épaisseur de marches escalier chene en porte à faux

[diplo1972]

bonjour à tous,

Pour des raisons esthétiques et de circulation sous une ferme je souhaite réaliser un escalier un peu particulier.
L'escalier fera en tout environ 2 mètres de large. Les marches seront fixées (collées avec ce qu'il faut) sur un limon central de 45cm de large et encastrée à une extrémité dans un mur porteur en agglo, l'encastrement se fera sur une profondeur de 5 cm avec un mortier de scellement ad-hoc très légèrement expansif. Deux dessins en pièce jointe pour essayer de mieux m'expliquer. Sur le détail, une cote a évolué dans le projet, le porte à faux est de 80 cm et non 75.

Quelqu'un pourrait-il me donner une idée du dimensionnement d'une telle marche en chene, notamment de son épaisseur. Avec mon menuisier on part à priori, de manière empirique sur du 55mm d'épaisseur, donc des marches de dimensions : 2 100 x 285 x 55 (en mm).

Petite précision, les contre-marches présentes sur une demi largeur d'escalier ne devraient à mon avis pas être prises en compte dans le dimensionnement car elles seront faites ensuite probablement en placodur + contreplaqué. L'espace en dessous est un placard débarras.

Merci de vos avis et analyses.
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[Jaunin]

Bonjour,
Avez vous déjà regardez les marches d'escalier en portes à faux sur le forum.
Cordialement.
Jaunin__

[diplo1972]

je n'ai trouvé que cette discussion où il est question de marches bois à la fin : http://forums.futura-sciences.com/br...porteur-4.html

Mais je n'ai pas trouvé l'épaisseur de ces marches ni de calcul de dimensionnement.

[Jaunin]

des marches de dimensions : 2 100 x 285 x 55 (en mm).

Sur votre dessin la largeur est de 250 [mm], quand est-il ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Diplo1972,
Toujours intéressé par votre question ?
Cordialement.
Jaunin__

[diplo1972]

oups, excusez-moi, j'ai pas suivi le fil pendant quelques jours mais, oui, je suis toujours intéressé par la réponse à ma question. D'ailleurs merci de vous y intéresser vous aussi.

Pour la profondeur des marches, elle sera bien de 285mm, la profondeur sur le dessin est celle sans le nez de marche qui fera partie intégrante de la pièce de chêne formant la marche. Ce dessin a été fait au démarrage de mon projet de réhabilitation pour expliquer l'escalier aux artisans que je démarchais/consultais. Depuis les travaux se sont adaptés plus finement à l'existant que ce n'est possible en stade projet et les dimensions de l'escalier, qui devrait être réalisé cet hiver, ont évoluées.

Donc je confirme la dimension des marches sera bien de 2 100 x 285 x 55 en mm, contrairement à ce qui est dessiné.

[Jaunin]

Bonjour,
Contrainte à la sortie du collage, Von Mises 7.5 [MPa] et contrainte de cisaillement 4.1 [MPa].
Sous une charge de 1'500 [N] en bout de marche, une personne qui descent avec effet dynamique il y a une flèche de 4.4 [mm]
La partie encastrée dans le mur ne bouge pas si votre colle qui va bien fait son travail.

[diplo1972]

Merci beaucoup Jaunin !

Pour la colle qui va bien, je n'ai pas été plus précis car je ne voulais pas citer de marque. Mais allez, osons, je prevois de la Kleiberit Stair Master. Je ne trouve pas ses carctéritiques de résistance à l'arrachement, pensez-vous que ce critère soit dimensionnant?

Où situez-vous la sortie du collage? Je pense que c'est juste après le limon central du côté du mur porteur dans lequel les marches sont encastrées (qui doit être l'endroit de contraintes max)?

Je ne connais pas la limite d'élasticité du chène qui me permettrait d'évaluer précisément vos résultats mais par analogie avec le sapin (18 à 30 MPa je crois), on doit être bons.

Une flèche de 4,4 pour quelqu'un qui utilise l'escalier en bout de marche me semble acceptable, d'autant plus que cette zone sera probablement très peu utilisée (les gens sont pas fous et en plus une poutre reprend la "trémie" d'ecalier de ce côté).

[Jaunin]

Voici une représentation de votre marche en déformation très exagérée ainsi que le Chêne.

[diplo1972]

Ben ça m'a l'air tout bon ça. Il ne devrait, même à droite de l'appui, y avoir quasiment aucune contrainte d'arrachement dans la colle.

[minushabens]

Pense qu'en fonction de la destination du local, un garde-corps peut être obligatoire (même si c'est ta maison, si tu envisages de la louer par exemple c'est le cas).

[JPA80]

Bonjour,

Et pourquoi pas une contremarche jusqu'au bout des marches ? Une contre marche partielle parait bizarre mais c'est juste question d'esthétique.

[minushabens]

une autre possibilité, pas forcément moche, c'est un corbeau sous chaque marche, de manière à réduire le porte-à-faux. Ca peut se faire en bois, ou en métal pour un style moderne.

[diplo1972]

Bonjour minushabens et JPA80,

Merci pour vos avis et conseils, mais nous n'en sommes plus à la conception, les choix sont faits et, je crois, éclairés. Aucun des éléments que vous évoquez n'est une nouveauté pour nous :

• la règlementation sur les gardes-corps, y compris en cas de location et même d'enfant d'un "ami" qui aurait un accident a été analysée et nous avons fait nos choix,

• prolonger la contremarche jusqu'au bout, nous l'avons envisage et même dessisné : la faire partielle est cohérent avec les structures en place à cet endroit, les parties conservées/(re)faites à neuf, l'esthétique que nous recherchons, ...,

• mettre un corbeau/console en dessous pour soulager le porte à faux : nous y avons pensé mais ce n'est pas du tout l'effet esthétique recherché aussi, sauf si le dimensionnement démontrait que notre choix de conception est impossible (amène des sections ou coûts absurdes) nous n'en changerons pas et le calcul de JAUNIN nous conforte plutôt.

• multitudes d'autres critères ont été analysés en fonction de la maison, du projet global, de nos attentes fonctionnelles et esthétiques, ...

Je comprends vos mises en gardes/propositions, en effet il faut avoir pensé à ces contraintes/variantes avant d'arrêter sa conception, et vous en remercie mais ma question porte sur le dimensionnement et bien que vos éléments soient pertinents ils ne feront plus évoluer notre projet puisqu'ils ont déjà été analysés.

[minushabens]

Ce que je sais d'expérience c'est qu'un machin où on pose le pied doit être le plus rigide possible, sinon c'est inquiétant (même si on sait que ça ne va pas casser). Et autre point (peut-être pas pertinent ici?) dans un escalier classique, avec deux limons, les marches ne sont jamais collées, sous peine de se fendre.

[ilovir]

Bonjour

Je viens juste de regarder, et je vois que c'est à retardement.

Si vous avez un chêne de qualité structurale D 30, c'est-à-dire bon, je trouve :

Résistance : 22 MPa en flexion, dans ce cas de figure, et module E = 10 MPa.

Ce sont les valeurs de l’Eurocode, mais je trouve que le E donné à 10 MPa est un peu pessimiste.

Pour la charge règlementaire de 200 kg en bout de marche, on a une contrainte de flexion de 16 MPa < 22, et une flèche de 11 mm. C’est un peu beaucoup 11 mm, mais c’est avec E = 10 MPa.

Dans la continuation avec ces hypothèses, j’ai une fréquence propre de 6.7 Hz, < 8 Hz mini souhaité, et un w/F de 5.5 mm/KN > 1.5 maxi souhaité. Donc, un mauvais confort vibratoire.

Je ne tiens pas compte de la déformation en torsion qu’il peut y avoir si la charge est appliquée sur l’angle. Il y a intérêt à bien plaquer les marches sur le limon pour les encastrer en rotation.

En pratique, la ligne de foulée est à 50 cm de l’extrémité de la marche. Là, les déformations et l’inconfort vibratoire ne se feront presque pas sentir.

Mais si un individu descend l’escalier en sautant d’une marche à l’autre, et en étant un peu près du bord, ça peut lui faire drôle. Il peut avoir le réflexe de chercher une rampe où s’appuyer …

[diplo1972]

Bonjour Ilovir,

merci de vous pencher sur ma question, je vous mais mes observations dans le texte.

Bonjour

Je viens juste de regarder, et je vois que c'est à retardement.

Si vous avez un chêne de qualité structurale D 30, c'est-à-dire bon, je trouve :

Résistance : 22 MPa en flexion, dans ce cas de figure, et module E = 10 MPa.

Ce sont les valeurs de l’Eurocode, mais je trouve que le E donné à 10 MPa est un peu pessimiste.

Pour la charge règlementaire de 200 kg en bout de marche, on a une contrainte de flexion de 16 MPa < 22, et une flèche de 11 mm. C’est un peu beaucoup 11 mm, mais c’est avec E = 10 MPa.

La charge règlementaire est pour moi une charge théorique de dimensionnement qui ne sera jamais vécue dans la réalité. Il faut bien prendre cette charge pour dimensionner car elle intègre pleins de paramètres mais par contre il faut comparer les résultats obtenus aux seuils règlementaires et pas à un ressenti. Dans ce cadre 11mm ne me choquent pas.

Dans la continuation avec ces hypothèses, j’ai une fréquence propre de 6.7 Hz, < 8 Hz mini souhaité, et un w/F de 5.5 mm/KN > 1.5 maxi souhaité. Donc, un mauvais confort vibratoire.

Je ne tiens pas compte de la déformation en torsion qu’il peut y avoir si la charge est appliquée sur l’angle. Il y a intérêt à bien plaquer les marches sur le limon pour les encastrer en rotation.

En pratique, la ligne de foulée est à 50 cm de l’extrémité de la marche. Là, les déformations et l’inconfort vibratoire ne se feront presque pas sentir.

Mais si un individu descend l’escalier en sautant d’une marche à l’autre, et en étant un peu près du bord, ça peut lui faire drôle. Il peut avoir le réflexe de chercher une rampe où s’appuyer …

Etant donné qu'en utilisation chaque marche ne supportera qu'une charge (un pas) les problématiques vibratoires sont elles vraiment à prendre en compte ? Quand on marche sur une passerelle, à chaque pas on provoque une déformation et le phénomène vibratoire devient désagréable mais sur un escalier comme celui-ci dont le marches peuvent être considérées indépendantes, et où on ne fait pas deux appuis successifs sur la meme marche, les phénomènes vibratoires sont ils à prendre, de la meme manière, en compte en terme de confort?

[ilovir]

Le phénomène vibratoire n'est que de confort. Et je vous l'ai dit : sur la ligne de foulée, il ne se sentira pas.
Reste le cas peu probable mais possible de quelqu'un qui décide de marcher au bord, un peu vite, qui peut être surpris et chercher une rampe .... qu'il devrait y avoir.
Mais votre escalier ne va pas se casser.
Et puis, la valeur de E = 10 des normes est statistique. Si vous avez un très bon chêne, son E peut être bien plus élevé ; le Cirad situe la moyenne à 13.

[diplo1972]

Merci pour cette réponse.

Mon chêne sera selectionné dans la bille, je n'ai pas de doutes sur sa qualité, les marches seront faites de 2 à 3 morceaux faisant chacun toute la longueur rainurés puis collés avec des caractéristiques mécaniques de collages meilleures que celles du bois, les zônes dégradées, les noeux génants seront ainsi éliminés et la section sera bien évidement prise hors coeur et hors aubier.

Au vu de la configuration quelqu'un qui veut descendre vite n'ira pas au bord des marches, en effet pour rendre l'escalier plus visible sur le dessin une partie de l'étage a été effacée. Il y aura une poutre portant l'étage à environ 7cm du bout des marches en porte à faux et dont l'arrête inférieure sera 1m20 au dessus de la première marche. Le prolongement vers le bas de l'escalier est en béton. Cette poutre empèchera quasiment de marcher en bout de marche, surtout si on veut aller vite.

[diplo1972]

un plan de l'étage pour mieux comprendre :



Seules les 9 marches du haut (palière comprise) seront faites en chêne, les marches du bas seront en béton. Cet escalier particulier permet de jouer avec la charpente très belle sans couper l'entraie située à l'aplomb du limon de l'escalier.