Validation calcul poutre soutien plancher

[sample81]

Bonjour.

En parcourant le forum en long, large et travers, je pense avoir trouvé les informations dont j’avais besoin, mais je pense préférable si vous me le permettez de m’en remettre à vous pour valider mes hypothèses Merci par avance pour vos réponses.

Il s’agit d’une maison des années 50 avec murs en brique et sol de l’étage en plancher sur solives. Or au fil des années, les solives de la chambre la plus utilisée ("Chambre" sur le plan) se sont légèrement courbées/affaiblies vers le bas. Cela entraine un léger effet de rebond à l’étage si l’on saute mais rien qui semble critique à ce stade. Je projète par contre des travaux dans cette maison et notamment l’ajout d’une salle de bain à l’étage sur une partie de la superficie de la chambre. C’est pourquoi je prévois de mettre un poutre métallique de soutien des solives. Ci-dessous le futur plan (avec création des cloisons en BA13 et mise en place du WC et SDB), et ci-dessous mes calculs de dimensionnement de la poutre (c’est à ce moment que vous faites votre entrée en scène !).



La poutre

La poutre prévue est en rouge sur le dessin.
Sa position prévue est à 2,5m du mur de soutènement des solives (pastille n°2) car c’est l’endroit où l’affaissement des solives est le plus important.
Côté pastille n°1 le mur étant en briquette largeur 5,5cm, je prévois à cet endroit-là de monter un poteau en béton de 30cm de côté pour soutenir la poutre.
: d’ailleurs je me demande si je ne vais pas faire la même chose côté mur extérieur (pastille n°3) pour éviter de trouer ce même mur extérieur
: Elle serait donc posée sur les poteaux et travaillerait donc en « flexion », c'est ça ?
Sa portée serait de 2,8m.

J’ai identifié 2 catégories de charges, les considérées comme directes et les réparties.

Charges directes :

Cloison BA13 (pastille n°4 et 5)

Je compte les portes pleines pour garder de la marge dans les totaux

Superficie : (1,8m + 1m + 1,7m) x Hauteur plafond 2,5m = 11,25 m2

Poids : 11,25 m2 x 15Kg/m2 = 168,75 Kg

Je ne compte pas la cloison n°6 car elle est au-delà du milieu de la distance de la poutre au mur n°2

Chappe SDB

La SDB va être faite sur une chape type Farmacel coulée sur le plancher existant. Je compte en charge directe la superficie verte allant jusqu’à 1,25m de la poutre vers le côté du mur de refend n°2

Superficie : 1,6 m x 1,7 m = 2,72 m2

Poids : 26 Kg/m2 x 2,72 m2 = 70,72 Kg

J’ignore le poids de la poutre car dans le tableau des produits daniel.fr il est déjà déduit.

Charges réparties

Parquet flottant 5 Kg/m2
Parquet 25 Kg/m2
Solives

A titre d’information, elles sont positionnées dans le sens de la longueur de la pièce avec donc une portée de 6,55m. Elles sont espacées de 55 à 60cm

Volume : 6 solives x 0,07 m largeur x 0,15 m hauteur x 6,55 m portée = 0,412 m3

Poids : poids du chêne non sec (pour prendre large car je ne connais pas l’essence du bois) 1000Kg chêne sec x 0,412 m3 = 412 Kg

Poids réparti : 412 Kg / [superficie actuelle de la pièce L 6,55 m x l 2,8 m] = 22,46 Kg/m2

Plafond pièce rez-de-chaussée10 Kg/m2
Charges d'occupation 150 Kg/m2

Calcul

Calcul superficie portée par la poutre : 9,1 m2

Portée 2,8 m x [½ x 2,5 m distance entre poutre et mur porteur n°2 + ½ x 4 m distance entre poutre et mur porteur n°7]

Charge portée par la poutre : 2 172,9 Kg

Total charges réparties : (5 parquet flottant + 25 parquet + 22,46 solives + 10 plafond + 150 charges d’occupation) x 9,1 m2 superficie de la charge sur la poutre = 1 933,4 Kg

Total charges directes : 168,75 Cloison BA13 + 70,72 chape = 239,5 Kg

Flèche admissible

2,8 longueur poutre / 500 coeff pour les planchers = 5,6 mm (Y)

Flèche calculée avec appuis simples ->

Je sais que cela doit être < Y

En lecture du tableau produits sur daniel.fr je trouve un poutre HEB en 120 pour une portée de 3m

Merci pour votre verdict pro.
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[ilovir]

Bonjour

Ces solives en portée 6.55 m, ce serait hors normes aujourd'hui, et ça l'était certainement déjà en 1950.
Ca ne tient apparemment que parce qu'il n'y a pas de cloisons à porter, que la charge d'exploitation de 150 kg / m² n' y est pas, et que le bois est particulièrement de bonne composition.
Donc un renforcement ne sera pas de trop.

Mais comment Est-ce en-dessous ? Il y a des cloisons aussi ? peut- être le plancher de l'étage s'appuie-t'il un peu clandestinement sur ces cloisons ?

Poteau béton de 30 x 30, c'est beaucoup. 20 x 20, voire 15 x 15 suffirait pour ces petites charges. Vous pourrez le fonder ?

Pour le nouveau plancher, j'ai noté vos charges. Le plafond du Rez, ce sera un plafond neuf ou un existant ? 10 kg/m², c'est juste un peu moins que du placo (12 kg)
Le sol de la SdB sur le Fermacell, ce sera quoi (quel poids) ?
Pour les cloisons, il est d'usage de considérer 50 kg/m² de plancher (ce qui fait plus lourd que les cloisons que vous avez)

L'entraxe des solives, sur 2.80 m, c'est 0.56 m ou 0.70 m (pour un nombre entier d'entraxes de 4 ou 5). Quel entraxe en fait ?

Les profilés HEB sont trapus, d'un mauvais rapport performance / poids. C'est pour les cas où on est très gêné en hauteur. C'est votre cas ?

[sample81]

Bonjour ilovir,
et merci pour ton retour rapide.

En effet, j'ai du mal à comprendre la mise des solives dans ce sens, alors que remplacer la cloison de briquettes n°1 par un mur de refends aurait été plus pérenne, m'enfin bon je ne suis pas maçon ...

Sinon en dessous, il n'y a pas de cloisons de "refend".
- il y a les 2 murs extérieurs 3 et 7 à la périphérie
- le mur de support des solives aligné sous le mur 2
- uns cloison briquette 5,5cm de large alignée sous la cloison 1
Donc aucun soutien au rez-de-chaussée sur la superficie de la chambre + la future SDB + le futur WC


Merci pour le conseil sur le poteau, par contre il y a un sol carrelage sur dalle hérisson, donc je peux imaginer l'ancrer plus ou moins suivant le besoin, quel serait votre avis ?


Le plafond du rez-de-chaussée sera refait en BA13 car le précédent faux plafond en lambris a un peu souffert de "l'affaissement" des solives. Je note donc la correction de poids pour le passer à 12 Kg/m2 au lieu de 10 dans mes calculs.


Oopps ... petit oubli, en effet ce sera du carrelage complètement oublié dans les calculs


"Pour les cloisons, il est d'usage de considérer 50 kg/m² de plancher (ce qui fait plus lourd que les cloisons que vous avez)" donc ce qui veut dire que pour une cloison BA13 verticale, on calcule son poids en fonction de sa superficie au sol (c'est à dire de la surface de sa "tranche" posée au sol) ? Si tel est le cas je vais appliquer.


Pour l'entraxe des solives, j'ai mesuré celui entre les 2 premières qui était de 0,62. Par contre je n'ai pas tout découvert (enlevé tout le lambri) pour toutes les contrôler, mais c'est quelque chose que je peux faire.


Enfin pour le profilé, je n'ai pas beaucoup de critères différenciant de choix. J'ai choisi HEB car il fait parti des produits du site avec un tableau des charges admissibles de travail "en flexion", et car effectivement il n'était pas très haut, en sachant que je n'ai pas de blocage sur le chantier puisque ma hauteur de plafond sous solives est de 2,54m. Quel type de produit préconiseriez-vous ?


Merci encore pour ces précieux conseils !

[ilovir]

Le plafond lambris a souffert de la déformation des solives ? Ne seraient-elles pas mal en point et à regarder un peu ?

Et je ne l'ai pas encore demandé, mais pourriez-vous mesurer le creux au milieu ? Il faut simplement prendre un cordeau, le tendre entre les deux côtés de la pièce et mesurer au milieu. Il faudrait être au moins deux personnes.

L'entraxe des solives est à connaître : soit il est régulier à 0.62, et la cloison 1 (je suppose côté escalier) s'appuie entre deux solives, ce qui serait bizarre, soit il y a autre chose.

Je dis tout ça parce que quand on raisonne sur un existant, ce n'est pas comme sur un projet. On ne décide pas, il faut raisonner sur ce qui est, tel que c'est, même si c'est biscornu et en tenir compte.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sample81]

Après vérification, l'espacement entre les solives est régulier à 62cm ce qui fait donc 5 solives. La cloison 1 est sur la solive la plus au bord.
Par contre je n'ai pas pu mesurer l'affaissement des solives étant seul, je fais ca au plus tôt.

[ilovir]

Je retiens entraxe des solives 0.70 m, soit 4 entraxe = 2.80 m pour 5 solives. 3 solives appuient en travée de la traverse acier, les 2 autres tombant sur les poteaux.

Je n’ai pas encore tout étudié.

Mais si on prend les solives dans leur portée actuelle de 6.5 m, c’est totalement en dehors de l’épure, même avec les seules charges initiales, comme je l’ai déjà dit.

Si on reprend l’ensemble avec la traverse en acier comme si elle avait été mise dès l’origine, ce serait à peu près dans les normes pour les charges initiales, mais pratiquement hors normes avec les ajouts.

Je vais étudier un cas particulier qui me semble correspondre à la situation réelle.

On part de l’état actuel avec solives seules, parquet, et rien d’autre (lambris enlevé, étage débarrassé).
Dans cet état actuel n°1, il y a une déformation, qui restera (celle à mesurer), et certaines contraintes dans le bois.

On place la traverse acier, calée sous les solives. A ce moment-là, les contraintes dans le bois n’ont pas changé, et la traverse n’est pas chargée.

On ajoute les charges : les plafonds, parquets, cloisons, etc … et l’exploitation. Et là on regarde quelles contraintes ces charges ajoutées donnent dans le bois, et quelles déformations, dans cette configuration nouvelle n° 2 (dans laquelle la traverse acier a fléchi elle aussi).

Pour avoir le résultat final, on superpose les deux cas, c'est-à-dire que dans chaque section (en fait un découpage tous les mètres ou moins, je verrais), on ajoute les contraintes et les déformations de chacun des deux cas 1 et 2.

Au droit de la traverse, qui forme appui pour la solive, les contraintes résultantes dans la solive seront faibles. En milieu de travée de 4 m par contre, elles vont augmenter.

Et ceci en poutres croisées, c'est-à-dire que vis-à-vis des solives, la traverse acier est un appui élastique. C’est plus défavorable pour les solives, mais correspond plus à la réalité.

Il va aussi falloir que je trouve où mettre le fluage du bois là-dedans. Je pense qu’il intervient peu, le bois étant déjà sec stabilisé.

On peut agrémenter en tenant compte du tassement qu'aura la fondation du poteau, et en tenant compte d'un effort qu'on exercerait au soulèvement des solives avant de glisser la traverse acier (pour réduire un peu la déformation existante).

Comme c’est un peu long à faire, car le logiciel ne fera pas les superpositions que je devrai faire à part, je vous demande auparavant ce que vous en pensez.
Et les résultats des mesures de flèche m’intéressent, pour comparer au calcul. S’il y a une grosse différence, il faudra comprendre pourquoi, voire re-paramétrer les données de matériaux.

Et les avis des autres m’intéressent aussi. SVP.

[ilovir]

Juste pour illustrer le propos, les courbes de moments fléchissants le long d'une solive :

en haut : sous les charges de plancher seules, sans poutre acier
au milieu : sous les charges ajoutées seules (aménagements + exploitation), avec poutre acier
en bas : la somme des deux

Le moment fléchissant maxi apparaît vers le milieu de travée de 4 m, à 3 000 N^m, ce qui entrainerait une contrainte de flexion dans le bois (7 x 15) de 16.6 MPa.
Ce qui serait acceptable pour un bois situé entre le C24 (14.8 MPa) et le C30 (18.5 MPa)

Reste à voir en déformations.

[ilovir]

précision : il s'agit de moments de flexion ELS - la contrainte de 16.6 MPa c'est après multiplication par 1.45 pour être à l'ELU (pour ceux qui cherchent à vérifier ...)

[sample81]

Alors je constate avec stupeur que mon dernier message ne s'est pas publié !
Donc je refais ...

Merci beaucoup pour votre sollicitude Ilovir.

Pour ce qui est de l'affaissement des solives, contrairement au visuel assez marqué, il n'est au max que de 0,5cm à 2,5m du mur n°2 de refend.

Pour vous répondre sur "ce que j'en pense", je ne suis pas sur d'avoir tout à fait compris la question. S'il s'agit de l'approche en 2 temps pour le calcul, je n'y vois pas d'objection ...

Pour information sur la mise en place de la poutre, j'ai prévu de la placer en pression pour rattraper l'affaissement des solives, et anticiper sur un éventuel futur affaissement (fondations, ...) qui repartirait donc d'un affaissement de 0cm des solives.

Pour la lecture du graphique, je ne la saisi pas totalement. En ordonnées, je suppose que ce sont les forces exercées sur les solives. En abscisses la longueur de portée des solives, mais comment se lit la courbe ?

Merci encore ilovir, espérant que ce message se publie lui !

[ilovir]

0.5 cm, je ne comprends pas. Même en prenant du super chêne D50 (E = 14 000 MPa, proche du maxi connu pour ce bois), les solives seules + parquet 25 kg + plafond 8 kg, ça donne à 2.5 m du refend, une flèche instantanée de 25 mm, puis à long terme après fluage, de 40 mm. Ceci sous les seules charges permanentes, sans aucune surcharge d'exploitation.

Si vous mesurez 5 mm, il y a un truc. 5 mm sur 6.50 m, ça n'a aucun effet visuel. Ca ne me paraît pas possible.

Pour ce que vous pensez de mon approche, c'était aussi une question pour les autres forumers.

Sur les courbes, en ordonnées, de sont les moments fléchissant, en N^m. On en déduit les contraintes de flexion.
si vous remontez un peu les solives en plaçant la poutre, cela diminuera un peu plus les contraintes finales maximales.

Mais il semble que vous ayez un super bois, à moins qu'il y ait eu maldonne dans la mesure de la flèche in situ...

[sample81]

Bonjour à tous,
et salut Ilovir

Me voila revenu sur cette partie "technique" du projet après avoir traité les parties "papiers". Je réfléchissais également à comment m'assurer de la mesure de cette flèche.
Après de nouvelles mesures, il s'avère en fait que les solives ne sont pas toutes rigoureusement de niveau. Donc si tu mesures à partir de la solive centrale (au niveau de la flèche maximale en visuel) vers les ancrages de cette solive ou des autres, les mesures divergent. Mais en moyenne on est plutôt autour d'une flèche de 3 à 4 cm, ce qui valide tes pressentis
Pour info, quand on sautille sur le plancher de l'étage, on le sent se fléchir légèrement, et on a tendance à "rebondir" légèrement.

D'autre part, pour la place en hauteur de la future poutre sous les solives je peux aller jusqu'à 20 cm de hauteur incluant le plafond en placo fini.

Quel type de poutre pensez-vous qu'il serait plus indiqué de positionner ? Et y aurait-il nécessité de placer des poteaux de soutien ?

Merci pour vos conseils.