Calculer les dimensions d'une panne

[jurgenproof]

Bonjour a tous,
Voila des années que je lis les conversations du forum, toujours très instructives, et aujourd'hui c'est moi qui sollicite les connaisseurs pour m'aider dans mon projet de construction de garage.
Mon problème est le suivant, quelqu'un s'aurrait-il me calculer les dimensions des pannes nécessaires à la fabrication de la charpente de ce garage?

Dans un premier temps je vous fourni les éléments de montage:
- portée par panne: 6m
- entraxe entre panne: 1.22m
- écartement suivant rampant: 1.25m
- pente du toit: 18° (33%)
- pose de tuiles méridionales "Imerys": 47 DaN/m²
- lieu de construction: Mont de Marsan, surcharge neige 35DaN/m²

Je joint aussi les croquis qui évitent de long discours.
Je reste a dispo si vous avez des questions.

Merci d'avance à tous les passionnés.

Numérisation_20160516 (2).jpg

Numérisation_20160516 (3).jpg
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[ilovir]

Bonjour

Je dirais au minimum des 12 x 24, en classe C24, pour un taux de travail en flexion de l'ordre de 50 %, et une flèche de 2.5 cm soit 1/240 de la portée.
Si vous pouvez trouver un peu plus fort, par exemple 12.5 x 25, ce serait mieux avec là une flèche du 1/300.

[jurgenproof]

Bonsoir, et merci pour ta réponse.
Pourrais tu m'expliquer ta méthode de calcule s'il te plait, pour que je comprenne de quoi je parle, ce serait vraiment très sympa. Aurais tu des "tableaux ou abaque" (genre CAPEB) pour t'aider à déterminer la charge admissible d'une panne en fonction de sa section et de sa portée?
Merci d'avance

[geagea]

bonjour,
le calcul du bois se fait selon EC5,de plus de la charge permanente et de la neige,et le vent,il faut calculer selon les combinaisons
et il faut regarder la combinaisons 0.9CP+Vent en surpression,et de verifier la condition de non déversement en raison de la portée,et pour calculer la flèche il faut faire 2 vérifications (voir EC5)


cordialement

géagéa

[A voir en vidéo sur Futura]

[ilovir]

Je n'utilise pas les tableaux et abaques dont on ne sait pas comment ils sont faits
Il est plus simple de faire mon petit calcul, dans une feuille tableur.

Je vous en communique une image, avec la justification pour 12.5 x 25 en fait (au lieu de 12 x 24 peut-être un peu faible)
Si vous n'avez pas cette section, ou cette qualité de bois, on peut en chercher une autre ; c'est simple à changer dans la feuille tableur.

La combinaison de vent 0.9 CP + W, c'est pour le vent en sous-pression. Ici, on a les deux cas : pression et surpression.
Je n'ai pas mis le détail avec sous-pression qui n'est pas dimensionnant, mais il faut tenir compte de son existence pour les fixations.

Le vent en pression s'ajoute à la neige.

Les pannes étant tenues par les chevrons, il n'y a aucun risque de déversement en flexion.

J'ai fait le calcul comme si les chevrons étaient libres de "coulisser" à l'égout, et avec des pannes d'aplomb comme sur votre dessin. Si les chevrons sont bloqués sur la sablière et le mur, bien assemblés sur les pannes (pointe, encoche), il y aura une légère flexion déviée dans les pannes ventrières, que je n'ai pas calculée.

Le calcul des coefficients de vent EC1 est sur une autre feuille, non communiquée. Notez que j'ai pris l'hypothèse d'un site courant (pas sommet de colline ou bord de falaise), en campagne de type bocage, pas en plein champ sans rien autour (site 3a).

Tout ceci, bien-sûr, à titre d'information, pour alimenter vos réflexions et recherches, et comparer à d'autres avis. Je ne suis pas votre bureau d'études.

[geagea]

bonjour,
je vais vous faire le calcul selon EC5,un peu de patience,car il faut de la disponibilité
je reviens vers toi Ilovr,concernant la neige,je crois que tu as oublié le coefficient de forme mu=0.8 d'ou la naige sur le toit 35x0.8=28daN/m² et pour la neige exceprionnelle 100x0.8= 80daN/m²

cordialement

géagéa

[geagea]

bonjour

votre garage est il chauffé ou non,ce qui va déterminer la classe de service

cordialement

géagéa

[ilovir]

Un point sur lequel je n'ai pas "tilté". Le dessin montre des fenêtres de toit. Donc les pannes ne portent peut-être pas que la charpente et le toit, mais aussi des plafonds et isolations. Qu'en est-il ? si c'est le cas, merci d'indiquer le détail de ce que portent les pannes, pour en évaluer le poids, et le cas échéant, ça changera le résultat.

[jurgenproof]

Bonjour Ilovir et Geagea, et merci pour vos réponses, l'attention que vous portez à mon problème me fait vraiment plaisir.

Tout d'abord, je suis désolé d'avoir omis de préciser que je compte effectivement isoler ce garage dans le futur, BA13 et laine de verre en 200 je pense. Les fenêtres de toit sont prévus aussi dans un souci de clarté. Il est vrai que ces détails ont leur importance sur le calcul de la structure.

Ensuite, merci à vous Ilovir pour le détail des calculs, je suis content d'avoir compris (dans les grandes lignes ) votre démarche qui est vraiment très "professionnelle". A ce sujet, si je comprends bien le résultat du calcul de la flèche, la panne subirait une flèche en flexion "verticale" de 2.38cm pour une section de 125x250. Pensez vous qu'une tel "déformation" est acceptable? J'avais cru comprendre qu'une flèche de 1/300 était la norme.

J'avais dans l'idée de "soutenir" la panne faitière par des jambes de force à l'intérieur du garage, dans le but de la soulager un peu. Cette solution me permettrai de conserver un volume intérieur libre de pilier (je joins un croquis à mes écrits). Pensez vous que cette installation serait efficace? Voir simplement utile? Ou serais je tout bonnement obligé d'étayer ma faitière avec un pilier maçonné?
Vous aurez bien compris que c'est la portée de 6m des pannes qui me pose le plus de "soucis".

Il est vrai que des sections de l'ordre de 125x250 ne se trouvent pas facilement, heureusement j'ai quelques bonnes adresses de scieries pas loin de chez moi.

Dans tous les cas je vous remercie Ilovir, ainsi que Geagea pour vos calculs selon EC5 à venir, j'attends de vos nouvelles et reste à votre disposition pour toute question.


P.S.: j'espère que mes questions ne sont pas trop "banales", elles sont posées par un bricoleur avertis qui n'aime pas faire n'importe quoi, et comme vous semblez être de la partie, j'en profite

[geagea]

bpnjour jugenproof

le calcul de la flèche selon EC5 doit être fait sous Neige seule avec une condition de flèche a respecter selon EC5,et il faut calculer la flèche sous CP+Neige avec une autre condition
selon Annexe Nationale Française il faut calculer valeurs limites sous w.inst 1/300 de L et valeurs lomites x inst.fin1/200 de L ces valeurs sont pour des batiments courants,mais pour des batiments agricoles,ces valeurs limites sont différentes des batiments courants

comme je vous l'ai dit,je vous ferais le calcul des pannes,autres remarques importants,concernant le vent selon EC1,il faudrait faires une dizaine de page selon EC1,qui est différent des NV

cordialement

géagéa

[jurgenproof]

Bonsoir Géagéa,
je vous remercie, mon cas concerne la construction d'un garage individuel (à titre privé), et sera situé dans un lotissement (terrain plat, aucune colline alentour, exposé à des vents relativement faible).
Si vous avez d'autres questions n'hésiter pas.
Dans l'attente de vos calculs, merci d'avance.

[geagea]

bonjour jungenproof,

O.K c'est un garage privé,mais je voulais savoir si ce garage sera chauffécordialement

géagéa

[ilovir]

Bonjour Jurgen

J’ai modifié ma feuille de calcul en mettant :

Plus de précision pour le vent, même si quand-même encore approximatif, car je n’ai pas fait toutes les interpolations et calculs de réactions qu’il faudrait en toute rigueur.

tous les cas de charge y compris vent dépression et neige accidentelle sont réunis dans un tableau comparatif, et non plus en remarque

prise en compte d’un poids de plafond et d’isolation (pour 20 kg / m²)

Le dimensionnement est imposé par le respect d’un maximum de déformation, ce qui apparaît sous poids propre, neige, et vent en pression (état limite de service)

Le cas défavorable en résistance (limite ultime ELU) est celui sous poids propre seul, et n’est pas dimensionnant : taux de travail 50 % pour la section 12.5 x 25

Puisque c’est la déformation qui dimensionne, il convient de développer ce sujet.

Il y a une première limite pour la flèche finale totale qui est de 1/200 de la portée, et ceci « du point de vue de la charpente ». S’il n’ ya que le toit, on peut s’en tenir à ça, mais je recommande le 1 /250.
S’il y a des plafonds et cloisons subissant la déformée, il faut calculer une flèche active ou « nocive », qui normalement ne doit pas dépasser 1 /500 « du point de vue des éléments portés »

La flèche active est en fait celle qui se développe après que les plafonds aient été posés. Elle est constituée de la somme :

du fluage sous poids propre : déformation lente (plus d’un an) lors du séchage du bois
des charges instantanées : neige + vent ici

Si vous mettez du bois humide (frais de sciage), et que vous faites les plafonds directement derrière la charpente, cette flèche sera à son maxi (plus que celle de ma feuille de calcul)

Si vous mettez du bois normalement sec (20 %), et puis que vous attendez plus d’un an pour réaliser les plafonds, ceux-cis ne subiront presque plus de fluage. (moins que celui de ma feuille de calcul)

J’en suis resté au calcul conventionnel avec coefficient de fluage 0.8 (que les locaux soient chauffés ou non, les pannes en comble rampant sont en classe 2), qui donne :

L /228 en net final, donc satisfaisant au vu du L / 200 (même si je préfère 1 / 250)
L / 343 en active, donc non satisfaisant au vu du L / 500. Mais comme il n’y aura que le plafond (pas de cloisons), comme ce n’est qu’un garage, et comme vous plafonnerez quand une grande partie du fluage sera déjà faite, ça me paraît acceptable.

Et toujours : ce n’est qu’un avis, je ne suis pas BET, et à vous de voir si vous préférez serrer un peu plus, ou au contraire voir plus large.
Les jambes de force sur la faitière : pas d’objection. Cela favorisera l’effet de flexion déviée dans les pannes ventrières, qui reste faible et que (pour le moment) je n’ai pas calculée car je ne pense pas que cela fasse revoir le dimensionnement. Je le reverrai peut-être, pour la bonne bouche, quand vous aurez fixé votre choix de section, en fonction de ce que vous pourrez trouver.

Pourquoi pas du BLC ? Le choix est très grand, et le produit est beaucoup plus régulier. Quand au prix, penser que ce sera de l’argent placé.

Géagéa : tu as mal lu ma feuille, j’y ai bien indiqué le mu de 0.8. Et il s’applique à 45, ce qui fait 36 et non sur 35 ce qui ferait 28.
Quand on calcule en EC5, on prend aussi EC1 et pas les NV (qui donnent 35, sur lesquels aucun mu n’est à appliquer).
Sur ce cas particulier, NV 65 et EC 1 donnent donc la même chose 36 <>35

[geagea]

bonjour Ilovir
en effet la neige il n'y a pas de différence,mais pour le vent c'est une autre histoire il y a des différences notables
excuse moi,en effet tu as tenu compte de mu,j'ai zappé
pour les conditions de flèches selon EC5 et mmeme EC3,les flèches sont plus"généreuses" que dans le règlemnt CB71 pour le bois,et CM1966et additif 80
cordialement

géagéa

[ilovir]

geaggea

Dans EC, les limitations de flèches "structure" ne servent en général pas à grand chose ; il fallait bien qu'il y en ait. Ce sont les limitations relatives aux éléments portés (cloisons, carrelage, etc ...) qui commandent. Elles figurent dans leurs DTU respectifs.

D'ailleurs, j'y pense soudain (on ne pense pas toujours à tout), il y a des fenêtres de toit prévues. Donc, en fait, il faut limiter la déformée de toiture de façon plus sévère que le L/200, contrairement à ce que j'ai dit, puisque ces fenêtres sont mises en place dès le début. A voir dans la notice du fabricant de fenêtres, mais il est probable qu'il demande lui-aussi à se fixer dans quelque chose qui ne bouge pas plus que le 1 / 500. Et on doit tenir compte là en plus des chevrons.

Pour le vent, en effet, ça change puisqu'apparaît une pression, qu'il n'y avait pas en NV.
Et les coefficients Cpe1, Cpe10, et les zones de toit F,G,H ...

Ici, il y a peu de vent, et la forme est simple, et je ne suis pas allé jusqu'au bout.
Qu'est-ce que ça doit être quand le bâtiment n'est pas de forme simple, et qu'il y a des éléments de toutes les dimensions !

Mais existe-t'il des problèmes vraiment simples sur la planète Eurocode ?

[geagea]

bonjour Ilovir,
je sais que l'apparition des EC,les choses se compliquent énormément,en effet si il fallait calculer le vent sur un batiment,il faudrait une dizaine de pages,c'est pour cela que l'informatique est indispensable pour rester productif,on est dans une société ou l'on parle que de délais,et le calcul devient de l'exécution,jadis le calcul eétait un métier noble

cordialement

géagéa

[geagea]

bonjour jurgenproof

si votre garage n'est pas chauffé,je vais retenir la classe de service2,a moins de me le confimer on ibfirmer condition local chauffé ou non

cordialement

géagéa

[jurgenproof]

Bonjour Ilovir et Geagea,

A la lecture de vos postes je prends en compte vos réflexions et commence a en tirer quelques conclusion,

Au niveau du dimensionnement de la panne, sachant qu'une isolation du plafond ne se fera pas avant fin 2017, une section 125x250 en C24 me semble effectivement convenir à la structure. Si les différentes flèches vous paraissent acceptables.

Concernant du lamellé collé, la solution m'avait effleuré l'esprit, mais la question se pose du coup à nouveau: quel section de panne en BLC serait appropriée, et surtout, faudrait-il poser l'ensemble des 7 pannes en BLC ou uniquement la panne faîtière? Le prix du BLC n'étant pas du tout celui du bois "naturel" . Petit point qui a son importance, quel serait le poids d'une panne en BLC, car il faut tout de même la monter à 4m de hauteur?

Encore des questions que je vous soumet sachant que vous en avez déjà éclaircie beaucoup...

Dans l'attente de vous lire, encore merci pour toutes vos démarches,

Cordialement, Sébastien.

[ilovir]

Les sections, c'est selon les fabricants.
On voit souvent en BLC des épaisseurs de 2 en 2 : 10 12 14 et des largeurs (hauteur) de 4 en 4 : 20 24 28 32
Alors je verrais bien une 12 x 28 en GL24 (h ou c), qui pèse ses 100 kg allègrement, pour une longueur de 7 m. Pas mal, mais guère plus que 12.5 x 25 (si ça existe)
Et c'est une toute autre prestation.
En massif, vous risquez de vous retrouver, en grosse section, avec des pièces vrillées, gauches, avec des défauts, et pas sec s'il vient de sciage.
Et 12 x 28, c'est un peu plus fort, ce qui sera mieux pour les fenêtres de toit (cf remarque postérieure à mon envoi de calcul)

[nathnaitre]

Des détails intéressants qui je suis sûre trouveront des amateurs pour vous aider!
Bon courage!

[geagea]

bonjour Ilovir,
dans ton calcul de la flèche je ne vois pas apparaitre la flèche due au fluage selon EC5 k.def=0.8 pour classe de service 2 psi2=0 pour altitude <a 100m c'est dans le cas et de ce fait on doit avoir 0.8x(G+psi2=0xN) si on retient ta valeur de 47+20=67daN/m²x0.8=53.6daN/m² a retenir pour la flèche due au fluage
Du fait que tu as fait le calcul,ce n'est pas la peine que je me penche sur le calcul

cordialement

géagéa

[jurgenproof]

Bonjour Geagea,
je vous confirme que ce garage sera isolé (donc chauffé), mais pas avant fin 2017.

Cordialement.

[ilovir]

La flèche due au fluage s'appelle Wcreed (G) dans ma feuille.
Garage chauffé ou pas, au niveau du calcul on prend toujours Kdef = 0.8 pour les pannes qui sont soumises à l'air extérieur dans le plafond rampant.
Et on ajoute 1, si le bois est posé à > 20 % d'humidité.
Sur ce point, CB 71 était plus explicite, avec un plus large panel de coefficients, qui dépendaient aussi du taux de travail. C'était plus logique, plus représentatif de la réalité, mais plus difficile à appliquer. Curieux tout de même, car là, eurocode va dans le sens contraire de son credo de coller au plus près de la réalité.

[geagea]

bonjour Ilovir
les coeffients ci en surpression et dépression selon NV sans calculer les rapports H/B c'est plus(+) ou moins(-)=0.30 batiment fermé,concernant EC1 si mes souvenirs sont exacts +0.30 et -0.20 toujours pour un batiment fermé,en effet si on vut aaler plus loin,il faudrait pour le vent tenir compte de la perméabilité du batiment dans le cas ou la porte du garage est ouverte,mais n'allons pas si loin,on est pas B.E,car il faudrait une quinzaine de pages uniquement pour le vent en surpression,dépression batiment fermé et analyser lla permm&abilité avec la porte de garage ouverte,cas vent
je connais l'ancien règlement CB71 et EC5,par contre les assembalages selon EC5,très complexe par rapport au CB71
cordialement

géagéa

[ilovir]

géagéa

EC1 propose de calculer les Cpi à partir des mu et des Cpe sur murs, sinon de prendre +0.2 ou -0.3 "s'il n'est pas jugé utile de calculer mu".
Quand on n'a qu'un toit à calculer, il faudrait calculer exprès les murs rien que pour avoir le Cpi valable pour le toit !
Pour avoir la pression Cpe sur un versant de toit, on considère 4 zones : une en bas coupée en 3, et une jusqu'au faitage. Chacune a ses coefficients : 2 coefficients par zone selon la dimension de l'élément qu'on vérifie : Cpe 10 pour > 10 m² et Cpe 1 pour < 1 m², et entre les deux, on interpole. Ici, on a 8 m² pour une panne.
Lorsqu'on n'a pas un angle juste, il faut interpoler, ici entre 15 et 30° pour 18 °.
Quand on a les pressions par zones, il faut les reporter sur les pannes, selon les principes de la statique, ou en hyperstatique selon le cas.
Ce qui est particulièrement agréable, c'est que le Cpe (interpolé) pour le calcul du chevron, sera différent de celui pour le calcul de la panne sur laquelle il s'appuie, puis qu'il ne reçoit pas la même surface de toit (en général, plus petite pour le chevron). S'il y a une ferme, rebelote.
Ensuite, il y a les effets locaux, sur les avant-toits par exemple.

Ceci étant fait, on tourne de 90 °, et on recommence dans le sens perpendiculaire.

C'est d'ailleurs la même chose pour les murs : les zones, les surfaces (mais pas les angles, sauf peut-être s'il y a une inclinaison)

Voilà un résumé (abusivement) simplifié de la situation.

J'ai fait une feuille tableur qui interpole les Cpe toitures selon les angles et les surfaces. Mais ça s'arrête là, ensuite il faut adapter, et un peu pifométrer, ce qui se fait bien sur du simple.

Les logiciels spécialisés font surement tout ça très bien, très juste et très complet sur les bâtiments de forme simple.
Sur les formes complexes, je demande à voir, parce qu'il faut déjà une large part d'imagination pour déterminer comment on applique aux formes compliquées, les principes imaginés pour des formes simples.

EC1 s'applique pour le béton, l'acier, le bois.

Je comprends pourquoi il y en a qui préfèrent en rester encore aux NV. Si depuis 1965 (avec dernières modifs en 2000 ou après) ça ne marchait pas, on serait mal.
L'ennui, toutefois, c'est qu'avec les règles NV, on ne considère que du soulèvement de toit, là où EC1 considère soulèvement et enfoncement ;exemple ici. Hors, le cas avec vent en pression, s'il est très rarement dimensionnant en résistance (par le Kmod à 1.1), peut l'être en déformation, comme c'est notre cas ici.
Donc avec NV, on est de plus en plus non-conforme à l'actualité ...
Sinon, où serait le progrès ?