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.

Pour comprendre le Choix de types de fondation, cliquez sur le lien.

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 *

Choix de types de fondation

Choix de types de fondation Comprendre le choix de types de fondation : Vous êtes ingénieur en génie civil et devez décider du type de fondation le plus adapté pour un nouveau bâtiment. Ce bâtiment sera construit dans une région où les conditions du sol et les charges...

Diagramme oedométrique pour une fondation

Diagramme oedométrique pour une fondation Comprendre le diagramme oedométrique pour une fondation 1. Collecte des données : Utilisez le tableau de données suivant issu d'un test oedométrique sur un échantillon de sol typique pour une fondation : Tableau de Données...

Fondations pour un bâtiment résidentiel

Fondations pour un bâtiment résidentiel Comprendre le calcul sur les fondations pour un bâtiment résidentiel : Vous êtes chargé de concevoir les fondations pour un petit bâtiment résidentiel. Le bâtiment est rectangulaire, mesurant 10 m de long et 8 m de large. Le sol...

Calcul des Dimensions de la Semelle

Calcul des Dimensions de la Semelle Comprendre le calcul des Dimensions de la Semelle de Fondation Vous êtes un ingénieur civil chargé de concevoir une semelle de fondation pour un petit bâtiment. La semelle doit supporter une colonne centrale qui porte une charge...

Combinaison des charges en fondation

Combinaison des charges en fondation Comprendre la combinaison des charges en fondation Vous êtes ingénieur en génie civil et vous devez concevoir la fondation d'un petit bâtiment de bureau. Le bâtiment est prévu pour avoir une empreinte rectangulaire de 15 m x 10 m....

Calcul de la Profondeur d’une Semelle

Calcul de la Profondeur d'une Semelle Comprendre le Calcul de la Profondeur d'une Semelle Dans le cadre de la construction d'un bâtiment résidentiel, un ingénieur géotechnique doit concevoir les fondations d'une semelle rectangulaire. La semelle doit supporter une...

Fondation pour bâtiment en zone sismique

Fondation pour bâtiment en zone sismique Comprendre le calcul de fondation pour batiment en zone sismique Vous êtes un ingénieur en génie civil chargé de concevoir la fondation d'un bâtiment de bureaux de 5 étages dans une zone à risque sismique modéré. Le bâtiment...

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...