prédimensionnement d'une poutre acier

[MAURIN79]

Bonjour
J'habite dans les Deux-Sèvres et je me suis inscrit au forum dans le but d'exposer ma question et dans l'espoir de trouver une réponse.

Depuis que je poursuis un projet d'agrandissement, je lis régulièrement les échanges. Mon but est d'y trouver des questions analogues aux miennes et des débuts de réponse.
J'ai envoyé un certain nombre de demandes à des bureaux d'études dont beaucoup ne m'ont pas répondu et d'autres me demandent 500 euros pour ouvrir un dossier.
Mes questions tournent autour du dimensionnement de deux poutres destinées à soutenir une toiture (probablement en bac acier double peau). Elles auront à enjamber une distance de 6.80 m qui correspond à la largeur du local à bâtir. Celui-ci a une longueur de 10.20 m et l'entraxe de mes poutres sera donc de 3.30 m.
J'ai effectué une première approche avec ce que j'ai trouvé, à savoir un calcul de charges. Je trouve une charge de environ 145 kgs/m2 en comptant les charges permanentes (poutres secondaires, le poids propres des poutres acier (à 100 kgs près) le tout un peu majoré. J'ai inclus les charges ponctuelles (neige, homme) le tout pondéré de 1.5.
Multiplié par l'entraxe, je suis en tout à 500 kgs (daN?) au m/l.
A partir de là, connaissant les charges permanentes et celles ponctuelles, j'ai trouvé un système de calcul sur internet qui me donne deux dimensions selon que je choisis deux poutrelles type HEB ou IPE. La HEB pourrait faire une hauteur de 140 mm et l'IPE 180 mm. Il y a des tableaux de charges que j'ai consultés aussi et qui contredisent ces données en les majorant parfois beaucoup. Certains marchands sont prêts à me vendre des profils qu'ils jugent suffisant eux-mêmes.
Tout ça fait que je ne me fie que très relativement à tous ces calculs et je ne voudrais quand même pas courir trop de risques.
Donc d'un côté des bureaux d'études qui m'attendent le chéquier à la main, de l'autre des personnes ou des tableaux qui prétendent que cela est facile. Qui croire ?
C'est avec l'espoir de votre éclairage que je vous écris.
Merci par avance si vous me répondez.

Très cordialement
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[deaaz]

Bonjour,

J'espère que Jaunin vas vous répondre, c'est le spécialiste de ce genre de problèmes.

Pour le reste, votre message devrait interpeler certains qui pense que ce forum GRATUIT est corvéable à merci dans les réponses.

Réponses qui , pour ces certains , n'arrivent pas assez vite.

Pour d'autres, qui, étouffés par la politesse, ne savent pas émettre le moindre bonjour ou merci. Ou après plusieurs post, s'évanouissent dans la nature.

En général, les grosse entreprises, tel MITAL, offrent sur le net des tableaux de charges très précis, qui se recoupent, pour les utiliser moi-même assez souvent, avec d'autres données.

[Jaunin]

Bonjour, MAURIN79,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.

Bonjour, Deaaz,
Tout à fait d'accord avec vous pour ces remarques, heureusement un peu mois sur ce forum, on reçois même des images sur l'évolution et la final des travaux.
Le grand spécialiste c'est Maître AMATY, que je salue amicalement.

@MAURIN79,
Il y a une discussion sur le forum avec ce genre de toit, végétal ?, il faudrait la retrouver.
Sur votre beau dessin, sur quoi vont prendre appui vos poutrelles et qui y a t-il en dessous de ces points d'appuis.
Ces poutrelles seront seulement en appuis mais pas encastrées ?.

Cordialement.
Jaunin__

[Olivzzz]

(..)
J'ai envoyé un certain nombre de demandes à des bureaux d'études dont beaucoup ne m'ont pas répondu et d'autres me demandent 500 euros pour ouvrir un dossier.
(..)
Donc d'un côté des bureaux d'études qui m'attendent le chéquier à la main,
(..)

Bonjour,

Non, les bureaux d'études ne vous attendent pas "le chéquier à la main". Les bureaux d'étude engagent leur responsabilité sur leurs dimensionnements.

De plus, par rapport à votre question : Dimensionner les profils en acier c'est bien, il faut le faire. Mais savez-vous comment vont se comporter les 2 meneaux entre vos 3 fenêtres, lorsque sur leur tête sera appliqué l'effort non vertical (résultante de la charge verticale et de la flexion du profil) transmis par le profil acier ? Peut-être que ça tiendra, qui sait ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Olivzzz,
Très bonne remarques, d'où un peu ma question :

sur quoi vont prendre appui vos poutrelles et qui y a t-il en dessous de ces points d'appuis.

Cordialement.
Jaunin__

[Olivzzz]

d'où un peu ma question

Ha nos messages se sont croisés ! Cordialement

[MAURIN79]

Bonjour et merci à ceux qui m'ont répondu, Deaaz, Jaunin, et pardon pour les égratignures, Olivzzz.
Pour ce qui est de la toiture, Jaunin, elle devrait être en bac acier double peau et non pas en végétal. Je pense à une épaisseur de polyuréthane de 100 mm ou 120.
Pour ce qui est de l'appui des poutres, elles reposeront chacune côté ouvertures sur un poteau béton, probablement 20X20, ou 50X20 (pour des raisons d'alignement), lui-même repris sur des fers carrés 10X10 solidaires des poteaux en dessous et d'un chaînage périphérique pris dans la dalle béton que nous venons de terminer il y a quelques semaines. En dessous c'est donc un sous-sol avec des murs porteurs de 20 bien chaînés (poteaux tous les 2m, etc).
Côté habitation, sur le dessin, il y a la poutre qui se trouve du côté gauche. Elle reposera sur un poteau béton intégré dans le mur car j'ai l'intention d'agrandir la porte. Elle sera donc encastrée et probablement en partie sur un corbeau. La seconde, à droite sur le dessin, repose sur un poteau extérieur car celui-ci pourrait être enfermé dans un départ de cloison, on y réfléchit et on a fait ce choix là pour le moment.
Pour ce qui est des assemblages poteaux/poutres, je laisserai ce soin à un professionnel.

Voilà, comme il est huit heures, je souhaite le bonsoir à tous.

Très cordialement

[MAURIN79]

Bonsoir aux forumautes,
Quelques recherches qui valent ce qu'elles valent ; je trouve une hauteur de 140 mm pour un profilé HEA et 180 mm pour une IPE sur le site Site de Jean LAMAISON. J'y ai introduit les charges correspondant à mes calculs et ce sont ces sections qui apparaissent. Il est vrai qu'un autre calcul me donnait une IPE de 300 mm ! D'où certaines hésitations...qui continuent.
J'aurais peut-être l'option d'un poteau central mais j'avais réservé cette opportunité au cas où la poutre ferait une section "énorme".

A vous, Jaunin, j'ai retrouvé sur le forum une ancienne discussion avec une portée similaire à la mienne, 6.80 m mais pour une charge totale de 8500 kgs uniformément répartie, au lieu de mes 3500. Le profilé que vous proposiez était une HEA de 200 mm.
Finalement, je devrais m'en sortir avec un profilé légèrement moindre...

Bonne soirée à tous

Cordialement

[invite58706596]

Bonsoir à Tous, Bonsoir Meister Jaunin,

Je vais essayer de revenir un peu sur cette rubrique...
Je vais essayer de faire une petite récapitulation...
Surface de chargement d'une poutre 3,3 m x 6,8 m = ~22 m²
Neige en Zone A1 > Neige extrême ~60 kg/m² Vent Zone 2 > Bien ventilé > Toiture vraisemblablement peu pentu (voir conditions du fournisseur du bac acier > Attention à la dépression suivant exposition....

Je trouve une charge de environ 145 kg/m²

Cela me paraît honnête... J'aurais visé un 160kg/m² pour 2 couvreurs...
Toujours voir les chiffres du fournisseur...
22 m² x 160 kg/m² = 3500 kg sur une poutre et 1800 kg au niveau des appuis > Voir effectivement pour ceux-ci, le type d'immobilisation de ces poutres et la surface d'appui (viser 7 à 8 daN/cm² au maxi)
Voir également la reprise pour le niveau inférieur...
Charges ponctuelles à voir...

P

our ce qui est de la toiture, Jaunin, elle devrait être en bac acier double peau et non pas en végétal. Je pense à une épaisseur de polyuréthane de 100 mm ou 120.

Attention, ce genre de toiture ne présente guère d'isolation phonique...
Perso, je n'arrive pas à dormir sous ce genre de toiture s'il pleut la nuit... Mais bon...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
Plaisir de vous lire.
Je suis "surbooké" car je suis retourné de nouveau sur les bancs de l'école.

Bonjour MAURIN79,
Dans la longueur total de la poutre de 6.8 [m] quelle sera la longueur des appuis.
Et je pense que vous n'aurez pas d'encastrements.

Cordialement.
Jaunin__

[invite58706596]

Je suis "surbooké" car je suis retourné de nouveau sur les bancs de l'école.

Je ne vais plus pouvoir vous suivre, vos réflexions seront trop compliquées pour moi...
Je suis encore bien occupé avec mes travaux > Je refais une restauration complète sol/plafond/mur globalement... Histoire d'être moins décalé ou d'avoir un intérieur moins has-been au sens littéraire......
Je me connais.. J'en ai pour un an en apportant des améliorations au niveau gestion de la circulation d'air > J'essaye d'innover afin d'effacer le côté ressenti "humidité" lors d'une dépression très pluvieuse... Pas gagné avec les rafales du mistralou qui suivent...

Mille excuses MAURIN pour cet HS...
A+

[MAURIN79]

Bonsoir à tous et merci pour vos réponses qui m'aident à avancer. D'autant plus que je comprends que Jaunin que je remercie, est accaparé par de nouveaux apprentissages d'école et Amaty, dont je salue l'apparition et que je remercie également, semble pris dans des travaux complexes.
Pour répondre à Amaty, oui, effectivement il y a bien une pente que j'essaye de réduire à 6 ou 7%, ce qui semble possible selon le fabricant. Pour la charge, oui, on peut passer à 160 kgs, qui peut le plus peut le moins... ça me va bien.
Merci à tous les deux pour cette préoccupation des appuis qui semble importante. Côté reprise au niveau inférieur, j'ai expliqué de quoi il retourne.
Du côté appuis donc : pour la poutre de droite (sur le dessin) je dispose d'un côté de l'épaisseur du mur (200 mm ) et de l'autre idem, de l'épaisseur des poteaux, à savoir 200 mm (largeur d'un parpaing) plus un corbeau éventuellement de chaque côté si nécessaire, qui pourrait faire autant, soit 400 mm. La surface pourrait donc être de 400 mm de chaque côté multipliés par la largeur de la poutre.
Pour la poutre de gauche (sur le dessin), à une extrémité la situation est identique à ce qui vient d'être dit. De l'autre côté il est prévu un poteau acier avec probablement un assemblage boulonné.(?) à voir.
Pour ce qui est de la question de l'encastrement, il y aura pour trois extrémités sur quatre "appuis" et "encastremen"t à la fois. puisque tout en étant en appui sur un poteau l'extrémité de la poutre sera entourée de béton.
Voilà pour ces précisions.

Bon courage pour les bancs d'école, Jaunin
Bon courage pour la déshumidification, Amaty

A vous lire s'il vous reste du temps

Bonne soirée

[invite58706596]

Bon courage pour la déshumidification, Amaty

Je ne connais pas encore le(s) facteur(s) qui impactent notre physiologie ou notre ressenti...
Une histoire de modification du rayonnement des murs, quelque chose comme ça, il me reste de quoi cogiter...

Dès que l'on bloque les extrémités d'un profilé (maintien par charges de maçonnerie ou par fixation dans chaînage ou pilier BA), la flèche peut diminuer de 60 à 65 % par rapport à des appuis simples (ou libres)...

Attention aux descentes de charges :
Exemple : La poutre rouge de droite s'appuie sur un pilier au 1er niveau. Ce même pilier prend appui en charge ponctuelle sur un linteau d'ouverture au Rdc (porte de garage semble-t-il)
A+

[bebert3131]

Bonjour,
il te faudrait également regarder la flèche et pas seulement la tenue mécanique. Surtout avec des poutre en I qui qui ont un bon rapport en tenue mécanique par rapport au poids mais qui peuvent facilement être instables en torsion ou flexion secondaire.

fleche = (5.w.g.L4)/(384.E.I)


avec:
w Weight (Linear Density) (T/mm)
g Gravity (mm/s²)
L Length (mm)
E Young Modulus (MPa)
I Area Moment of Inertia (mm4)

cordialement

[bebert3131]

En gros si tu prend pour hypothese 500kg/ml de charge sur un hbe de 140mm tu retrouve une flèche de 5cm, ça me parait trop important

[bebert3131]

je pense qu'il te faut plutôt t'orienter vers des poutres en bois en lamellé collé tu trouveras plus facilement la solution.

[MAURIN79]

Bonjour et merci à Amaty et bebert3131 pour vos remarques
Une proposition d'étude pour un prix raisonnable m'est parvenue par mail, je vais réfléchir.
Je comprends à mi-mots, bebert3131, effectivement, la difficulté est d'avoir une moindre flèche sans pour autant passer à des sections énormes...
Le site jean LAMAISON me donne les résultats que je transcris : j'ai rentré une hauteur de 220 mm
pour une HEB L = 6800 mm, des charges statiques de 126 kgs/ml + charges dynamiques de 273 kgs m/l, le tout respectivement pondéré à 1.33 et 1.5 :

La contrainte pondérée dans la poutre sera de 5,28daN/mm2
La contrainte maxi admissible est de 5,04 daN/mm2
La contrainte dans la poutre sera supérieure à la contrainte admissible, le profil choisi ne convient pas
La flèche réelle de la poutre sera de 7,71mm
La flèche admissible pour la poutre est de 22,67 mm
Il est donc vérifié que la flèche est inférieure à la flèche maxiamle admissible
Le profil ne convient pas pour cette application
Pour la flèche, c'est tout à fait satisfaisant, et je serais tenté d'en rester à cette section mais en fait il faudrait passer à du 240, ce qui paraît assez "colossal". Mais bon.....?? je n'ai pas les connaissances pour apprécier.

D'autre part, pour répondre à la remarque d'Amaty, oui effectivement, ce point de reprise de charge est important. On ne le voit peut-être pas très bien sur le dessin, mais en fait la poutre appuie pile au-dessus du poteau du RDC qui tient le linteau. La largeur de 50 du pilier sur lequel est posée la poutre au niveau I est davantage d'ordre esthétique. Le poteau d'appui proprement dit est à gauche et juste au dessus du poteau du RDC.

Bonne journée à vous

[Jaunin]

Bonjour, MAURIN79,
J'ai repris votre poutrelle, et je résume pour voir si j'ai bien compris.
Vous avez une charge de 39440 [N] uniformément répartie avec des appuis de 400 [mm] de part et d'autre.

Maintenant j'aimerais savoir comment sont vos "appuis encastrés" et si la charge est uniquement centrée entre les appuis de 6.0 [m] ou si elle va sur toute la poutre 6.8 [m] au dessus des appuis.
Une première approche me donne une flèche entre 2.3 et 2.5 [mm].
Une contrainte au centre de la poutre sous la flèche de 15 à 18 [MPa]

Cordialement.
Jaunin__

[MAURIN79]

Bonsoir Jaunin,
J'étais au chantier aujourd'hui et j'ai commencé à monter mes parpaings.

Concernant votre première question, oui, effectivement, à quelques [N] près, c'est à peu près ça, même un peu moins.

Pour votre deuxième question, on peut opter pour une charge qui est répartie sur les appuis, donc 6.80 m. C'est vrai que les deux poutres ne seront pas fixées tout à fait de la même façon sur l'existant. L'une (celle de gauche sur le dessin) est encastrée à une extrémité et fera en fait 7 m hors tout. Elle sera donc chargée sur 6.80 m mais fera 7 m. L'autre sera sur un poteau côté existant, elle fera 6.80 m et sera chargée sur 6.80 m.

Bonne soirée et bien cordialement,

MAURIN79

[MAURIN79]

Après avoir envoyé mon post, je refais quelques calculs sur le site LAMAISON et SURPRISE...

DONNEES
Caractéristiques du profil
Le profil est un profil du commerce de type HEB de hauteur de 100 mm

La base est de mm
L'épaisseur est de mm
Il a pour moment d'inertie: Ix 864,00 cm4
pour module d'inertie: I/v 144,00cm3
et pour masse linéaire 26,70 kg/m
la longueur du profil choisi est de L= 6800 mm

La contrainte pondérée dans la poutre sera de 4,83daN/mm2
La contrainte maxi admissible est de 5,04 daN/mm2
Il est donc vérifié que la contrainte dans la poutre est inférieure à la contrainte maximale admissible
La flèche réelle de la poutre sera de 13,10mm
La flèche admissible pour la poutre est de 22,67 mm
Il est donc vérifié que la flèche est inférieure à la flèche maxiamle admissible
Le profil choisi est compatible pour cette application suivant les caractéristiques données

J'ai du mal à comprendre......

[invite58706596]

Du côté appuis donc : pour la poutre de droite (sur le dessin) je dispose d'un côté de l'épaisseur du mur (200 mm ) et de l'autre idem, de l'épaisseur des poteaux, à savoir 200 mm (largeur d'un parpaing) plus un corbeau éventuellement de chaque côté si nécessaire, qui pourrait faire autant, soit 400 mm. La surface pourrait donc être de 400 mm de chaque côté multipliés par la largeur de la poutre. + Elle sera donc chargée sur 6.80 m mais fera 7 m. L'autre sera sur un poteau côté existant, elle fera 6.80 m et sera chargée sur 6.80 m.

Il y a quelque chose qui cloche dans ton affaire...
Ce qui intéresse Meister Jaunin et tout le groupe (et bien sûr moi itou)
1) C'est la portée de tes profilés, c'est à dire la longueur hors appuis
2) Comment sont réalisés tes appuis...
Donc tu vas nous faire un petit dessin de chaque profilé en vue de face, le détail des appuis (murs + poteaux + corbeaux éventuels) tout cela avec les cotes... Pas la peine de t'étendre sur autre chose, sinon on n'arrivera jamais à déterminer la section de tes HEB ...

Pour ton post #20, tu as dû oublier un paramètre + un bug sur cette calculatrice (quand on affiche un HEB de 100, il calcule avec un HEB 120???)
A+

[MAURIN79]

Bonjour Amaty et merci de continuer de vous intéresser à mon cas.

Oui, effectivement tout ça est un peu brouillon et en faisant le croquis ça devient un peu plus clair. Notamment le fait que pour un poutre (celle de gauche sur le dessin) il y aura une portée hors appuis de 6.20 m et pour la seconde (celle de droite sur le dessin) qui est sur un poteau des deux côtés, la portée hors appuis sera de 6 m.
Je joins le croquis qui montre ça.

A bientôt et bon dimanche

MAURIN

[bebert3131]

bonjour,
je ne pense pas qu'en maçonnerie et charpente les appuis soient considéré encastés.
Je pense qu'il vaut mieux considérer des appuis simples.
Dans le as ou tu considères des encastrements, il te faut également les dimensionner.

cordialement

[bebert3131]

Pour quelle raison, tu ne t'oriente pas vers le bois en lamellé collé ?

[MAURIN79]

Merci pour l'idée du lamellé collé. C'est une bonne idée mais il s'est avéré que la hauteur est trop conséquente pour moi (dans les 500 mm mini), aussi je me suis plutôt ditigé vers de l'acier. La remarque de bebert3131 est juste, je m'en tiens à des appuis.

Bon dimanche par ce beau temps....

MAURIN79

[deaaz]

bonsoir,

Sans vouloir m'immiscer dans vos calculs, mon tableau de HEB 100, se termine, pour les portées, à 2500 mm.
Ok pour le poids de 26,7 = HEB 120.profil qui n'est pas conseillé à plus de 4500 de portée pour 12kg/mm²
Et un bon encastrement = un bout de poutrelle qui ne bouge pas avec un porte à faux.

[invite58706596]

A ben voilà, impeccable les dessins et bien bellots comme je les aime...
Pour tes corbeaux éventuels comment comptes- tu les réaliser (matière, hauteur, fixation)????

Meister Jaunin, pour le profilé de droite, sans tenir compte des corbeaux, si celui-ci est bien immobilisé sur le poteau acier et celui-ci est bien solidaire de la structure, on peut envisager un appui pincé. Pour l'appui opposé, si le profilé est bien solidaire du chaînage périphérique, nous pourrons considérer un appui également pincé dans le cas contraire, ce sera un appui simple...
J'ai fait une approche rapide avec 2 appuis pincés avec un HEB 180 et flèche voisine de 8 mm pour une flèche admissible de 32 mm en L/200. Contrainte en sortie des appuis inférieure à 200 MPa...

Pour le profilé de gauche, sans tenir compte des corbeaux, mêmes réflexions > On détecte une maçonnerie au-dessus du profilé (est-elle suffisamment importante pour contraindre la poutrelle??? Hauteur???) Pour l'appui opposé, si le profilé est bien solidaire du chaînage périphérique, nous pourrons considérer un appui également pincé dans le cas contraire, ce sera un appui simple...
On doit se situer dans le même type de profilé en approche empirique...

MAURIN, peux-tu nous renseigner sur ces différents points???
Bon Dimanche également mais bien entamé...
A+
PS > Je viens de voir ton post Deaaz... Je fais une approche rapide et Meister Jaunin fait une simulation en réel avec des flèches palmérisées...???

[MAURIN79]

Bonsoir Amaty, Deaaz et GRAND merci pour vos remarques et avancées,

En ce qui concerne les corbeaux :

- ceux qui seront côté "ouvertures" seront réalisés en même temps que le poteau béton, le tout coulé ensemble (avec un petit coffrage) et ferraillés à souhait.

- ceux qui sont côté "existant :
Un doit être réalisé dans la maçonnerie existante, en ménageant une ouverture verticale pour y insérer un poteau 20X20 en coulant le tout comme décrit précédemment.
Un autre devrait être réalisé en métal avec assemblage classique poteau/poutre boulonné.

Les hauteurs :
Côté existant, on devrait être aux environs de 2.83 m sous poutre (si HEB 200)
Côté ouvertures, on devrait être à 2.43 m sous poutre (si HEB 200).

Je vous souhaite une bonne nuit et à bientôt

MAURIN79

[deaaz]

bonjour,

Les corbeaux vont certes augmenter la charge sur la poutrelle, c'est du boulot. ( 4 x )
Un profil supérieur ne pourrait-il pas reprendre ce complément de charge ? Une autre solution serait un bracon à placer sur le trumeau.

[bebert3131]

Bonjour,
voila pourquoi je pensais au bois, ci joint un fichier de dimensionnement de poutre appui simple + effort réparti.
En faveur d'une poutre en lamellé collé de 250 voir moins au lieu d'un heb.