Modélisation de la transmission des charges dans les travaux d'étaiement et de ré-étaiement de bâtiments multi-étages en béton armé

Keugong Foula, Jaurelle (2025). Modélisation de la transmission des charges dans les travaux d'étaiement et de ré-étaiement de bâtiments multi-étages en béton armé. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La prédiction de la transmission des charges pendant la construction des bâtiments multi-étages en béton armé est primordiale pour prévenir d’une part les effondrements des structures pendant la phase de construction, et d’autre part, l’altération des conditions de service de l’ouvrage. En effet, lors de la phase de construction, les charges appliquées aux dalles surviennent avant que celles-ci n’aient atteint leur résistance caractéristique. De plus, selon les séquences et le système de construction, ces charges peuvent excéder la charge de service des ouvrages. Ces deux facteurs, combinés aux propriétés de fluage du béton, peuvent entrainer des déflexions importantes, entrainant ainsi le non-respect des conditions de service de l’ouvrage.

Dans ce mémoire, nous avons élaboré une méthode de modélisation par éléments finis pour analyser la transmission des charges au cours de la phase de construction et les déflexions engendrées jusqu’à l’application de la charge maximale. La méthodologie de ce projet de recherche est spécifiquement conçue pour les constructions utilisant le système étaiement/réétaiement, et inclus la prise en compte de la rigidité de ce système, les caractéristiques dépendantes du temps du béton et le fluage du béton. La méthodologie est implémentée dans le logiciel de modélisation par éléments finis SAP 2000.

En vue de valider la méthode de modélisation développée, elle a été appliquée sur deux études de cas réelles tirées de la littérature: le projet de construction d’un bâtiment de 28 étages à Edmonton, Canada et le projet de construction d’un bâtiment de sept étages à Cardington, Angleterre. La cohérence entre les résultats du modèle par éléments finis et les données relevées sur le terrain nous ont permis de conclure sur l’efficacité de la méthodologie proposée.

Enfin, le modèle a été appliqué sur un bâtiment typique pour étudier l’influence de divers paramètres, notamment la rigidité du système d’étaiement, le nombre de niveaux réétayés et les charges de construction. Il en ressort que la prise en compte de la rigidité des systèmes de coffrage actuels est essentielle pour évaluer les déflexions pendant la phase de construction, tandis que le nombre de niveaux réétayés a une influence moindre. De plus, l’étude souligne l'importance d'inclure le fluage et les cycles de chargement/déchargement de la phase de construction dans le calcul des déflexions des dalles bidirectionnelles en béton armé dans les bâtiments multi-étages.

Titre traduit

Modeling of load transmission in the shoring and reshoring system of multi-story reinforced concrete buildings

Résumé traduit

The prediction of load transfer during the construction of reinforced concrete multi-story buildings is crucial to prevent both structural collapses during the construction phase and the alteration of the building's serviceability. During the construction phase, the loads applied to the slabs occur before they have reached their characteristic strength. Furthermore, depending on the construction sequences and the construction system, these loads can exceed the building's service load. These two factors, combined with the creep properties of concrete, can lead to significant deflections, compromising the structure's serviceability.

In this thesis, a finite element modeling method is developed for load transfer during the construction phase in order to analyze the deflections caused until the application of the maximum service load. The methodology of this research project is specifically designed for constructions using the shoring/reshoring system and includes the consideration of the stiffness of this system, the time-dependent properties of concrete, and creep. The methodology is implemented in the finite element modeling software SAP 2000.

To validate the developed modeling method, it was applied to two real case studies from literature: a 28-story building construction project in Edmonton, Canada and a seven-story building project in Cardington, England. The consistency between the finite element model results and the data collected on-site allowed to conclude the effectiveness of the proposed method.

Finally, the model was applied to a typical building to study the influence of various parameters, including the stiffness of the shoring system, the number of reshored levels, and the construction loads. It was found that considering the stiffness of current formwork systems is essential for evaluating deflections during the construction phase, while the number of reshored levels had less influence. Additionally, the study highlights the importance of considering creep and loading/unloading cycles during the construction phase in the calculation of deflections of reinforced concrete two-way slabs in multi-story buildings.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présente à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle a l’obtention de la maitrise avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 135-138).
Mots-clés libres:	bâtiments multi-étages, charges de construction, déflexions des dalles, étaiement/ré-étaiement, fluage, modélisation par éléments finis, phase de construction
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse El-Saikaly, Georges
Codirecteur:	Codirecteur Abo El Ezz, Ahmad
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	27 mai 2025 15:03
Dernière modification:	27 mai 2025 15:03
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3616

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