Projet mené par l'équipe de l'école de langues Orman :

Ahmed Nasr Zenhom
Nayera Hany Mokhtar
Arwa Inveras Abd-El Azim
Mohammed Essam
Mohamed Ahmed Mohamed Alsaeed

Sponsor et chef de projet :

Dr. Nasr Zenhom Hassan
Professeur en béton armé
Faculté d'ingénierie
Mataria, Université de Helwan
Le Caire - Egypte

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Objectif

Ce projet vise à mieux connaître les propriétés des composants des bâtiments en béton armé, leurs différences par rapport aux bâtiments dotés de murs porteurs, ainsi que les charges auxquelles ces bâtiments sont soumis. Cet apprentissage s'effectuera par le biais de la réalisation d'une maquette en béton armé.

Domaine d'application du projet

Ce projet s'applique à deux types de structures de bâtiments, une structure en béton et une structure avec murs porteurs.

Comparaison entre une structure en béton armé et une structure avec murs porteurs

Les informations suivantes proviennent de sources Internet.

Bâtiments avec structure en béton

Matériaux de construction :
A- Eléments structurels :

1. Les fondations :
   i- Base ordinaire en béton reposant sur les différentes couches du terrain.
   ii- Base en béton armée reposant sur la base en béton ordinaire.
   iii- Des bavures en béton armé constituent les joins entre les bases en béton armée.
2. Les colonnes : Elles sont réalisées en béton armé, reposent sur la base en béton armé et s'élèvent à la verticale jusqu'au plafond du rez-de-chaussée.
3. Les poutres : elles sont réalisées en béton armé et reposent sur les colonnes à chaque étage.
4. La dalle de plancher : elle est réalisée en béton armé et repose sur les poutres à chaque étage.
5. Les escaliers : ils sont réalisés en béton armé et relient les étages deux par deux.

B- Eléments non structurels :

1. Les murs : ils sont réalisés en maçonnerie ou en briques et utilisés pour murer les ouvertures entre les colonnes.
2. Les portes et les fenêtres : elles sont réalisées dans différents matériaux tels que le bois, l'acier, le verre, etc.
3. Finition du sol : carrelage en céramique ou plancher en bois.
4. Finition des murs : peinture, plâtre, papier peint, etc.

Avantages :

1. La maquette peut comporter différents étages selon la capacité portante du terrain.
2. La taille des ouvertures telles que les fenêtres et les portes est libre.
3. Les murs entre les colonnes peuvent être supprimés à des fins décoratives.

Inconvénients :

1. Les bâtiments n'offrent pas de résistance à la température ou à l'humidité, étant donné que leurs murs sont très fins.
2. Ils résistent difficilement en cas de tremblement de terre.

Bâtiment avec murs porteurs

Dans ce genre de bâtiments, les charges variables et les charges permanentes sont exercées par le plafond et les poutres sur les murs. Elles atteignent ensuite la base continue située sous le bâtiment et qui répartit le poids de la structure qu'elle supporte sur la surface de terrain disponible. L'épaisseur des murs augmente également au fur et à mesure que l'on se rapproche de la base.

Matériaux de construction :
A- Eléments structurels :
     dalle de plancher, poutres, murs en briques, escaliers et fondations.

B- Eléments non structurels :
     portes, fenêtres et matériaux de finition.

Avantages :

1. L'épaisseur des murs porteurs en font d'excellents isolants contre le bruit et la perte de chaleur.
2. Ce type de bâtiment est peu coûteux comparé aux bâtiments dotés d'une structure en béton.
3. Le bâtiment constitue une seule unité et est donc plus résistant aux tremblements de terre.
4. L'espace ouvert est important du fait de l'absence de colonne perturbant la disposition des meubles.

Inconvénients :

1. Vous ne pouvez pas apporter de modifications au bâtiment comme par exemple supprimer un mur.
2. Vous ne pouvez construire que cinq ou six étages au maximum.
3. L'épaisseur des murs est trop importante, ce qui contribue à réduire l'espace des pièces.
4. De larges ouvertures risquent de réduire la solidité du bâtiment.

Types de charges

Les types de charges exercées sur les bâtiments peuvent être classés de la façon suivante :

1. Charges permanentes : poids des éléments structurels et non structurels, poids des finitions et de tout autre élément fixe.
2. Charges variables : poids des personnes et des meubles et toute autre charge mobile.
3. Charges du vent : effet de la pression du vent sur l'ensemble du bâtiment, particulièrement dans un endroit venteux.
4. Charges en cas de tremblement de terre : effet des forces horizontales et verticales résultant des mouvements sismiques dus à un tremblement de terre.

Photo de la maquette

Une maquette a été réalisée afin de montrer les éléments structurels et non structurels d'un bâtiment en béton armé. La maquette est celle d'une villa constituée d'un rez-de-chaussée et d'un premier étage, à une échelle de  25 : 1.
La maquette a été construite à l'aide des matériaux suivants : bois (de type Balsa), polystyrène, carton, colle et peinture en bombe.

Les photos contenues dans ce rapport illustrent la maquette réalisée.

Remerciements

Nous souhaitons exprimer tous nos remerciements et notre plus profonde gratitude au Dr. Nasr Zenhom Hassan, Professeur de béton armé de la Faculté d'ingénierie, Mataria, à l'Université de Helwan, au Caire, en Egypte, pour ses conseils et son aide précieuse au cours de la réalisation de ce projet.

Responsables du projet

Brad Roscoe, Robert Young, Short Allerton