en zone sismique modérée. C’est pourquoi celui-ci fait l’objet d’une
étude dynamique.
Le projet a consisté à modéliser le bâtiment aux éléments finis avec des appuis élastiques
pour prendre en compte l’interaction sol structure. Les résultats de l’analyse modale et du
calcul sismique ont permis de vérifier les déplacements maximaux et les fondations ainsi
que de dimensionner les voiles de contreventement des deux premiers étages.
Mots clés :
Béton armé, éléments finis, analyse modale sismique, fondations, contreventement
Abstract :
This final year project took place on the engineering office ‘‘HN Ingénierie’’ and dealt with
the study of the Equinoxe, a reinforced concrete building located in Strasbourg. This
residential building, composed by ten floors, an underground parking and commercial
facilities at the ground floor is located in a moderate seismic area, which demands a
dynamical analysis.
Elastic springs were adopted to describe the soil-structure interaction in a finite element
model of the building. The modal analysis and seismic calculation provided results that
were used to verify the extreme displacements of the structure and to design foundations
and the reinforced concrete walls according to French standards.
Keywords :
Reinforced concrete, finite element, modal and seismic analysis, foundations, wind bracing

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Sommaire
Remerciements .................................................................................................................... 2
Résumé ............................................................................................................................... 3
Sommaire ............................................................................................................................ 4
Liste des figures ................................................................................................................... 6
Liste des tableaux ................................................................................................................ 7
Introduction .......................................................................................................................... 8
1 Présentation de HN Ingénierie ...................................................................................... 9
1.1 Historique ............................................................................................................... 9
1.2 Principales données ............................................................................................... 9
2 Présentation du projet ................................................................................................. 11
2.1 Le projet ................................................................................................................ 11
2.2 Acteurs ................................................................................................................. 11
2.3 Planning du projet ‘‘Equinoxe’’ .............................................................................. 12
2.4 Etude géotechnique .............................................................................................. 13
2.5 Réglementation ..................................................................................................... 15
3 Contreventement : analyse et régularité ..................................................................... 16
3.1 Système de contreventement ............................................................................... 16
3.2 Critères de régularité ............................................................................................ 17
4 Modélisation ............................................................................................................... 22
4.1 Charges prises en compte .................................................................................... 22
4.2 Analyse de la structure ......................................................................................... 23
4.3 Modélisation du bâtiment et descente de charges ................................................ 24
4.4 Modélisation du sol ............................................................................................... 27
5 Analyse modale .......................................................................................................... 32
5.1 Principe ................................................................................................................. 32
5.2 Modes propres ...................................................................................................... 33
5.3 Combinaison des réponses modales .................................................................... 37
6 Calcul sismique........................................................................................................... 38
6.4 Combinaison des actions sismiques ..................................................................... 43
6.5 Combinaison des actions ...................................................................................... 45
6.6 Vérifications .......................................................................................................... 45

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7 Vérification des fondations superficielles .................................................................... 51
7.1 Capacité portante et contrainte au sol .................................................................. 51
7.2 Résultats et interprétation ..................................................................................... 52
8 Ferraillage des voiles de contreventement ................................................................. 53
8.1 Généralités ........................................................................................................... 53
8.2 Armatures de flexion ............................................................................................. 53
8.3 Vérification de cisaillement ................................................................................... 54
8.4 Vérification de non glissement .............................................................................. 55
8.5 Synthèse et résultats ............................................................................................ 55
9 Ferraillage du plancher reprenant l’attique ................................................................. 57
9.1 Principe ................................................................................................................. 57
9.2 Résultats et ratios d’armatures ............................................................................. 58
10 Prédimensionnement des poutres ........................................................................... 59
10.1 Principe ............................................................................................................. 59
10.2 Résultats ........................................................................................................... 60
Conclusion ......................................................................................................................... 61
Bibliographie et Webographie ............................................................................................ 62
Annexes séparées :
Annexe 1 : Etude des critères de régularité
Annexe 2 : Structures
Annexe 3 : Descente de charges
Annexe 4 : Comparaison des réactions d’appuis en fonction des raideurs
Annexe 5 : Influence du séisme vertical
Annexe 6 : Action sismique - méthode simplifiée
Annexe 7 : Plan de fondations
Annexe 8 : Ferraillage des voiles de contreventement
Annexe 9 : Plans de ferraillage du plancher haut du R+5
Annexe 10 : Prédimensionnement des poutres