Sélection et Calcul de Fondations

Sélection et Calcul de Fondations

Comprendre la Sélection et Calcul de Fondations

Vous êtes un ingénieur en génie civil chargé de concevoir les fondations d’une nouvelle structure industrielle dans une zone urbaine.

La structure sera un bâtiment de trois étages utilisé comme atelier de fabrication. Les conditions du sol sur le site sont hétérogènes et vous devez choisir entre des fondations superficielles ou des pieux.

Données fournies:

  1. Charges de la structure:
    • Poids propre du bâtiment : 500 kN
    • Charge d’exploitation (charge mobile sur les planchers) : 300 kN
    • Charge du vent : 100 kN
    • Charge totale : 900 kN
  2. Propriétés du sol:
    • Profil du sol : Les 3 premiers mètres sont composés de limon argileux avec une capacité portante de 150 kPa, suivis de sable dense jusqu’à 10 mètres avec une capacité portante de 300 kPa.
    • Niveau de la nappe phréatique à 4 mètres de profondeur.
  3. Règlements locaux:
    • Facteur de sécurité minimum requis : 3
    • Profondeur minimum des fondations : 1.5 mètre sous la surface

Tâche:

Déterminer si des fondations superficielles sont adéquates ou s’il est nécessaire de recourir à des pieux. Si les fondations superficielles sont adéquates, calculer les dimensions requises. Sinon, déterminer la profondeur et le type de pieu nécessaire.

Correction : Sélection et Calcul de Fondations

Données:

  • Charge Totale (Q)

\[ = \text{Poids propre} + \text{Charge d’exploitation} + \text{Charge du vent} \] \[ = 500 kN + 300 kN + 100 kN \] \[ = 900\, \text{kN} \]

  • Propriétés du Sol à 1.5 m de profondeur:

Hypothèses raisonnables basées sur des références courantes pour les types de sols mentionnés:

– Capacité portante = 150 kPa
– Cohésion (c) = 25 kPa
– Poids volumique du sol (\(\gamma\)) = 17 kN/m\(^3\).

Facteurs de Capacité Portante pour Limon Argileux:

  • \( N_c \) = 5.14
  • \( N_q \) = 1.0
  • \( N_\gamma \)= 0 (car le sol est cohésif)

Étape 1: Calcul de la Capacité Portante du Sol

Calcul de la Capacité Portante Ultime (\(q_u\)):

\[ q_u = c \times N_c + \gamma \times D_f \times N_q + 0.5 \times \gamma \times B \times N_\gamma \] \[ q_u = 25 \times 5.14 + 17 \times 1.5 \times 1.0 + 0.5 \times 17 \times B \times 0 \] \[ q_u = 128.5 + 25.5 + 0 \] \[ q_u = 154 \text{ kPa} \]

Calcul de la Capacité Portante Nette (\(q_n\)):

\[ q_n = q_u – \gamma \times D_f \] \[ q_n = 154 – 17 \times 1.5 \] \[ q_n = 128.5 \text{ kPa} \]

Zone Requise (A) et Dimensions de la Semelle:

\[ A = \frac{\text{Charge Totale}}{q_n} \] \[ A = \frac{900}{128.5} \] \[ A \approx 7.00 \text{ m}^2 \]

Pour une semelle carrée (\(B = L\)):

\[ B = L = \sqrt{7.00} \approx 2.65 \text{ m} \]

Étape 2: Vérification du Facteur de Sécurité

\[ \text{Facteur de Sécurité} = \frac{\text{Capacité portante nette}}{\text{Charge totale}/A} \] \[ \text{Facteur de Sécurité} = \frac{128.5}{\frac{900}{7.00}} \approx 1.0 \]

Le facteur de sécurité est beaucoup trop bas (nécessite un minimum de 3). Ceci indique que les dimensions proposées pour les fondations superficielles sont insuffisantes pour répondre aux exigences de sécurité, nous amenant à considérer l’option des pieux.

Étape 3: Alternative avec les Pieux

Sélection des Pieux:

Optons pour des pieux forés, car ils conviennent mieux aux conditions de nappe phréatique élevée.

Capacité d’un Pieu Standard:

Supposons une capacité portante de 1000 kN par pieu.

Nombre de Pieux Requis:

\[ \text{Nombre de Pieux} = \frac{\text{Charge Totale}}{\text{Capacité portante par pieu}} \] \[ \text{Nombre de Pieux} = \frac{900}{1000} \approx 1 \]

Dans la pratique, on prévoira probablement plus d’un pieu pour des raisons de distribution des charges et de stabilité, et les calculs seront ajustés en fonction des données d’essais de charge et des analyses dynamiques.

Conclusion

Les fondations superficielles dans leur forme proposée initialement sont inadéquates en raison d’un facteur de sécurité inacceptablement bas.

L’option des pieux semble plus appropriée. Une analyse détaillée avec des données d’essai de sol précises et une étude dynamique des charges serait nécessaire pour finaliser le design.

Sélection et Calcul de Fondations

D’autres exercices de Fondation:

Chers passionnés de génie civil,

Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

Cordialement, EGC – Génie Civil

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Capacité Portante d’une Semelle Isolée

Capacité Portante d'une Semelle Isolée Comprendre la Capacité Portante d'une Semelle Isolée Dans le cadre de la conception d'une structure résidentielle, il est nécessaire de déterminer la capacité portante d'une semelle isolée qui supportera un pilier de charge....

Force Sismique Latérale d’une Fondation

Force Sismique Latérale d'une Fondation Comprendre la Force Sismique Latérale d'une Fondation Vous êtes ingénieur en structure et travaillez sur la conception d’un bâtiment de 10 étages situé dans une région de forte activité sismique. Le bâtiment est prévu pour avoir...

Calcul de la pression appliquée sur le sol

Calcul de la pression appliquée sur le sol Comprendre le Calcul de la pression appliquée sur le sol Vous êtes ingénieur civil et vous travaillez sur la conception d'une nouvelle bibliothèque municipale. Le bâtiment est prévu pour être construit sur un terrain plat...

Dosage du Béton pour Semelles

Dosage du Béton pour Semelles Comprendre le Dosage du Béton pour Semelles Vous êtes ingénieur en génie civil chargé de concevoir une semelle isolée pour supporter une colonne d'un petit bâtiment. La semelle doit être conçue pour résister aux charges transmises par la...

Dimensionnement d’un pieu foré

Dimensionnement d'un pieu foré Comprendre le dimensionnement d'un pieu foré Vous êtes un ingénieur géotechnique chargé de concevoir un pieu foré pour soutenir un nouveau bâtiment conformément aux normes européennes. Les données géotechniques du site ont été...

Calculer la charge limite d’un pieu

Calculer la charge limite d'un pieu Comprendre comment calculer la charge limite d'un pieu : Vous êtes un ingénieur civil chargé de concevoir les fondations d'un nouveau bâtiment de bureaux. Le site de construction présente un sol composé d'argile sur les 10 premiers...

Excentrement du Chargement sur la Fondation

Excentrement du Chargement sur la Fondation Comprendre l'Excentrement du Chargement sur la Fondation Vous êtes un ingénieur en génie civil travaillant sur la conception des fondations d'un nouveau bâtiment de bureaux. Le bâtiment sera construit sur un sol ayant une...

Calcul de la Contrainte Verticale en Fondation

Calcul de la Contrainte Verticale en Fondation Comprendre le Calcul de la Contrainte Verticale en Fondation En tant qu'ingénieur civil, vous êtes chargé de concevoir la fondation d'un nouveau bâtiment de 5 étages avec une emprise au sol de 20 m par 30 m. Votre tâche...

Calcul de l’Excentrement en Fondation

Calcul de l'Excentrement en Fondation Comprendre le Calcul de l'Excentrement en Fondation Vous êtes ingénieur en structure et vous devez concevoir la fondation d'un bâtiment résidentiel. Le bâtiment est prévu pour être construit sur un sol de classe moyenne (ni trop...

Contrainte ultime pour une charge inclinée

Contrainte ultime pour une charge inclinée Comprendre la Contrainte ultime pour une charge inclinée Vous êtes ingénieur en génie civil et devez concevoir les fondations d'un bâtiment. Une des fondations sera soumise à une charge inclinée due à la structure du...