10420-SAR-CI-CN-001-01-Note de Calcul Fondation Du Réservoir T-506 [PDF]

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ETUDE DE DETAIL POUR RESERVOIR T-506 DE 4700 m3

Note de calcul fondation du réservoir T-506 Document N°: 10420-SAR-CI-CN-001

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Note de calcul fondation du réservoir T-506

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17/04/2020

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Notes Nbr

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Table des HOLDs Nbr

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Description des HOLDs

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Objet Ce document a pour objet d'étudier les dimensions appropriées du fondation supportant le réservoir T-506.

II)

Normes et standards

1

NF EN 1991-1-4 API 650 : édition 1998 BAEL 91 FASCICULE 62 TITRE V

2 3 4

III)

-

Actions sur les structure : Actions générales — Actions du vent Welded Steel tanks for oil storage Règles de calcul du béton armé aux états limites ultimes Règles de calcul des fondations

-

Plan et sections de plan de détails des armatures

-

Plan et sections de fondation du réservoir

10420-SAR-ME-CD-001

-

Plan structure du réservoir

G2-AVP-2020-060

-

Rapport de mission géotechnique / Mission G2 / Phase Avant-Projet

Documents de référence 10420-SAR-CI-CF-002 10420-SAR-CI-CF-001

IV)

Données de base Elevation

F.G.L

= EL

0,2 m (en relation avec le niveau finis du terrain (GL))

1) Ciment Résistance caractéristique à 28 jours

f'c

=

25

N/mm2

Poids volumique du béton Fissurartion

b

=

25

kN/m3 prejudicial

= = = =

FeE500

fy s s

500 435 202

N/mm² N/mm² N/mm²

= = = =

50 50 50 50

mm mm mm mm

kN/m3 degré kN/m2

2) Ferraillage Nuance Limite élastique Contrainte de conception (ELU) Contrainte de conception (ELS)

3) Enrobage minimal Béton coulé Ciment en contact avec le sol Béton en contact avec l'air extérieur Béton hors contact avec le sol 4) Sol Poid volumique du sol Angle de friction Cohésion

Qs φ c K0

= = = =

18 32 8 0,518

Coefficient de friction (sol/sol) Coefficient de friction (Ciment/sol) Coefficient de butée latérale Niveau des eaux souterraines Capacité portante du sol

 '

= = = = =

0,46 0,38 N/A -2,6 m sous GL (rapport géotechnique) 150 Kpa = 1,5 bars

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Facteur de sécurité Facteur de sécurité

V)

Soulèvement 1,5

Glissement 1,0

Données de calcul 1) Données de base de l'équipement Diametre, DI (réservoir) Hauteur du réservoir Poids spécifique du liquide stocké Hauteur de remplissage de service Hauteur de remplissage lors de l'épreuve hydraulique Poids des virols des parois (coquille) Poids des virols de fond (bas) Poids du toit Poids total

Ws Wf Wr WT

= = = = =

21000 13580 9,49 13570 13580

= = = =

529 217 256 1002

mm mm kN/m3 mm mm kN kN kN kN

2) Dimension du fondation Élévation plus élevée Elévation de référence (GL) Hauteur dela fondation au-dessus de GL Anchrage du fondation au-dessous du GL Hauteur total du fondation

= = = = =

0,2 0,00 200 1300 1500

mm mm mm

3) Méthode de calcul -

VI)

Le calcul est fait conformément au document G2-AVP-2020-060 Le poids des accessoires dans le bac a été pris en consideration. L'action du vent est calculé selon EC1-4. L'action du séisme ne sera pas pris en consideration Surcharge d'exploitation est supposée = 10 kN/ml (par ml le long de l'anneau)

Charges

1) Poids à vide (DL1) Poids à vide Charge linéaire appliquée le long de la fondation

= =

1002 15,2

kN/m kN/ml

= = =

44603 kN 346 m² 128,8 kN/m²

= = =

47000 kN 346 m² 2 135,7 kN/m

2) Poids opérationnel (DL2) Poids du liquide contenu dans l'équipement Surface du fond du reservoir ( Pi x r² ) Charge surfacique

3) Test Hydraulique (DL3) Poids d'eau dans l'équipement pendant le test Surface du fond du reservoir ( Pi x r² ) Charge surfacique

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4) Charges d'exploitation (LL) Cahrges d'exploitation

=

kN/ml

10

5) Charge du vent (WL) 5.1) Pression dynamique de pointe Vb,0 : valeur de base de la vitesse de référence Cdir : Coefficient de direction Csea : Coefficient de saison Vb : vitesse de référence du vent

= = = =

C0(z) : coefficient orographique Cr(z) : coefficient de rugosité

=

Sachant que : Catégorie du terrain Z0 : Longueur de rugosité Zmin : Hauteur minimal Z0,II Kr : Facteur de terrain Vm

= = = = =

qp

m/s

m/s 1

0 0,003 1 0,05 0,156

( donnée selon 073576C-000-JSD-1700-0001-D )

Mer ou zone côtière exposée aux vents de mer m m m

: Vitesse moyenne du vent z (m) 0 1 5 10 50

Ce p qb

26,0 1,0 1,0 26,0

: Coefficient d'exposition : Densité du vent : Pression de base du vent

Vm (z) 10,24 10,24 13,07 14,29 17,13 = = 1,25 = 42,25

z (m) 0 1 5 10 50

Ce (z) 1,67 1,67 2,46 2,85 3,83

z (m) 0 1 5 10 50

qp (z) 70,56 70,56 103,94 120,20 161,69

m/s m/s m/s m/s m/s daN/m3 daN/m2

:Pression de point du vent daN/m2 daN/m2 daN/m2 daN/m2 daN/m2

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5.3) Effet du vent sur le réservoir Action sur virols Cs.Cd : coefficient de dimension . coefficient dynam b : diamètre du réservoir K : rugosité de surface équivalente ( Materiau = Acier ) Re : nombre de Reynolds v : viscosité cinématique de l'air V : Vitesse de pointe à Ze Cf,0 : coefficient de force des constructions l’absence d’écoulement Ϣ : Élancement effectif l : lengueur du réservoir Ш : facteur d’effet d’extrémités pour les cylindres circulaires Cf : coefficient de force Aréf : aire de référence Fw : force résultante appliquée Xs Mr

: Bras de levier (centre de gravité de la robe) : Moment de renversement

Action sur le toit h : Hauteur de la partie conique St : Surface projeté Fw : Résultante de force appliqué Xr : Bras de levier Mr : Moment de renversement 6

VII)

1 21 0,05 1,942E+07 1,5E-05 13,87 1,007 0,7 13,9 1 1,01 290,9 352,1

m

m2/s m/s

m

m2 KN

6,9 2 438

m KN.m

1,4 23,4 35,3 7,49 264,7

m m2 KN m KN.m

Charges dues au séisme (EL) Le Sénégal et en particulier la zone géographique de Dakar est en Zone 0 avec un PGA négligeable (Peak Ground Acceleration). Référence est faite aux données publiées par le WHO (World Health Organisation) en 2010. Ces données sont disponibles auprès du Maître d’oeuvre. Le séisme ne sera donc pas considéré dans les calculs.

Fondation 1) Anneau *Epaisseur" b" La largeur "b" est calculée dans les deux cas de charge suivants: Cas 1: Réservoir de stockage rempli de liquide dans les conditions de service 10,50 R : Rayon de l'anneau = (21000+15)/2/1000 = 15,19 W : Poids du réservoir le long de l'anneau 13,6 = H : Hauteur du liquide stocké en service 13,6 = H : Hauteur d'eau pour l'épreuve hydraulique 1,5 = h : Hauteur de la fondation (mur d'anneau) 9,49 = Q : Poids spécifique du liquide stocké Qb : Poids spécifique du béton armé = 25 Qs : Poids spécifique du sol sous la cuve = 18

m kN/m m m m kN/m3 kN/m3 kN/m3

b : Epaisseur du fondation En écrivant une pression égale sous l'anneau et en remplissant dans les conditions de service: W/b + Qbh + QH(0,5b)/b = QH + Qsh  b = 2*W/Q*H-2*(Qb-Qs)*h b = 0,28 m L'épaisseur minimale de fondation est de 300 mm selon API 650 Cas 2: Réservoir de stockage rempli d'eau pendant l'essai hydraulique Q

: Poids spécifique de l'eau

=

3 10 kN/m

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0,6 m

=

b=

600

0,6

mm =

m

*Tension totale au niveau de l'anneau PR : tension totale au niveau de l'anneau (paroi de l'anneau) (kN) PR = K0*R*h*(Q*h+Qs*h/2) Cas 1: PR =

Répartition des contraintes autour de l'anneau

1162,3 kN

Cas 2: PR =

1219,7 kN

Tension maximale choisie (PR)

1219,7

=

2) Combinaison des charges

= 21,6 m = 20,4 m 4 I=De4-Di4) = 2183,85 m

Diamètre extérieur de l'anneau Diamètre interne de l'anneau Moment d'inertie Contraint maximal

= 13,0

Designation

Item

Charge Linéaire (kN/m)

Charge Surfacique(kN/ m2)

Poid propre

DL1

15,19

_

Poids de service du liquide

DL2

_

128,78

Test hydraulique

DL3

_

135,70

Charge d'exploitation

LL

10,00

_

Vent

WL

7,80

_

Séisme

EL

0,00

0,00

10%

kN/m²

Poid du liquide

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3) Combinaisons de charges (ELS: pour la vérification du poinçonnage de la fondation) Cas N° 1 2 3 4 5 6

Combinaison DL1 + DL2 DL1 + DL3 DL1 + WL DL3 + 0.25 WL DL1 + DL2 + LL + WL DL1 + DL2 + LL

4) Contrainte du sol Combinaisons incluant le vent ou le tremblement de terre comme variables de base, la capacité portante du sol est augmentée de 33%

=

200

kN/m²

Poids de l'anneau 25*1.00

=

32,5

kN/m²

Diagramme de distribution des contraintes

4.1) Contrainte transmise au sol sous l'anneau Cas N°1

=

127,2

kN/m2

Cas N°2

=

130,7

kN/m2

Cas N°3

=

75,8

kN/m2

Cas N°4

=

133,9

kN/m2

Cas N°5

=

148,5

kN/m2

Cas N°6

=

141,1

kN/m2

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4.2 ) Contrainte transmise au sol à proximité immédiate de l'anneau (sous remplissage) Cas N°1

=

2 140,47 kN/m

Cas N°2

=

2 146,76 kN/m

Cas N°6

=

2 149,70 kN/m

Contraint Verificati adm on 2 (kN/m ) 150 Oui

Contraint sous l'anneau (kN / m2)

Contrainte au voisinage de l'anneau (kN / m2)

Cas N°1

127,20

140,47

Cas N°2

130,71

146,76

150

Oui

Cas N°3

75,81

27,00

200

Oui

Cas N°4

133,96

146,76

150

Oui

Cas N°5

148,50

155,78

200

Oui

Cas N°6

141,09

149,70

150

Oui

Combinaison

5) Vérification contre le glissement Ratio

=

Friction / résistance au glissement

Friction

=

* W +  * W'



=

Coefficient de Friction

(sol/sol)

avec

