Quelle section d'IPE ?

[Stixou]

Bonjour à tous,

Je souhaite réaliser une terrasse surélevée avec une ossature métallique. Usage familiale (table de jardin, au pire quelques soirées avec une dizaine de personnes dessus). Les plans, dimensions, entraxes, ... sont en pièces jointes.

Je me pose deux questions sur lesquelles j'ai besoin de vos avis éclairés

Au regard de mon plan quelles sections me conseillez vous pour les deux IPE de soutènement et pour les IPE qui feront office de solives.

Enfin quel type de poteaux (verticaux me conseillez vous (HEB, HEM , poteaux carrés creux, ...) et quelle section ?


Merci beaucoup à tous par avance

Grégory

Pièce jointe supprimée
-----

[Jaunin]

Bonjour, Stixou,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous mettre votre pièce jointe au format image.
Cordialement.
Jaunin__

[JPL]

Les plans, comme toutes les images, doivent être postés dans un format graphique (gif, png, jpg). Merci.

[Stixou]

Voici le plan au format JPG.

Pour info, j'ai eu un premier retour avec les recommandations suivantes :

4 poteaux carrés creux de 160

2 IPE se soutènement de 200

X IPE de 140 pour soutenir les lames ou dalles de sol avec un entraxe de 300 à 400

Qu'en pensez vous ?

Merci à tous

Grégory

[A voir en vidéo sur Futura]

[ilovir]

Bonjour

Pour le dimensionnement, je prendrais une surcharge d'exploitation de 250 kg / m² ou 200 kg ponctuel. Mais il faudra regarder de près le confort vibratoire.

Quelle est la longueur des poteaux, depuis le dessus de la fondation, jusqu'au dessous de la poutre de soutien ?
Je suppose que l'écart entre poteaux parallèlement à la façade est de 3 m.
Avez-vous une idée de la constitution de l'escalier, de son poids notamment ?
Si l'entraxe des solives est de 40 cm, la largeur pour l'arrivée de l'escalier sera de 1.20 m. Sinon, pour 1 m, ce serait entraxe 33 cm ou 50 cm. Cela dépend aussi de l'épaisseur du planchage et de ses portées possibles (selon le matériau) ; qu'est-ce qui est prévu ?

Vous pouvez appuyer les solives sur une muraillère ancrée dans le mur de façade (ou autre solution d'appui), si la constitution de celui-ci le permet (et ses fondations aussi). On pourrait juste tiquer sur ce procédé si vous êtes en zone sismique, ce que je ne sais pas.

Si vous mettez des poteaux contre la façade, comment seront-ils fondés ? Ils vont s'appuyer sur la fondation du mur ? S'il faut déporter leur fondation, ils vont se trouver déportés aussi, d'où alors 4 porte à faux sur votre terrasse ...

[Stixou]

Les poteaux feront environ 220 cm.

Entraxe : 33 cm.

L escalier reste à déterminer mais je penche pour une ossature acier avec marche en bois.

Pour la muraliere j ai hésité mais ma maison est vieille : meulière sur le premier niveau puis parpaing. Aucune idée sur la solidité des fondations. C est la solution que j aurai préféré. mais dans le doute j avais pensé à d une part deux poteau le long du mur + 2 autres poteaux comme sur le plan. Chacun scellés sur des plots béton armé.
Le tout avec en plus dans le mur des attaches au scellement chimique via équerres de la poutre de soutenement la plus proche du mur pour bien assurer la jonction.

Et je vous confirme : 3 metres entre chaQue poteau !

Merki !

[ilovir]

J’ai réfléchi à ce type de solution :

Planchage : 15 kg / m² Garde-corps : 20 kg / ml Escalier : 5 m horizontal x 1 m largeur, poids 70 kg /m²
Charge d’exploitation (escalier et terrasse) : 250 kg / m² ou 200 kg ponctuel.

Solives en I, entraxe 333 mm posées sur les poutres, avec porte à faux en continuité directe.
Poutres en I passant au-dessus des poteaux, avec porte à faux en continuité directe.
Poteaux en H ou I articulés sur leur fondation en pied.

Les difficultés que l’on rencontre sont :

Des solives IPE 80 pourraient convenir, mais la flexion en bout de porte à faux sous la charge de 200 kg atteint 15 mm, ce qui est trop.
On peut y remédier en plaçant en rive du porte à faux des solives, une lisse, par exemple UPE 80, qui fait office de répartition. Dans ce cas, il resterait quand-même 8 à 9 mm pour le bout de solive tout à fait en angle, sous les 200 kg. Acceptable mais peu confortable.

Ceci sur une poutre en IPE 120.

Les poteaux pourraient être en HEA 100. Ils sont peu sollicités en fait sous les charges verticales, dont ils reçoivent peu de flexion.

Il faut tenir compte de charges horizontales : vent, effets dynamiques de circulation (un peu difficiles à apprécier), dissymétrie des charges verticales.

Ces efforts tendent à faire basculer les poteaux

Côté mur de façade, pas de problème moyennant une fixation au mur, par exemple en tête de chaque poteau.
Sur l’autre portique, pas de problème dans le sens perpendiculaire à la façade, mais longitudinalement ça deviendrait vite difficile à gérer avec seulement l’encastrement par l’assemblage poteau / poutre pour faire contreventement.

Donc, il vaut mieux à mon avis prévoir un contreventement externe.

Une solution peut être par exemple des barres en croix dans le plan horizontal de plancher, sous les solives (petites cornières, ou plats si on les fixe tout le long).
Ou en vertical dans le plan des poteaux, mais ça risque de gêner et de pas être beau.

Une autre solution encore peut être de réaliser des bracons, entre les poteaux et les extrémités des porte à faux de poutre. Cela réalise en fait un encastrement poteau poutre ; de plus, pour le supportage de l’escalier ce peut être avantageux, et en diminuant la déformée de poutre, cela réduit la flèche en nez de solives.

Plus technique : des jarrets aux assemblages poteaux / poutre, et grossir les sections de poteaux, pour avoir un bon contreventement par portique seul.

Dites moi ce que vous en pensez.

On peut aussi rechercher, pour l’esthétique, un modèle en tubes carrés.
Dans tous les cas, il faudra bien savoir comment réaliser les assemblages.

Je vois par ailleurs que les entreprises qui proposent ce type de construction le font avec des profilés en tôle pliée à froid et galvanisés.
Les sections avec ces profilés sont beaucoup plus hautes, d’où une plus forte épaisseur de plancher, bien entouré par un profil de ceinture formant cadre rigide.
C’est toujours fixé aux murs existants pour les efforts horizontaux, ce qui permet de faibles sections de poteaux.
Et ce système est sans doute bien étudié vis-à-vis de la protection contre la rouille, ce qui est encore un problème à traiter dans une réalisation en profils laminés.

[Stixou]

Bonjour,

Merci beaucoup pour ces retours précieux.


Des éléments nouveaux sont apparus (nécessité d'augmenter la surface et ... le véto de la directrice sur la structure acier ...). Je dois revoir le projet à la hausse et repartir sur une structure bois (les goûts et les couleurs ...).


Je vais faire un autre post pour plus de lisibilité; encore merci pour tout le temps que vous avez consacré à ma demande.

Bonne journée

Grégory

[Cram 64]

Bonjour,

Merci beaucoup pour ces retours précieux.


Des éléments nouveaux sont apparus (nécessité d'augmenter la surface et ... le véto de la directrice sur la structure acier ...). Je dois revoir le projet à la hausse et repartir sur une structure bois (les goûts et les couleurs ...).


Je vais faire un autre post pour plus de lisibilité; encore merci pour tout le temps que vous avez consacré à ma demande.

Bonne journée

Grégory

Reste sur ce fil, évite un doublon, pour la modération Cram 64?

[Stixou]

Bonjour à tous,

Je me permets de vous resolliciter car votre aide m’a déjà été précieuse.

L’heure d’acheter les matériaux pour ma terrasse sur pilotis a sonné.

Depuis mon premier messages, des éléments nouveaux m'ont amené à me diriger vers une structure bois, mais sans conviction ...

Je suis convaincu que la structure acier est ce dont j'ai besoin d'un point de vue mise en œuvre, entretien à long terme, ...

C'est pourquoi, j'ai finalement choisi de m’arrêter définitivement sur un schéma de terrasse (voir pièce jointe ; il y a deux scénarios variant uniquement sur l'emplacement des poteaux) en acier/bois (structure acier et solivage + lames en bois).



Il reste 3 questions sur lesquelles j’ai besoin de votre expertise si vous avez qques instants à me consacrer.



Question 1 : l’idée de plateau de ma terrasse et de faire glisser des bastings de 63x175 de 300 de long dans le « U » d’un HEA de 180 à une extrémité du bastaing et l'autre extrémité, dans le « U » d’un autre HEA de 180 ou d’un UPE de 180 (ce dernier étant collé à un mur de ma maison, je choisirai entre les deux le plus pratique à installer). Entre axe de 33 cm entre les bastaings. Il y aura ensuite des lames d'IPE de 25 mm environ vissées sur les bastaings.

Ce schéma de montage est-il envisageable en terme de solidité ? c'est finalement le même principe que les sabot fixés dans des madriers mais c'est le U des poutre acier qui fait office de sabot.






Question 2 : A chaque extrémité de la terrasse, je voudrais mettre des fer plat large de 180 de haut x 1 cm d’épaisseur x 300 de long qui seront soudés à chaque extrémités au HEA et à l’UPE (ou HEA selon ce que je choisirai. La fonction de ce fer plat est esthétique et sert de liant entre les deux grandes poutres porteuses de 6m.

Selon vous, est-ce que je peux procéder ainsi sans risque pour la solidité de l’ouvrage ou bien ces deux extrémités de la terrasse doivent-elles être assurées par quelque chose de plus « massif » (ex : IPN glissé dans les U des deux poutres porteuses) ?



Question 3 : la plus importante … les poteaux porteurs.

Pour des raisons esthétiques et d’emprise au sol, je souhaiterai qu’il n’y ait que 4 poteaux. Est-ce selon vous raisonnable et si oui, quelle section m’invitez vous à utiliser si je fais ces pieds en HEA ou HEB, ou encore en poteau rond ou carré (dans ces cas, quel diamètre et quelle épaisseur minimum) ?

Au niveau des emplacements, sur mon plan en pièce jointe, je propose deux scénarios d'emplacements pour les poteaux. Du point de vue de la solidité et du confort vibratoire y en a t–il 1 que vous recommandez ou les deux sont-ils jouables indifféremment (tout cela sur la base des sections de poteaux que vous m'aurez préconisés juste avant).



Je vous remercie beaucoup par avance pour vos avis et le temps que vous aurez bien voulu me consacrer.

Très bonne journée à tous

Grégory

[Stixou]

J'ai oublié de repréciser la hauteur de la terrasse : environ 220 !

[ilovir]

C’est très autoconstructeur de glisser les solives bois entre les ailes des poutrelles acier.
On voit rarement, sinon jamais, les pros faire ça, bien que ce soit tentant.

Les métalliers, quand à eux, fixent les charges sur les âmes des poutrelles au centre de la section, au moyen d’équerres le plus souvent.
S’il faut accrocher les charges en bas, ils accompagnent ça de renforts d’âme soudés qui ramènent l’effort au centre de la section. Ils le font aussi pour les charges appuyées au-dessus, pour éviter la flexion des ailes.

Pourtant ça arrive à tenir cette histoire de solives bois entre les ailes, mais je ne sais pas comment le justifier par le calcul.

J’en appelle donc à Jaunin, à Amaty, Pathfinder, Géagéa, et je fais une proposition de justification dans notre cas :

Je suggère de considérer :

Poids propre plancher et solives : 30 kg/m², soit par appui de solive : 15 kg
Poids propre garde-corps : 20 kg /ml de poutre
Charge d’exploitation : 250 kg / m², soit par appui de solive : 125 kg

1) la poutre HEA 180 est sur deux appuis simples en portée 6 m, mais bloquée en rotation aux appuis selon l’axe x (donc soumise à torsion plein pot)

D’où dans la section la plus sollicitée (dernière solive avant l’appui) :

flexion z : 18 MPa
cisaillement z : 20 MPa
torsion x : 82 MPa

2) la charge appliquée par une solive (presque) sur le bout de l’aile à l’ELU est 15 x 1.35 + 125 x 1.5 = arrondi 210 kg. Je prétend que cette charge se répartit sur une longueur d’aile égale à l’entraxe des solives, c'est-à-dire tous les 33.3 cm.

Il en résulte alors dans la zone du point A :

A) un cisaillement vertical dans la section de la semelle : 210 x 1.5 / (0.95 x 33.3) = 10 DaN/cm² = 1 MPa

B) une traction dans la section d’âme 210 / (0.6 x 33.3) = 10 DaN/cm² = 1 MPa

C) un moment de flexion dans l’ame comme dans la semelle, l’âme en subissant la plus forte contrainte : 8 cm x 210 / (33.3 x 0.6²/6) = 840 DaN/cm² = 84 MPa

3) En définitive :

Pour la contrainte résultante en traction, la combinaison quadratique des 3 contraintes de traction : 86 MPa

Pour la contrainte résultante en cisaillement, l’addition des 3 contraintes de cisaillement : 103 MPa

D’où la contrainte Von Mises = 198 MPa < 235 MPa. Soit taux de travail 84 % < 100 %

c.q.f.d ??

Remarques :

Si on prend 9 cm au lieu de 8 cm, on arrive à Von Mises = 202 MPa

Cela ne fait pas beaucoup plus que la Von Mises de flexion droite (cas des charges dans le plan de l’axe z) dans la poutrelle qui est de 178 MPa : un petit 15 % de plus, dans notre cas.
Mais l’hypothèse de la répartition de la charge de solive sur les 33.3 cm de longueur d’aile se justifie-t’elle ? Sinon, comment répartir ?

Qu’en pensent Jaunin et Amaty Pathfinder, Géagéa, et les autres éventuellement ?

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,
Je viens juste de voir mon nom dans la discussion, je reprends plus tard.
Cordialement.
Jaunin__

[Stixou]

Merci bcp Ilovir. Effectivement je te confirme le côté auto-constructeurs. Je me doutais bien que ce système n utilisait pas les poutrelle acier dans les regles de l art et n explotait pas leur potentiel de solidité.

J attrnd simpatiemment la réponse drs autres experts !

Avec juste une remarque : quand tu ecris que la repartition des solives ts les 33,3 cm se justifie-t-elle ? Cette répartition n est elle pas obligatoire pour ensuite supporter les lames de la terrasse qui ne feront qu environ 2,5 cm max d épaisseur ?

Merci

[Stixou]

Sinon pour utiliser les poutrelles "pleine âme" avec des équerres, j aurai aimé (préféré même) le faire mais j ai apres un souci d épaisseur (épaisseur de la poutrelle + épaisseur des bastaing + épaisseur des lames). Il faut que je continue avoir au moins deux mètres de haut en le sol et les poutrelles pour pouvoir passer en dessous.

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,
Je suis en train de relire la discussion.
Désolé je n'ai pas tout compris et surement tout pas vu.
Sur l'IPE de 180 de quel longueur et les dimensions des appuis ?
On met des solives tout les 33.3 [cm] de quelle largeur ?
La charge par solive est de 210.0[kg] mais la moitié par appui de chaque coté ?
Vous admettez que l'appui se fait à 8.0 [cm] de l'âme de l'IPE ?
Cette demande c'est pour faire une simulation si cela vous intéresse ?
Cordialement.
Jaunin__

Oups, je viens de voir c'est HEA 180 de 6.0 [m]

[ilovir]

Stixou

J'attends aussi la réponse des autres (mais je ne suis pas expert)

Ce que je demandais, c'est s'il était justifié dans mon analyse de considérer que la charge d'une solive, ponctuelle, peut bien se répartir sur la longueur d'aile de 33 cm.

Jaunin

Solives largeur 6 cm. Mais iil y a un errata à mon précédent post (erreur de clic). En fait, la contrainte VonMises trouvée avec ce désaxement de 8 cm est de 218 MPa et pas 198 MPa comme je l'indiquais. Donc "taux de travail" 93 %, ce qui est trop vu les approximations.

Par contre, si on réduit ce 8 cm pour le ramener à 6 cm, avec une petite cale entre aile et solive par exemple, on ramène cette contrainte vers 180 MPa

Mais attention, ce sont là des spéculations, et non une étude justificative valide.

Pour Sixtou, il vaut mieux consulter des professionnels pour arrêter concrètement sa solution.

Mais ce que pourra trouver Jaunin m'intéresse. Merci

[geagea]

bonjour,

ne pas oublier la flexion locale de l'aile inférieure du profilé

cordialement

géagéa

[ilovir]

Hé, géagéa, tu me déçois. J'en attendais un peu plus de ta part. Allons allons, un petit effort ...

[geagea]

bonjour Ilovir


en ce moment je n'ai pas beaucoup de temps,j'ai plein de choses a faire,et un peu fatigué,excume moi de ne pas me consacrer a ce sujet,je te fais confiance

très cordialement

géagéa

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,

La charge par solive est de 210.0[kg] mais la moitié par appui de chaque coté ?

Quel est la charge ?
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Jaunin

210 kg venant sur l'aile du HEA. F = 210 kg sur mes dessins.

En fait, c'est le problème d'une plaque encastrée sur un bord et libre sur les autres, avec une charge ponctuelle. Comment se distribue le moment d'encastrement le long de la ligne d'appui ?

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,
J'ai fais la simulation.

Mais je n'ai pas compris que vous admettez que l'appui se fait à 8.0 [cm] de l'âme du HEA?
Pour quoi pas sur toute la surface de l'aile.
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Bonjour Jaunin.

En fait, on ne sait pas à quel emplacement s'exercera la force d'appui. Il faut donc considérer le cas où elle se positionnerait de la façon la plus défavorable. Je devrais donc prendre 9 cm, mais en pratique, en raison de l'écrasement local du bois qui peut se produire, j'ai arbitrairement considéré 8 cm.

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,

Mais à 9.0 [cm] on est en dehors de l'aile ?, largeur du HEA 180 [mm]
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

à 9 cm, on serait juste sur l'arête de l'aile : 2 x 9 cm = 180 mm.

[Jaunin]

Oui, bien sûr, avec 8.0 [cm] il nous reste 1.0 [cm] d'appui.

[ilovir]

Disons 2 cm d'appui, centré sur le 8 cm.