restructuration sf et si

85
SST8 Restructura)on Fonda)ons superficielles Restructura)on SST8 1

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Cours sur la restructuration des semelles

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Page 1: Restructuration SF Et SI

SST8  Restructura)on  Fonda)ons  superficielles  

Restructura)

on  SST8  

1  

Page 2: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

•  ELS  

Ouverture  de  fissures  

•  ELU  

Vérifica)on  à  l’état  limite  ul)me  de  résistance  (ELUR).    

Restructura)

on  SST8  

2  

Page 3: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

•  ELS  ouvertures  des  fissures  :  

 Pas  de  dimensionnement    MAIS  

 Majora)on  des  armatures  trouvées  à  l’ELU  

Restructura)

on  SST8  

3  

Page 4: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

   

Restructura)

on  SST8  

4  Environnement  pour  les  fonda)ons  :  XC2  au  moins    

Page 5: Restructuration SF Et SI

Fonctionnement  • Principe  :    

 Transmission  de  la    charge    au  sol  par    l’intermédiaire  de    bielles    compression    inclinées.  

Restructura)

on  SST8  

5  

B

Page 6: Restructuration SF Et SI

Fonctionnement  • Analogie  :    

 Des  efforts  de  trac)on    sont  générés  par  ces    bielles  de  compression.        

Ces  efforts  sont  équilibrés  par  des  aciers  tendus  en  par)e  inférieure  de  la  semelle    

   

Restructura)

on  SST8  

6  traction

Page 7: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  :  Principe  •  La  contrainte  sur  le  sol  n’excède  pas  la  contrainte  limite  de  calcul  du  sol  ;    

•  La  semelle  est  suffisamment  rigide  pour  résister  au  poinçonnement  ;    

•  Les  aciers  inférieurs  reprennent  les  efforts  calculés  par  la  méthode  des  moments;    

•  Les  aciers  inférieurs  sont  correctement  ancrés    

Restructura)

on  SST8  

7  

Page 8: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

•  ELU  de  résistance  du  sol  :  

 Essais  de  Mk  sols  :    =>  qu  =  contrainte  ul)me  que  peut  supporter                le  sol  sous  la  fonda)on.    

   

Restructura)

on  SST8  

8  

Page 9: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

•  ELU  de  résistance  du  sol  :  

 Résistance  du  sol  peut  être  caractérisée  par  une  valeur  ul>me  qu      

 

Restructura)

on  SST8  

9  

Page 10: Restructuration SF Et SI

Véri)ication  des  Etats  Limites  

•  ELU  de  résistance  du  sol  :  

 On  dimensionne  avec  :      qd  =  qu/2    

   qd  dite  contrainte  de  calcul  du  sol    

Restructura)

on  SST8  

10  

Page 11: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  •  l’aire  de  la  semelle  sera  déterminée  afin  d’assurer  la  résistance  du  sol  de  fonda)on.    

Restructura)

on  SST8  

11  

Page 12: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  •  l’aire  de  la  semelle  sera  déterminée  afin  d’assurer  la  résistance  du  sol  de  fonda)on.    

Restructura)

on  SST8  

12  

Page 13: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  

Restructura)

on  SST8  

13  

La  condi)on  de  rigidité  permet  que  le  non-­‐poinçonnement  de  la  semelle  soit  vérifié    

Page 14: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  • Condi>on  de  rigidité  :  

     

Restructura)

on  SST8  

14  

Page 15: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  • Condi>on  de  rigidité  :  

           

Restructura)

on  SST8  

15  On  peut  ensuite  déterminer  la  hauteur  de  la  semelle  h  :    (h  =  d  +  cnom  +  0,5Φ  ,  en  prenant  comme  hypothèse  Φ  =  20  mm).  

Elle  permet  de  déterminer  la  hauteur  u)le  minimale  d  

b '− b4

≤ d

Page 16: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  

Restructura)

on  SST8  

16  

Page 17: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  •  Rappel  :  enrobage  nominal  pour  les  semelles  de  fonda)on    :    

•  Sur  béton  de  propreté    :  cnom  =  30  mm  •  En  contact  direct  avec  le  sol  :  cnom  =  65  mm    

 =>  h  ≈  d  +  40  mm  si  semelle  coulée  sur  béton    de  propreté,  sinon  h  ≈  d  +  80  mm  

Restructura)

on  SST8  

17  

Page 18: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  •  Remarque  :    

•  le  poids  de  la  semelle  n’est  pas  connu  avant  la  détermina)on  de  la  hauteur  h.    

 •  Il  faut  donc  vérifier  la  contrainte  dans  le  sol  :  

Restructura)

on  SST8  

18  

Page 19: Restructuration SF Et SI

Dimensionnement  •  Armatures  :  Le  calcul  des  aciers  est  effectué  par  la  méthode  des  moments    

Restructura)

on  SST8  

19  

Page 20: Restructuration SF Et SI

Exemples  •  Calcul  semelle  isolée  •  Calcul  semelle  filante  

Restructura)

on  SST8  

20  

Page 21: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

21  

Page 22: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :    

•  On  doit  vérifier  σsol  ≤  qd      

   

   Hypothèse:  

 1,10  pu  /  A’  <  qd      

Restructura)

on  SST8  

22  

Page 23: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :    

 1,10  pu  /  A’  <  qd        qd  =  qu  /  2  =  0,25  Mpa  

Restructura)

on  SST8  

23  

Page 24: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :    

 D’où  :      A’  >  1,10  pu  /  qd  =  1,32  m2        Avec    A’  =  b’  x  1m  

         On  prend  b’  =  1,35  m  

Restructura)

on  SST8  

24  

Page 25: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :        

 Condi)on  de  rigidité  :      

   

Restructura)

on  SST8  

25  

b '− b4

≤ d

Page 26: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :        

 Condi)on  de  rigidité  :      

   

Restructura)

on  SST8  

26  

(1,35  –  0,2)  /  4  =  0,29  m  ≤  d  ⇒ On  prend  h  =  d  +  4cm  =  33  cm ⇒ On  prend  h  =  35  cm  ⇒ Soit  h+béton  de  propreté  =  40  cm  

b '− b4

≤ d

Page 27: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Contrôle  du  dimensionnement  :  Il  faut  vérifier  que:          Soit  (avec  G1  négligé)  :  (pu  +  1,35  (0,4  x  1,4  x  25.10-­‐3))  /  1,4  =  0,23  MPa    

                     <  qd  =  0,25  Mpa  

Restructura)

on  SST8  

27        =>  Hypothèse  vérifiée  !  

Page 28: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

28  

Page 29: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  principales  :    

   

       Soit  :  MEd  =    =  42,5  kN.m    

 

Restructura)

on  SST8  

29  

Page 30: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  principales  :    

 Équilibre  au  cdg  des  Ast  :          

Restructura)

on  SST8  

30  

Page 31: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  principales  :    

 Équilibre  au  cdg  des  Ast  :          

Restructura)

on  SST8  

31  

Page 32: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  principales  :    

 Équilibre  au  cdg  des  Ast  :          

Restructura)

on  SST8  

32  

Page 33: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  principales  :    

     A.N.  :  x  =  0,010  m      Ast  =  3,14  cm2  

Restructura)

on  SST8  

33  Choix  des  aciers  :  3  HA  12  /  m  soit  3,39  cm2  /m  

Page 34: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  de  répar>>on  :    

     Ar  =  1,5cm2/m      Soit  Ar  =  1,5x1,4  =  2,1cm2  

Restructura)

on  SST8  

34  

Page 35: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  de  répar>>on  :    

     Ar  =  2,1  cm2  

   

Restructura)

on  SST8  

35  

Espacement  maxi  :  3  aciers  /  m  

Page 36: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  des  armatures  de  répar>>on  :    

 

     Choix  des  aciers  :  

 Nb  d’espacements  =  (1,4  –  2xcnom  latéral)/0,33                  =  1,27  /  0,33  =  3,8  esp    =>4  esp  =>  5  aciers  

Choix  :  5  HA  8  =  2,51  cm2  

Restructura)

on  SST8  

36  

65mm  

Page 37: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

37  

Page 38: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

     

Restructura)

on  SST8  

38  

Page 39: Restructuration SF Et SI

       

Restructura)

on  SST8  

39  

Page 40: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

   lb,  rqd(HA12)  =  ?  

Restructura)

on  SST8  

40  

Page 41: Restructuration SF Et SI

Restructura)

on  SST8  

41  

Page 42: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

   lb,  rqd(HA12)  =  40,5  Φ  =  486mm    

   lbd  =  ?  

Restructura)

on  SST8  

42  

Page 43: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

   lb,  rqd(HA12)  =  40,5  Φ  =  486mm    

   lbd  =  lb,  rqd(HA12)  x  As,rqd  /  As,  prov  

Restructura)

on  SST8  

43  

Page 44: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

   lb,  rqd(HA12)  =  40,5  Φ  =  486  mm    

   lbd  =  lb,  rqd(HA12)  x  3,14  /  3,39  =  451  mm  

Restructura)

on  SST8  

44  

(b’-­‐0,7b)/4  =  315mm  >  lbd    

è  Crochets  normaux  

Page 45: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

45  

Page 46: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

46  

Page 47: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Données  :  

 NEd  =  Nu  =  1,3MN    b  x  c  =  0,2  x  1,00m  

Restructura)

on  SST8  

47  

Page 48: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :  

           

       =>        A’    =  1,10  x  1,30  /  0,25              =  5,72  m2  

Restructura)

on  SST8  

48  

Page 49: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :  

   Semelles  homothé)ques  :            

     

   =>    b'  =  b  /  c  x  c’    

Restructura)

on  SST8  

49  

Page 50: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :  

 b’  x  c’  =  A’  =  5,72  m2  

Et      b’  =  b  /  c  x  c’    

 On  remplace  :  

 c’2  x  b  /  c  =  A’        =>      c’  =  √  (c  /  b  x  A’)   Restructura)

on  SST8  

50  

Page 51: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :  

 D’où  :        c’  =  5,35  m  et    b’  =  5,72  /  c  =  1,07  m        On  prend  :  c’  =  5,35  m    et  b’  =  1,10  m  

 

Restructura)

on  SST8  

51  

Page 52: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  du  coffrage  :  

 Condi)on  de  rigidité  :        

     et    

   d  ≥  1,09m  et  d  ≥  0,225m        On  prend  :  h  =  d  +  4  cm  =  1,13  m  

 

Restructura)

on  SST8  

52    =>  On  prend  h  =  1,15  m  

Page 53: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Vérifica>on  du  dimensionnement  :  

     

Restructura)

on  SST8  

53  

(Nu  +  1,35  G0)  /  (b’xc’)  =  0,26  Mpa  >  q  =  0,25  Mpa    Il  faut  redimensionner  !!!  

Page 54: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Dimensionnement  :  

 On  augmente  A  et  B  :    b’  =  1,10m        =>  b’  =1,20m      c’  =  5,35  m    =>  c’  =  5,40m  

   Condi)on  de  rigidité  :    Nouveau  h  :  h  =  1,15  m  

Restructura)

on  SST8  

54  

Page 55: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Vérifica>on  du  dimensionnement  :  

     

Restructura)

on  SST8  

55  

(Nu  +  1,35  G0)  /  (b’xc’)  =  0,24  Mpa  <  q  =  0,25  Mpa    OK  !!!  

Page 56: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

56  

Page 57: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Dimensionnement  des  armatures  :  

 //  à  b’  :  

   =  0,152  MN.m      À  répar)r  sur  c’  =  5,40  m  

     

Restructura)

on  SST8  

57  

Page 58: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  b’  :    

Restructura)

on  SST8  

58  

è  bw  =  c’  

Page 59: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  b’  :    

 Équilibre  au  cdg  des  Ast  :          

Restructura)

on  SST8  

59  

Page 60: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  b’  :  

 A.N.  :  x  =  2,5.10-­‐3  m      Ast  =  3,39  cm2  à  répar>r  sur  c’  =  5,4m  

Restructura)

on  SST8  

60  

Page 61: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Dimensionnement  des  armatures  :  

 //  à  c’  :  

   =  0,665  MN.m      À  répar)r  sur  b’  =  1,20  m  

     

Restructura)

on  SST8  

61  

Page 62: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  c’  :    

Restructura)

on  SST8  

62  

è  bw  =  b’  

Page 63: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  c’  :    

 Équilibre  au  cdg  des  Ast  :          

Restructura)

on  SST8  

63  

Page 64: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Parallèlement  à  c’  :  

 A.N.  :  x  =  0,041  m      Ast  =  15,08  cm2  à  répar>r  sur  b’  =  1,2m  

Restructura)

on  SST8  

64  

Page 65: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Choix  des  aciers  :  //  à  c’  (à  répar)r  sur  b’  =  1,2m)  :  3  aciers  /  m    soit  :  (1,20  –  2  x  cnom  latéral  )  /  0,33  =  3,21  esp      =>  4  esp  =>  5  aciers  

     5  HA  20  =  15,71  cm2    

     

Restructura)

on  SST8  

65  

Page 66: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Choix  des  aciers  :  //  à  b’  (à  répar)r  sur  c’  =  5,4m)  :  3  aciers  /  m    soit  :  (5,40  –  2  x  cnom  latéral  )  /  0,33  =  15,8  esp      =>  16  esp  =>  17  aciers  

     17  HA  8  =  8,5  cm2    

Restructura)

on  SST8  

66  

Page 67: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

67  

Page 68: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  

     

Restructura)

on  SST8  

68  

Page 69: Restructuration SF Et SI

       

ST3  

69  

Page 70: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Ancrage  et  arrêt  des  aciers  principaux  :    

   

ST3  

70  

Sec>on  de  calcul  

(b’-­‐0,7b)/4  

Distance  mini  pour  ancrage  droit  

Page 71: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Ancrage  et  arrêt  des  aciers  principaux  :    

       

ST3  

71  

Page 72: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Ancrage  et  arrêt  des  aciers  principaux  :    

       

ST3  

72  

Page 73: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  •  Ancrage  et  arrêt  des  aciers  principaux  :    

       

ST3  

73  

   Longueur  d’ancrage  réelle:  lbd  =  lb,  rqd  x  As,  rqd  /  As,  prov  

Page 74: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  •  //  à  c’  (à  répar)r  sur  b’  =  1,2m)  

   lb,  rqd(HA20)  =  ?  

Restructura)

on  SST8  

74  

Page 75: Restructuration SF Et SI

Restructura)

on  SST8  

75  

Page 76: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  •  //  à  c’  (à  répar)r  sur  b’  =  1,2m)  

   lb,  rqd(HA20)  =  40,5  Φ  =  810mm    

   lbd  =  ?  

Restructura)

on  SST8  

76  

Page 77: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  •  //  à  c’  (à  répar)r  sur  b’  =  1,2m)  

   lb,  rqd(HA20)  =  40,5  Φ  =  810mm    

   lbd  =  lb,  rqd(HA20)  x  As,rqd  /  As,  prov  

Restructura)

on  SST8  

77  

Page 78: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  •  //  à  c’  (à  répar)r  sur  b’  =  1,2m)  

   lb,  rqd(HA20)  =  40,5  Φ  =  810  mm    

   lbd  =  lb,  rqd(HA20)  x  15,08  /  15,71  =  778  mm  

Restructura)

on  SST8  

78  

(c’-­‐0,7c)/4  =  1,1  m  >  lbd    

è  Ancrages  droits  

Page 79: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  • Ancrages  :  •  //  à  b’  (à  répar)r  sur  c’  =  5,4m)  

   lb,  rqd(HA8)  =  40,5  Φ  =  324  mm    

   lbd  =  lb,  rqd(HA8)  x  3,39  /  8,5  =  130  mm  

Restructura)

on  SST8  

79  

(b’-­‐0,7b)/4  =  250  mm  >  lbd    

è  Ancrages  droits  

Page 80: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

80  

Page 81: Restructuration SF Et SI

Semelle  isolée  •  Liaison  Voile  /  Poteau  fonda>on  :  Ahentes  

•  Retour  d'équerre  calculés  pour  équilibrer  un  moment  fléchissant  ou  un  effort  normal  de  trac)on    

ST3  

81  

     

Page 82: Restructuration SF Et SI

Semelle  isolée  •  Liaison  Voile  /  Poteau  fonda>on  :  Ahentes  

•  Sinon  (compression  centrée)  un  ancrage  rec)ligne  suffit     ST

3  

82  

     

Page 83: Restructuration SF Et SI

Semelle  isolée  •  Semelle  à  débord  constant  :  

 Autre  méthode  que  les  semelles  homothé)ques  :  

     Semelles  à  débord    constant  

     

ST3  

83  

Page 84: Restructuration SF Et SI

Semelle  isolée  •  Semelle  à  débord  constant  :  

   

     

ST3  

84  è  Economie  de  béton  par  rapport  aux  semelles  homothé>ques    

Page 85: Restructuration SF Et SI

Exercice  d’accompagnement  

Restructura)

on  SST8  

85  

è Semelle  à  débord  constant    V  =  3,2m3  contre  7,4m3  en    homothé)que…