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kharasana

Note de Calcul Réservoir Métallique et sa Fondation

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Bonsoir,

Note de calcul d'un réservoir à axe vertical d'une capacité de 2500m3 avec sa fondation en forme d'anneau (couronne en béton armé)

attachicon.gifRéservoir.pdf

 

attachicon.gifFondation.pdf

 

bonjour,

J'ai pour le moment quelques petites remarques concernant le calcul de la fondation sous reservoir de stockage.

1 - En fait pour le calcul de la contrainte sous la semelle annulaire on aura uniquement ce qui suit

Poids du reaservoir ( y compris toiture, et autres elements : ce poids est donné par le fournisseur)

On calcule le poids de ce reservoir au Metre lineaire c'est a dire

Dimatre du reservoir = D (m), Poids total reservoir (vide) = Prv

Donc on aura 

Perimetre reservoir = Perim = 3.14 x D

poids au metre lineaire du reservoir (vide) : Prv(1m) = Prv / Perim.

* - On prend une longueur ( ou plutot une portion d'arc de la semelle ) de 1.00 metre

* Surface semelle  Ss = 1.00 x e   ( e = Epaisseur semelle).

* H = Hauteur semelle 

Donc Poids de 1 metre de semelle = 2.50 x e x H

* - L'effort normal total sur 1.00 metre de semelle sera  Pt1

Pt1 = Prv(1m) + Pt1

Contrainte sous 1 metre lieaire de semelle  = Sigma

Sigma = Pt1 / ( e x 1.00)           ( e est pris en metre).

Et on verifie Sigma par rapport a la contrainte admissible du sol de fondation.

 

* Dans la partie centrale du reservoir , en fait on n'aura que le poids du liquide stocké et le poids du remblais.

Sur une surface unitaire de 1.00 m² on aura ce qui suit :

1 - Poids /m² due au liquide   = PL = Ro x hliquide     Avec ( Ro = Poids volumique du liquide , Hliquide = Hauteur du liquide).

2 - Poids du remblais /m²  =  PR = Rr x Hr   Avec ( Rr = Poids volumique du remblais , Hr = Hauteur du remblais). 

Donc Total = PL + PR   <= Contrainte Admissible du sol de fondation.

 

Remarque sur la note de calcul

- Au niveau de la semelle on n'a pas l'effet du au poids du liquide stocké.

- En dehors de la semelle , on n'a que l'effet du au remblais et au poids du liquide stocké.

 

* Important ; Il ne faut pas qu'il y''ait une grande difference entre la contrainte sous la semelle et celle se trouvant au niveau bas du remblais ( une grande diffrence peut engendrer une difference de tassement et cela peut s'averer dangereux pour l'installation surtout au niveau des soudures ou jontion entres les PIPES (tubes) eux meme ou entre le pipe et le reservoir.

 

Aussi j'ai remarque que vous avez pris une hauteur de remblais de 2.40 m et une hauteur de semelle de 1.50 m  ( on ne peut pas avoir cela , on doit avoir les memes hauteurs pour les deux  ( si le bon sol est a 2.40 m on aura cette hauteur qui restera la meme).

 

Bien sur il vous reste le calcul tenant compte du vent et eventuellement au seisme

Merci et A+

 

  

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bonjour,

 

* Dans la partie centrale du reservoir , en fait on n'aura que le poids du liquide stocké et le poids du remblais.

Sur une surface unitaire de 1.00 m² on aura ce qui suit :

1 - Poids /m² due au liquide   = PL = Ro x hliquide     Avec ( Ro = Poids volumique du liquide , Hliquide = Hauteur du liquide).

2 - Poids du remblais /m²  =  PR = Rr x Hr   Avec ( Rr = Poids volumique du remblais , Hr = Hauteur du remblais). 

Donc Total = PL + PR   <= Contrainte Admissible du sol de fondation.

 

Remarque sur la note de calcul

- Au niveau de la semelle on n'a pas l'effet du au poids du liquide stocké.

- En dehors de la semelle , on n'a que l'effet du au remblais et au poids du liquide stocké.

 

* Important ; Il ne faut pas qu'il y''ait une grande difference entre la contrainte sous la semelle et celle se trouvant au niveau bas du remblais ( une grande diffrence peut engendrer une difference de tassement et cela peut s'averer dangereux pour l'installation surtout au niveau des soudures ou jontion entres les PIPES (tubes) eux meme ou entre le pipe et le reservoir.

 

Aussi j'ai remarque que vous avez pris une hauteur de remblais de 2.40 m et une hauteur de semelle de 1.50 m  ( on ne peut pas avoir cela , on doit avoir les memes hauteurs pour les deux  ( si le bon sol est a 2.40 m on aura cette hauteur qui restera la meme).

 

Bien sur il vous reste le calcul tenant compte du vent et eventuellement au seisme

Merci et A+

 

  

Bonjour,

 

Je voudrais ajouter qu'en plus du séisme et du vent il faut tenir compte de la poussée des terres (remblais) et la surcharge due au poids du liquide stocké qui agit horizontalement (sur la semelle) pour les armatures.

 

Bien à vous.

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Bonjour,

 

Je voudrais ajouter qu'en plus du séisme et du vent il faut tenir compte de la poussée des terres (remblais) et la surcharge due au poids du liquide stocké qui agit horizontalement (sur la semelle) pour les armatures.

 

Bien à vous.

bonjour,

Voila en principe on ne tient pas compte despoussees des terres (remblais ) et de la surcharge due au liquide stocké , Pourquoi ?

1 - Il faut definir les etapes a faire pour arrivé a mettre en place le systeme de fondation du bacs de stockage qui sont comme suit :

a- Faire un terrassement sous toute la sufrace du bac ( y compris la semelle annulaire) jusqu'au bon sol.

b- Proceder au remblaiement par couches successives de 20 cm d'epaisseur arosée et compactéé a un OPM de 90% ( c'est presque un sol rocheux que tu obtiendras).

c - faire une fouille en tranchée dans le terrain compacté ayant les dimensions de la future semelle annulaire et proceder au coffrage et au coulage de cette dernière ( on peut aussi procéder a un coulage en pleine fouille).

Donc finalement comme décrit , tu auras de part et d'autres de la semelle annulaire le même sol compactée a un OPM de 90% , donc pas de poussée.

Merci et A+

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 Es salamou alikoum et bonsoir à tous,

 

Photos:

http://www.civilmania.com/uploads/monthly_12_2013/post-76057-0-94751800-1388260901.jpghttp://www.civilmania.com/uploads/monthly_12_2013/post-76057-0-66041200-1388260916.jpg

GALETTE.pdf

 

 

Conformément aux résultats du rapport géotechnique, nous avons préconisé l'encastrement de l'ouvrage à la profondeur recommandée par le laboratoire -2.00m, alors pour un ouvrage aussi large on doit creusé une fouille en grande masse de 2.00m de profondeur sur 20.00m de diamètre, mais, au courant de l'étude nous avons constaté deux variantes:

1.    soit fondé l'ouvrage à partir du bon sol à -2.00m +0,40m en apparent (voile de 2,40m de hauteur);

2.    ou bien procéder à un remblayage en tuf bien compacté par couche  jusqu'au niveau -1,10m sur une épaisseur de 0,70m en tuf et une couche de gros béton de 20cm (proposée par le labo), à partir de là le voile annulaire aura une hauteur de 1.50m (1.10m enterré et 0.40m en apparent) et une épaisseur de 40cm.

Suite à un entretien avec le laboratoire, nous avons opté pour la deuxième solution, pourquoi? Parce qu'on est dans une zone marécageuse, donc c'est pour éviter la remontée des eaux par capillarité.

 

Les différentes  étapes de réalisation de la fondation:(voir croquis et photos)

 

Ø  Réaliser une fouille en grande masse de 2.00m de profondeur sur 20.00m de diamètre;

Ø  Procéder au remblayage et au compactage par couches successives en obtenant un O P M de 95%, cette couche va servir comme assise à notre fondation;

Ø  La troisième étape, effectuer la mise en œuvre de la galette (fondation annulaire) , mise en place du ferraillage, du coffrage et procéder au coulage du béton;

Ø  La quatrième étape remblayer et compacter l'intérieur et la périphérie de l'ouvrage en respectant la compacité;

Ø   Enfin, une couche de bitume de quelques centimètres étalée sur toute la  surface en contact avec le fond du bac, cette application, c'est pour réduire les risques de corrosion.

 

Ce centre de stockage est en exploitation depuis 2007.

 

 

La distance terre/soleil est approximativement 150 Millions de km  

Edited by kharasana
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Bonjour,

Je tiens à vous signaler que la fondation et le bac sont indépendamment l'un de l'autre, le bac n'est ni encastré ni scellé à la fondation, il est uniquement posé, donc, je ne vois vraiment pas,  pourquoi vous parlez de la vérification au séisme et au vent en parlant de la fondation?

Le bac ayant été vérifié au séisme et au vent, conformément au code API et ne présente aucune déstabilisation, dés lors, ne nécessitant pas d'être scellé à la fondation.

 

c - faire une fouille en tranchée dans le terrain compacté ayant les dimensions de la future semelle annulaire et procéder au coffrage et au coulage de cette dernière ( on peut aussi procéder à un coulage en pleine fouille).

 

Un coulage en pleine fouille, pour la mise en place de l'ensemble de l'armature (ferraillage) en une seul fois à l'intérieure de la tranchée, il n'est vraiment pas facile, il faut très bien l'ajuster.    

 

Pour les bacs (réservoir à axe vertical) on a trois types de fondations:

 

1.    Terre plein bien compacté avec talutage périphérique et éventuellement un revêtement du talus par une chape en béton légèrement armé pour sa stabilité (les grands bacs pour le stockage du pétrole brut);

2.    Sur un radier en béton armé, surtout pour les bacs à petit diamètre (moins de 12 m);

3.    Galette en béton armé avec remblais à l'intérieur bien compacté.

 

Pour le 1 et le 3, il faut prévoir des détecteurs de fuite afin d'éviter la contamination du sol par les hydrocarbures, conséquemment, des réseaux d'assainissement sont installés au niveau des centres pour la récupération et le traitement des eaux polluées.

 

Cordialement

 

 

Le diamètre de notre galaxie, la Voie lactée environ 100 000 années lumières (une année lumière approximativement 10 Milles milliards de km) c'est la distance parcourue par la lumière durant une année.

Edited by kharasana

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bonjour,

KHARASANA a ecrit :

"Je tiens à vous signaler que la fondation et le bac sont indépendamment l'un de l'autre, le bac n'est ni encastré ni scellé à la fondation, il est uniquement posé, donc, je ne vois vraiment pas,  pourquoi vous parlez de la vérification au séisme et au vent en parlant de la fondation?"

 

REPONSE

Dans la plupart des cas effectivement le bac de stockage ne sont pas scellé a leur fondation

(je dis bien dans la plupart des cas et pas dans tout les cas , on y reviendra aprés).

* POURQUOI TIENT ON COMPTE DU VENT OU DU SEISME DANS LE CALCUL DE NOTRE FONDATION ?

Effet du vent

Pression du au vent = Q

Diametre du tank     = D

Hauteur du tank       = H

Donc force du vent sur le tank =  V = Q x D x H

Point d'application de V (par rapport au niveau bas du tank (Bottom Tank)  =  Z(m)

*- Don on aura un moment de renversement comme suit :  Mv = V x Z.

Que se passe t'il Physiquement

A cause de ce moment de renversement , le tank va s'enfoncer d'un coté et se soulever du coté opposé.

Comme le tank est simplement posé sur sa fondation donc celle ci aura tendance a s'enfoncer d'un coté et se soulever du coté opposé.

 

CALCUL DE LA FORCE QUI TENDRA A ENFONCER (ET/OU SOULEVER LA SEMELLE SOUS TANK).

* - Soit If = Inertie de la semelle annulaire.

* - Soit Dm = Diametre moyen de la semelle annulaire.

* - V = Distance de la fibre la plus eloignée du centre de la semelle , donc Vm = Dm/2  = Rm

* CALCUL DES CONTRAINTES DU a Mv sur la partie superieur de la semelle ( TOC = Top of Concrete)

C'est exactement la meme formule de RDM Pour le cas de la flexion simple a savoir.

Sigma1 = + Mv x Vm / If  =  + Mv x Rm / If  ( enfoncement).

Sigma2 = - Mv x Vm / If   =  - Mv x Rm / If  ( soulèvement).

MAINTENANT ON PRENDRA UNE LONGUEUR UNITAIRE DE LA SEMELLE ANNULAIRE.

Surface de cette longueur unitaire  =  Su = 1 x e     ( e = epaisseur de la semelle annulaire).

FORCE POUR ENFONCEMENT  Fen = Sigma1 x Su = Sigma1 x e

FORCE DE SOULÈVEMENT       Fso = Sigma2 x Su = Sigma2 x e  (vers le faut).

APres quoi on fait nos verification de contraintes comme d'habitude ( avec les combinaison de charge usuelle) , et il faut veiller a ce qu'il n'y ai pas de soulevement de la semelle, Il en sera de même pour le cas du séisme.

(P.S , ne pas oublier de prendre le cas avec Vent Extrême).

 

P.S  , Pour des bacs de stockage elancé il se pourrait que l'on doive sceller le bac a la fondation a l'aide de tige d'ancrage et ce justement dans le but d'eviter leur eventuels soulevement.

 

KHARASANA a ecrit :

c - faire une fouille en tranchée dans le terrain compacté ayant les dimensions de la future semelle annulaire et procéder au coffrage et au coulage de cette dernière ( on peut aussi procéder à un coulage en pleine fouille).

Un coulage en pleine fouille, pour la mise en place de l'ensemble de l'armature (ferraillage) en une seul fois à l'intérieure de la tranchée, il n'est vraiment pas facile, il faut très bien l'ajuster.   

REPONSE

Effectivement que la chose n'est pas facile a faire . cela dépendra des moyens de l'entreprise. mais on l'a déjà fait pour des bacs de très grand diamètre ( D = 57.00 m) au sud mais avec des entreprises de realisation qui ont les moyens et surtout la technicité et l'habitude de faire de tels ouvrages.

Pourquoi on prefere cette solution ? Tout  simplement une fois le sol compacté a 90% ou 95% on creuse la tranchée ( donc le sol restera pratiquement a la verticale) , et ceci nous permettra de ne pas revenir et compacté une deuxieme fois chose qu'on devrait faire si on utilise un coffrage ( coffrage semelle + etayage du coffrage) ceci nous fera une bonne largeur a compacté (bien sur apres decoffrage) et je pense que ce ne serait pas tres facile a faire ( la semelle va gener considerablement l'operation de compactage).

Merci et a plus

BONNE ANNEE.

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bonjour,

D'abord, je remercie Kharasana pour ces infos et d'avoir soumis tous ces documents précieux concernant les réservoirs.

Je remercie également Keraz pour son intervention, ainsi que tous les lecteurs.

Je vous communique un calcul que j'ai fait hier avec les infos récoltées des interventions précédentes (ci-dessus).

 ---------------------------------------

Calcul contrainte intérieur anneau :

-          Remblais h=1.5m     densité=18 KN/m3

Contrainte dû au remblais    qr = 18 * 1.5 = 27KN/m²

 

-          Poids du liquide stocké  Pliqu.= 21280 KN (voir note de calcul )

Contrainte dû au liquide   qliqu. = 21280/(PI*8²) = 105.84 KN/m²

Contrainte sous remblais = 27+105.84 KN/m²= 1.328 Kg/cm².

--------------------------------------------------------------------------------

Calcul contrainte au droit du voile annulaire :

Poids du réservoir=poids mort de la robe+toit+charpente+accessoires Wst (voir note calcul).

Wst=503.45 KN

qW = 503.45/ PI*(8.2²-7.8²)= 25.04 KN/m²

Voile annulaire :  Rayon extérieur = Re= 8.2 m ; rayon intérieur Ri=7.8m , h=1.5m

Wconcr.= (25 KN/m3)*PI*(8.2²-7.8²)*1.5m= 754.0  KN

                 qconcr.=25*1.5= 37.50 KN/m²

Live load sur toiture  : Qlive =  (122 Kg/m²)*PI*8²= 245.3 KN      (122: voir note de calcul)

                 qlivel =245.3/(PI*(8.2²-7.8²)= 12.20 KN/m²

qW + qconcr. + qLive= 25.04+37.5+12.2 =74.74 KN/m²=0.747 Kg/cm²

                                               ---------------

Wind load:  Mwind = 1038.34KN.m  ( à vérifier dans la note de calcul, valeur prise au TOC). (PI=3.14)

Inertie  = PI*(Re²*Re²-Ri²*Ri²)/4 = 643.80 m4

Contrainte coté extérieur : qw1= M*Re/I=1038.34*8.2/643.8= ±13.22 KN/m².

                Contrainte coté intérieur : qw2= M*Ri/I=1038.34*7.8/643.8= ±12.58 KN/m²

                                               ----------------

Contrainte ou pression maximale = 74.74+13.22=87.96= 0.88Kg/cm²

(Voir graphique joint.)

                                          -------------

Pour le séisme : J’ai relevé une valeur du moment due au séisme =25671.028 KN.m,

Valeur à vérifier car il y a des fautes de frappe (dans la note de calcul) qui gênent un peu la   compréhension.

Inertie  = PI*(Re²*Re²-Ri²*Ri²)/4 = 643.80 m4

 

Contrainte coté extérieur : qS1= M*Re/I=25671*8.2/643.8= ±327  KN/m².

Contrainte coté intérieur : qS2= M*Ri/I=25671*7.8/643.8=    ±311 KN/m².

 

Calcul contrainte total :

qtot1= qW + qconcr + qS1 =25.04+37.5+327=389.04 KN/m²=3.89 Kg/cm²

qtot2= qW + qconcr + qS2 =25.04+37.5+311=373.5 KN/m²=3.74 Kg/cm²

qtot1= qW + qconcr + qS1 =25.04+37.5-327=-264.5 KN/m²=-2.65 Kg/cm²

qtot2= qW + qconcr + qS2 =25.04+37.5-311=-248.46 KN/m²=-2.49 Kg/cm²

Pour ce cas, je n’ai pas fait de graphique.

 

Attention !! J’ai fais ce calcul à des fins didactiques, J’ai pris la valeur du M donné dans la note de calcul (à vérifier). Si cette valeur correspond bien au moment due au séisme et appliqué au voile annulaire au TOC  et que seul le poids propre du réservoir et de l’anneau interviennent dans ce calcul, alors soit le taux de travail du sol est à vérifier soit qu’une semelle est nécessaire……. ??

J’ai joint un graphique que j’ai fait pour les contraintes sous le voile annulaire pour le vent.

Je vous laisse le soin de commenter ce calcul ou interpréter les résultats.

 

Bien à vous

 


RESERVOIR_DIAM_16_FOND.pdfbonjour,

 

 

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