Dimensionnement poutres pour cabane bois (dans un arbre)

[Diam22]

Bonjour à tous,

J'ai un projet qui sort un peu de l'ordinaire, construire une cabane dans grand chêne pour mes enfants. Voici à quoi devrait ressembler la construction une fois terminée :
Clipboard01.jpg

Pour ajouter un peu plus de fun, une impérative, pas un seul clou dans l'arbre !

Tout est à peu près OK, voici à quoi ressemble le "squelette" et son système de suspension :

suspension-system.gif trusses-suspended.gif.

Si j'ai trouvé de quoi calculer la section du câble, et que je n'ai pas de stress pour l'anneau en acier autour de l'arbre, je me pose bcp plus de questions sur la section à employer des éléments en bois qui composeront la cabane...

Vu de haut le plancher devrait ressembler à ceci :

Clipboard02.jpg

On a donc une base octogonale avec un rayon extérieur maxi de 4.5m.

La surface est composée de 8 morceaux de 1.6 m² = 12,8 m². 5 composent l’espace fermé sur 8 m², 3 pour l’espace « terrasse » de 4,8 m².

L'idée est de pouvoir supporter un poids de 10 personnes avec une marge d'erreur et qu'elle puisse aussi se supporter elle-même, je pense au mur et au toit. Le tout serait fait en bois, tuiles en châtaigner et clins de châtaigner pour les murs. Aucune idée du poids pour le moment...

Mon support est pour le moment basé sur une charge de 6 tonnes. C'est bcp mais ça correspond surtout juste à une sangle de levage brune qui se mariera bien avec le cadre. Elle sera doublée d'un câble acier "au cas où".

Mon problème est donc plus pour la section des poutres maitres histoire de supporter les murs et tout ce petit monde qui pourrait s'y trouver.

Voici le schéma.

Clipboard04.jpg

Les dimensions A et C sont fixes, B E et D peuvent changer au besoin. Quelle section dois-je prévoir pour A C et D selon vous ? La section de E n'a pas d'importance il est même probable qu'elle soit remplacé par un câble, la base de E et D étant en appui sur l'arbre. E n'est là que pour maintenir D en hauteur.


Si certains peuvent m'aider à définir les différentes sections qui me manquent, avec plaisir !

Merci d'avance à tous.

Benoît
-----

[Jaunin]

Bonjour, Diam22,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Très belle futur réalisation et beau dessins.
Dans l'image 5 la transparence de la poutre à gauche est voulue ou un souci de CAO.
Avez-vous fais une recherche sur le forum, il me semble avoir vu une même cabane autour d'un arbre.
Quelques différences de conception entre les images 2, 3 et 5.
Comment seront fixées vos poutre A dans votre couronne en UPN.
Donc on part sur l'idée que votre base orthogonale va devoir supporter 6 [t].
Cordialement.
Jaunin__

[Diam22]

Bonsoir Jaunin,

Correct, vous y aviez même pris part Ma structure est un peu différente de celle proposée et les réponses ne semblant pas ... définitives ... je me suis dit qu'un nouveau fil permetterait de relancer une réflexion éventuelle !

Benoît

[Obamot]

Dans l'image 5 la transparence de la poutre à gauche est voulue ou un souci de CAO.

Selon toute vraisemblance, les poutres "D" et "E" sont bien dessinées derrière la poutre qui se trouve devant, dans notre champ de vision, seul le trait noir devrait être derrière lui-aussi (quand bien même il est censé représenter un principe de conception en équerre). C'est une trangression selon les conventions habituelles de l'architecture (mais je pense qu'on comprend bien le pourquoi)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Obamot]

Les dimensions A et C sont fixes, B E et D peuvent changer au besoin. Quelle section dois-je prévoir pour A C et D selon vous ? La section de E n'a pas d'importance il est même probable qu'elle soit remplacé par un câble, la base de E et D étant en appui sur l'arbre. E n'est là que pour maintenir D en hauteur.


Si certains peuvent m'aider à définir les différentes sections qui me manquent, avec plaisir !

Merci d'avance à tous.

Benoît

Bonsoir Benoît,
Beau projet en effet.

Quelques remarques:
1) "A" et "B" c'est la même poutre? Vos lettres ce sont des "cotes", c'est ça?
2) Je verrai un angle plus aïgu entre "D" et "E". Je garderai donc la longueur de "E" et mettrai "D" au dernier tiers de "A". Idéalement un angle de 45°
3) Si vous souhaitez remplacer "E" par un cable, comment voudriez-vous utiliser la gravité terrestre? Si vous vouliez faire ça il vaudrait bien remplacer "E" par un deuxième anneaux métallique cerclé plus haut autour du tronc, et ensuite remplacer "D" par des cables en position inversée (à 180°) par rapport au plancher pour qu'ils soient tendus vers le bas en venant suspendre "A". (Et à mon humble avis). Sinon voir mon point "2)"

Crdt

[Jaunin]

Bonjour,
Le dessin étant très bien fait, c'était juste l'emplacement dans la partie rouge qui en surfacique et l'on voit l'intérieur.
Cela ne gâche pas l'ensemble du dessin.
Cordialement.
Jaunin__

[deaaz]

Bonjour,

Voila du boulot pour les spécialistes des ELU et ELS. et des bracons.

Bonjour à Jaunin.

[Obamot]

Bonjour,
Oui Deaaz, ça ressemble à une épure de Crémona, c'est pas aussi simple à dimensionner et donner des sections.
Crdt.

[deaaz]

Le souci majeur sera l'horizontalité de l'ensemble, ce qui revient à dire que les bracons auront tous une mesure différente. Quant à l'octogone, il est impossible avec un rayon extérieur maxi de de 4,5 mètres, d'avoir des cotés de 1,60. C'est donc je pense, un octogone inscrit dans une circonférence de 450 centimètres de diamètre.

Question primordiale pour vous donner des mesures correctes: quel est le diamètre du tronc à l'endroit de la ceinture métallique ? Upn ?

Qu'en penses tu Jaunin ?

[deaaz]

Pour information: OK pour la surface 1/8:

dessin en annexe.

[Jaunin]

C'est justement ce que j'étais en train de chercher pour faire ma construction.

[Obamot]

Bon y'a des gosses! Et les gosses ça bouge et c'est turbulent... Ça peut jouer avec le feu... Ça peut tomber (et là ça tomberait de haut) donc gaffe aux conditions de sécurité à repenser à la base, sécurisation des accès, type d'éclairage, etc...

Quid de la finalité de l'ouvrage et des charges qu'il devra supporter (voir de son évolution et adaptations à d'autres usages dans le temps..?)
Les gosses voudront sûrement y dormir... Et donc un parent pourrait s'y trouver pour la nuit. Si c'était le cas, il s'allongerait en "C", là où il aurait le plus de dégagement pour placer ses jambes... Mais également là où le "moment" est le plus important.

Ensuite je verrai bien un bois qui résiste aux affres du temps, à l'humidité etc, histoire que la résistance calculée ne soit pas mise à mal par les aléas climatiques (et tout du moins qu'une perte de résistance liée au temps, soit prise en compte, car une cabane dans un arbre, ça n'a l'air de rien, mais c'est mis à plus rude épreuve qu'une construction classique — genre chalet bois — où tout est sous contrôle amha).

[Jaunin]

Obamot, aurions pu nous croiser à la rue de la Prairie ?

[Obamot]

A l'ETS ou au Technicum? J'avais feu Gérard Baud comme prof... Aïe ça ne nous rajeunit pas !

[Obamot]

...Enfin, à l'époque ça s'appelait encore comme ça, depuis(?) je crois que ça a changé de nom. Si oui, j'y ai fait statique, résistance des matériaux et forcément crémona toussa, toussa. Donc c'est fort possible...

[Jaunin]

Bonjour,
Voici la terrasse, je la chargerais demain, non dans un moment avec 6 [t].
Si on peut m'indiquer quel bois sera utilisé.

@Obamot,
Quand j'y étais de 70 à 76 c'était ETSS, maintenant c'est un HES.

[deaaz]

bonjour à tous,

Très beau projet de construction. De quoi mettre en évidence certaines caractéristiques des matériaux (RDM). Traction, compression, flexion. Pour la suite, scier, clouer, embrever.
L'arbre est vivant, il bouge et il faut en tenir compte. Très beau dessin de Jaunin, mais personnellement, j'opterait pour d'autres montages. Plats, cornières, U et chaines. Le départ sera le diamètre du tronc. L'octogone aura tous ses cotés égaux et pas forcément la couronne intérieure.
Pour rappel, un câble gros comme un manche de brosse peut soulever l'arbre et sa cabane.

Mais l'avis de Diam 22 ?

Bonnes réflexions.

[Jaunin]

Effectivement c'est déjà pour voir comment réagi ce genre de terrasse.

[deaaz]

Oui, traction pour la E, compression pour la D, cisaillement pour la A. et là, à contrôler le porte-à-faux et la faiblesse de l'embrèvement sauf plaque à aiguille ?
Pour la C , quasi rien, sauf jonction. Le panneau vertical va se poser dessus. reste l'épaisseur du plancher pour la portée de 1,60 m.

Je passe mon temps sur ce projet.( très amusant ) Un vrais LEGO.. De vrais calculs d'assemblages ( sécurisés )

Bonne études.

[deaaz]

Etudes de comportement.

[deaaz]

Suggestion pour l'assemblage de l'anneau autour de l'arbre. 8 pièces à boulonner avec boulons M12 à frein nylon.
Avantage d'un plat, fermeture maxi du trapèze. Il est toujours possible de trianguler les bracons.

En attente de la photo de l'arbre.

[deaaz]

sous réserve des calculs de Jaunin, pour le support A, 12.2 x 12.2 , cote intérieure de l'UPE 140. 12.2 x 12.2 pour facilité de rabotage quatre faces.

Mais y a pas le feu au lac.

[Jaunin]

Je viens de finir la simulation.
Pour la construction j'ai pris du bois carré de 120x120 [mm] j'ai des contraintes maximum de 4.25 [MPa] et une flèche de 1.0 [mm] aux bords d la terrasse.
Cordialement.
Jaunin__

[Obamot]

Bonsoir à tous,

Pour l'anneau autour de l'arbre, pourquoi ne pas le faire avec un câble et un tendeur en forme de vis sans fin se terminant par un ressort (mis en compression, au fur et à mesure que l'arbre grandit). Ainsi il suffirait alors de desserrer la vis de quelques spires (lorsque le ressort sera serré à bloc), pour ainsi redonner du mou au ressort, qui se remettra alors aussitôt fin prêt pour une nouvelle phase de compression, jusqu'au prochain ajustage… Ainsi on aurait la garantie que l'anneau ferait un corps-à-corps parfait avec l'arbre, sans trop le serrer, ni éventuellement trop relâcher (en cas de succession d'années de sécheresse?)
(Mébon y'aka… faucon c'est facile à dire... juste une modeste idée de complication en passant)

@Jaunin: tout ça est exact. Et effecteivement 1974 c'était l'année de diplôme (mais pas en génie mécanique), on avait même eu droit à un "voyage d'étude"! C'était à la mode. Baud disait toujours:
— "Les voyages forment la jeunesse et déforment les valises" ça m'est resté...


Très crdt.

[Obamot]

PS:

sous réserve des calculs de Jaunin, pour le support A, 12.2 x 12.2 , cote intérieure de l'UPE 140. 12.2 x 12.2 pour facilité de rabotage quatre faces.

Mais y a pas le feu au lac.

— "Si nous sommes lents (disent les Bernois), c'est pour que les Vaudois puissent nous suivre"

[Jaunin]

Bonjour
Que pense Diam22, que je salue, de toute ces discussions sur son "nichoir".
Voici les vus des contraintes, mais pas de souci, pour en avoir une idée, elles sont à l'échelle 425 : 1.
Cordialement.
Jaunin__

@Obamot, 6 ans d'études le soir après le boulot, mais à cette époque cela en valais la peine. Le soir ont avaient quasiment pas les même profs que ceux pour la journée.

[deaaz]

bonjour,

Bois carré de 120 x 120, bois carré de 122 x 122, Quelques % de différence. Qui peut le plus, peut le moins. Calculs très proches. Les visualisations par nuances de couleurs se font aussi sur Solid Works, programme qui ne se manipule pas du jour au lendemain. Faut t'il en avoir l'usage permanent et le rentabiliser. Ce n'est pas mon cas.
Pour le ressort, pourquoi pas, mais peut-être un petit dessin pour y voir les pièces de bois horizontales attachées. Cela laisse aussi supposer un écart certain entre le plancher circulaire et le tronc.
En attendant l'avis du principal intéressé.

[Obamot]

Bah, je voyais plutôt des éléments les plus simples possibles (donc les plus fiables?).

Genre ce type d'étriers / serres-cables standard:

cable-5-mm-serre-cable-a-etrier c.jpg

Puis fixés sur une cornière soudée et zinguée (sur l'étrier venant étreindre la poutre):

12818[TIF]-70 copie2.jpg

Avec ce type de tendeurs / détendeurs:

2101_t_w800_h600 tendeurs.jpg

Et bien sûr un dispositif pour qu'un cable accidentèlement détendu ne puisse lâcher soudainement (tenu en place et auto-bloqué par l'encombrement de son propre profil/galbe), genre ceci:

Serre-cable_plat_galvanise_IRON_GRIP_Type_BGS.jpg

Enfin, c'était juste une idée, j'y tiens pas absolument

[Obamot]

PS: le ressort a disparu de cette conception, par souci de simplification, du moment que dans celle-ci, ils ne sont plus nécessaires. Par contre je verrais bien un doublement du câble, si un jour il était envisagé de le remplacer (ou tout au moins de prévoir des étriers en "réservation" — déjà placés dans la conception de départ — pour qu'il n'y aie plus le moment venu, qu'à glisser un nouveau câble dedans puis de le tendre progressivement pour l'amener ensuite à sa "tension de service"...)
Il suffirait alors d'enlever l'ancien (de ses autres logements/étriers), devenu éventuellement trop court ou trop âgé...

[Obamot]

@ Jaunin, oui c'est clair. D'un autre côté je ne suis plus si nostalgique de cette époque là... Bien que je sois si content de l'avoir vécue! Il faut savoir vivre avec son temps (et aujourd'hui nous avons des outils fantastiques que l'on n'avait pas alors... ou alors c'était au tout début pour la CAO/DAO) Comme ces nouvelles possibilités pour "réparer" les bétons où de couler des bétons "autoréparants": http://fr.euronews.com/2015/03/30/un...uto-regenerer/