Plancher à consolider?

[yushimitsu]

Bonjour

En continuant mes travaux, j'ai eu un gros doute sur le plancher principal suite à un démontage par le bas du faux plafond inférieur..

Il s'avère que les lambourdes sont larges, mais au final moins épaisses qu'elles n'y paraissaient...
(Croquis estimatif selon ce que j'ai pu voir et photos pour compléter plus bas : largeur de 20 cm et hauteur environ 12 cm avec entraxe inférieur à 40 cm et portée de 4m70 environ)
croquis.jpg

Pensez vous que la section est suffisante pour un parquet d'utilisation standard ? (chambre)
Ou faut-il le renforcer ?
Si oui, comment s'y prendre au mieux et au plus simple ? :s
- Démonter tous le parquet, virer le mâchefer entre les poutres et reconsolider ? (long, fastidieux et risqué car "tous se tient" ?)
- Mettre une poutre à l'étage du dessous en perpendiculaire de la longueur des poutres actuels pour diviser la portée ? (moins long mais serait-ce suffisant ?)

Merci d'avance pour vos réponses !

Également plusieurs vu du dessus du plancher

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[ilovir]

Bonjour

On dirait, d’après vos dessins et photos, que les solives sont des demi-rondins, de diamètre 20 à 24 cm, avec une planchette posée sur le sommet du rond pour supporter le plancher, et dessous un plafond en plâtre sur lattis (je crois deviner sur une des photos).

Ca ferait en estimation : plancher 20 kg, plafond 25 kg, remplissage 45 kg, total 90 kg/m² + poids de la solive. Sauf meilleure estimation que vous pourriez faire en mesurant et en regardant de près.

Pour la section demi-cercle, le centre de gravité est à 0.58 R du haut, et l’inertie par rapport à G est de 0.109 x R^4.
Si R vaut 10, I est de 1090 cm4
Si R vaut 11, I est de 1595 cm4
Si R vaut 12, I est de 2260 cm4
C’est donc sensible, et si on veut faire un calcul plus précis, il faut les dimensions précises.

Partons sur R = 11 cm, avec donc I = 1595 cm4, et I/v = 250 cm3.
Bois supposé de classe structurale C24 (donc bon), module E = 11 000 Mpa. Coefficient de fluage 0.6 (locaux habités).
Portée 4.70 m, entraxe 0.40 m. Les solives feront 20 kg/m²

Mais c’est bien entendu tout ça est à vérifier sur place en détail. Le plus difficile sera d'estimer la classe structurale du bois.

Poids propre G = 110 kg/m² sans les cloisons.
Charge d’exploitation Q = 150 kg/m² pour habitation

Soit à l’ELS : 260 kg/m², soit 104 kg/ml de solive
Soit à l’ELU : 373.5 kg/ml, soit 150 kg/ml de solive

Contrainte de flexion ELU : M/I/v = 4.7²/8 x 150 (x 10) / 250 = 16.5 MPa

Flèche net finale, sous 1.6 (G + 0.2 Q) + 0.8 Q soit sous 344 kg / m² ou 172 DaN/ml : 5 x 172 x 4.7^4 (x 100000) /( 384 x 11000 x 1595) = 6.23 cm

Ces résultats sont hors norme pour du C24, et le seront encore plus si on ajoute des cloisons.

Sur la photo, on ne voit aucune surcharge sur le plancher ce qui devrait situer sa déformée à environs 2.5 cm, ou un peu plus s’il y a « souvenir » de charges passées.
Vous pourriez éventuellement le vérifier sur place avec un cordeau tendu.

Donc votre plancher est ce qu’il est, il tient comme ça, même si le calcul conventionnel le place (semble-t'il avec mes estimations) hors normes actuelles vis-à-vis d’un bon bois de charpente de classe C24.

Pour en faire une surface habitable au standard actuel, il faudrait (semble-t'il) envisager un renforcement, mais vu la constitution, je ne vois pas ça facilement.

La poutre en travers en-dessous, ce n’est pas évident. Elle aura une portée supérieure à 4.70 m je suppose (vous n’avez pas dit combien), ce qui ferait une très grosse poutre pour qu'elle soit efficace.
Par contre, si on pouvait mettre un poteau au milieu de cette poutre, tout deviendrait simple …

Voilà donc mon analyse, sans garantie, notamment du fait que j’ai imaginé moi-même une bonne part des données utilisées.

[yushimitsu]

Bonjour Ilovir

Merci tout d'abord pour cette réponse.

Que veut dire hors norme pour du C24 ?
Que les calculs ne sont absolument pas logique et que tout devrait s'effondrer ? ou l'inverse ?

Pour la charge historique, on peut considérer que c'était une charge standard avec un lit ancien au milieu pour une chambre de deux personnes.
J'ai regardé au niveau laser et la pièce n'a pas plus de creux que ça, elle n'est juste pas droite... Les coins sont légèrement plus élevé que le creux de la pièce.(2/3 cm comme vous l'avez bien deviné)

Pour les demi-ronds, c'est bien ça, tout comme le sous plafond (que l'on voit effectivement sur une photo à gauche et que j'ai oublié de précisé alors qu'elle était faite pour ça .. -_-')
Pour R, si c'est bien le rayon, est bien égale à environ 11. Le problème étant que chaque solive en demi-rond n'est pas égale à celui d’à coté...
Le 11 est donc une moyenne basse.
Pour la classe structurale du bois, comment peut-on savoir ?
Un demi-rond est complètement visible sur une autre partie de la pièce (celui même qui m'a fait voir que ce n'était pas un rond complet et donc un doute sur la solidité...) Je pencherais sur du chêne, hêtre ou similaire. c'est pas du sapin de sur.

Pour un éventuel renforcement, la portée perpendiculaire serait d'environ 4m50m (mur à mur)
Il y a un sous plafond à casser, virer l'ancien plafond en lattis, donc très long travail... mais rien d'impossible on va dire...
Par contre impossible de mettre un poteau sous la poutre bien entendu.. car ce serait au centre de la cuisine

Est ce que refaire un plancher en OSB3 sur petite solive et entretoise pour répartir au mieux la charge (pour ne pas trop remonté le niveau de la pièce :s) avec éventuellement les solives accrochées au mur par muralière ou sabots pourrait faire l'affaire ?
La nouvelle charge de la pièce serait ainsi mieux répartie et porterait d'avantage sur les fixations au mur ?

D'avance merci pour votre avis.

Je suis preneur car le travail ne me fait pas peur mais mes connaissances en calculs sur charge de travail sont limitées... et les pros... -_-'
(Pour info, j'ai demandé à 2 charpentiers des devis mais à part sauter sur le sol et me dire qu'il n'y a pas de soucis pour ajouter un OSB3 avec cales pour régler le niveau et demander 2500€ pour ça, c'est tout ce qu'ils ont fait... donc me tourner vers des "pros" ne m'a pas vraiment aider.. )

[yushimitsu]

Bonjour

Je me permet de relancer sur le sujet.
Un autre "charpentier" est venu et n'a pas donné d'autres réponses que les autres.. En gros, refaire un plancher en OSB3 avec calage pour faire le niveau suffira a ré-équilibrer les charges.
Mais d'après ce que vous me dites, ce n'est absolument pas le cas ??
Si les avis se tiendrait, je m'y conforterais mais la.. :s

Également, pour l'instant le BE que j'ai contacté n'a pas le temps de se déplacer pour l'instant "pour si peu". En gros, pas assez rentable (ce que je peux comprendre)

D'avance merci pour vos réponses/ avis ou une indication de service auquel je pourrais me tourner !
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[ilovir]

L'une des difficultés, c'est de déterminer la classe structurale du bois existant. Je partais sur C24, parce que c'est un bon résineux courant. Si vous dites chêne, ou bon autre feuillu, ce peut être un équivalent D30, voire D40.
Comment savoir ? soit par une expertise spécialisée, avec mesures, prélèvements etc .. (impensable en fait), soit par le feeling des charpentiers qui "sautent".

Il existe aussi une possibilité plus accessible, mais néanmoins technique : l'essai de chargement. Cela consiste à charger le plancher, par exemple avec des sacs de sable, jusqu'à par exemple 100 kg/m², et à mesurer depuis le dessous, la déformation que ça provoque. Pour en déduire le module d'élasticité à injecter dans le calcul des déformations.

Une autre difficulté, c'est que les sections sont différentes d'une solive à l'autre, et un faible écart de diamètre produit un gros écart de résistance. Il faut bien trouver la vraie moyenne.

Je peux revoir les charges comme suit, mais ce sera à vous de voir si c'est cohérent avec la réalité :

Plancher actuel : 0.02 cm x 600 = 12 kg /m²
Remplissage : 0.18 x 0.10 x 700 kg/m3 /0.40 m = 31.5 kg /m²
Solives diam 22 : 0.22² x pi /4 /2 x 600 kg/m3 /0.40 m = 29 kg /m²
Plafond : 25 kg/m²

Bois feuillu D 30, résistance f,m,d = 20 MPa (majorée pour section de hauteur 11 cm), et E = 10 000 MPa

On obtient, pour des locaux habitables chauffés : Flèche net finale 5.5 cm, dont 2.6 cm sous les charges permanentes seules qui sont la déformation acquise. Et contrainte de flexion (donc sans charge d'exploitation) 6 MPa.

Si on ajoute :

lambourdes et panneau OSB : 16 kg/m²
revêtement de sol mince : 10 kg /m²
cloisons, réparti : 50 kg/m²
exploitation (dont 30 % considérés fixes) : 150 kg/m²

On obtient : flèche net finale : 7 cm (donc 4.4 cm de plus que l'état actuel déchargé) et contrainte de flexion 18.9 MPa < 20
Donc, ça ne tombe pas sur la tête, d'autant plus que tout ça est calculé avec de bons coefficients de sécurité.

Mais la déformation (calculée pratiquement sans coefficients de sécurité), on ne maitrise pas : 7 cm sur 4.70 m, c'est le 1/67 de la portée.
La conformité structurelle (Eurocodes) c'est le 1/200, et le confort pour le net final, c'est de l'ordre du 1/400.

Et avec un très mauvais confort vibratoire : fréquence propre à 3 Hz (il faut > 8) et amplitude à 6 mm/KN pour < 1.6 souhaité.

Si les constats sur place, notamment à l'essai vibratoire, donnent une meilleure impression, c'est que l'ouvrage existant présente des ressources que je ne sais pas prendre en compte : autres charges, autres sections, autre valeur du module d'élasticité du bois. A titre indicatif, si l'EC5 donne 10 GPa de module pour le D30, la fiche tropix-cirad du chêne donne une valeur entre 11 et 15.

Ajouter un plancher porteur par dessus, cela veut dire de grosse solives, sinon c'est toujours le dessous qui porte. Donc, je ne vois pas ça comme solution de renfort.

Mais vous comprenez qu'il m'est difficile de conclure à la nécessité ou non de devoir renforcer ; c'est pour ça que je vous renvoyais aux pros, qui voient sur place. Essayez-en d'autres encore, et quand-même un BET.

[yushimitsu]

Bonjour

Merci Ilovir pour votre réponse.
Effectivement c'est difficile de statuer sur un renforcement sans voir directement sur place. C'est déjà difficile en y étant..
Ce nouveau calcul me parait déjà plus cohérent avec ce que j'en vois, en gros c'est "environ" assez solide, mais une déformation peut être relativement importante...

je vais tenter de contacter d'autres pros.; même si c'est pas simple dans la région..

Concernant "l'essai vibratoire, je vais essayer, ça pourra peut être donner des infos.

Et pour le renforcement, est ce que supprimer l'ancien plancher en chênes (ça enlèverais du poids déjà) ; supprimer plusieurs rangés de "machefer et remplissage" et le remplacer par des lambourdes fixées par sabot au mur pourraient aider fortement au renforcement et diminuer la déformation (flèche) ??

Merci en tout cas pour l'aide déjà bien appréciée. Je vais continuer mes recherches en parallèles des autres travaux.

[ilovir]

Si je comprends bien, votre solution serait de placer des solives neuves, appuyées dans les murs, entre les solives actuelles après enlèvement du planchage et remplissage.
Ces solives neuves ne porteraient que le plancher, rendu ainsi indépendant du plafond dessous.
S'il y a la place et les possibilités d'appui, c'est bien sûr possible.
Par exemple des 10 x 20 en bois C18, entraxe 40 cm, portée 4.70 m, pour porter plancher, cloisons, revêtement et exploitation. Mais ça prend de la hauteur : au moins 15 cm de perdus en hauteur sous plafond à l'étage.

[yushimitsu]

Bonjour Ilovir

Oui effectivement, ce serait la théorie (pour la pratique, il me faut plusieurs heures pour virer 30cm² de machefer au burin...) donc il faut que je vois si c'est possible...

Sinon, justement, j'ai nettoyé un peu plus sur la largeur pour voir toutes les poutres et il s'avère que certaines font du 300/120 !!
Est ce que cela change les calculs ? ou le fait que la poutre soit plus large ne modifie quasiment pas sa solidité sur sa longueur ?

Merci en tout cas pour l'aide déjà apportée. Je continue à étudier le nouveau solivage entre l'ancien...

[ilovir]

30 x 12 (en demi cylindre je suppose), ce n'est plus du tout pareil que 11 x 11.
Je pensais que le remplissage machefer était en vrac. S'il est très dur, d'une part il pèse sans doute plus que 700 kg/m3, et d'autre part il participe à la stabilité du plancher essentiellement en confort vibratoire : l'essai "au saut" peut s'avérer satisfaisant, mais sous charge répartie le plancher resterait flexible.
Encore une inconnue de plus après les caractéristiques du bois et les sections : le poids et l'influence structurale du machefer ...

On ne sait pas bien expliquer la tenue de ces vieilles structures, qui ont fait leurs preuves au fil des décennies. Donc, on peut les garder comme elles sont, pour le même usage (sauf à y déceler des dégradation telle que des pourrissement du bois). Mais si on veut les modifier, on ne sait plus comment faire.

D'ailleurs je rappelle qu'en réno, il convient de toujours bien reconnaître l'existant, son état, et dans le cas des solives l'état du bois dans ses scellements dans la maçonnerie (surtout en murs extérieurs).

[yushimitsu]

Bonsoir

Pour les poutres oui, c'est du de mi cylindre environ. tous de hauteur 12cm mais entre 20 et 30cm de largeur...
Est ce que ça change la donne en terme de solidité à la charge d'avoir 20 ou 30cm en largeur ou c'est essentiellement la hauteur qui permet une résitance plus importante ??

sinon, effectivement, le machefer est plus dense que 700kg au m3. Je l'ai calculé et j'arrive à environ 1150kg au m3.
En analysant sur toute la largeur, on a environ 45% de machefer en volume pour 55% en bois (les poutres).
Sur une hauteur d'environ 10cm (le machefer est moins épais) sur 20.21m², j'arrive à environ 2 tonnes répartie uniformément sur les 20.21m²

Pour le confort vibratoire, je ne le trouve pas excellent justement.. (ou alors sans, ce serait catastrophique ?!?)
Après avoir pu trouver un espace de vision en démontant un peu plus l'ensemble, on voit que la structure ne vibre pas énormément que ça en elle-même (quelques millimètres quand une personne saute sur le plancher) mais ça fait vibrer d'autres éléments plus éloignés de la maison (normal ??)

Pour le scellement, j'ai essayer de voir sur plusieurs poutres, étant donné que c'est emmitouflé dans de la pierre, c'est quasiment intact (contrairement à une poutre qui était sous une plaque de béton qui n'a pas apprécié cette humidité apparemment....

[ilovir]

Dans la rigidité et la force d'une poutre, c'est surtout la hauteur de la section qui compte : sur un rectangle, + 10 % en hauteur, c'est comme + 45 % en largeur, pour la déformation.
Mais avec ces formes en morceau de cylindre (même pas des demi rond), c'est galère de calculer l'inertie. Je n'ai pas cherché pour le moment.

Le plancher vibre en plusieurs modes, c'est à dire plusieurs fréquences. La souplesse ce que l'on ressent en marchant, c'est le premier mode qui doit être supérieur à 8 Hz (la marche, c'est 2.5 Hz en moyenne). Avec une impulsion, on excite tous les modes, et l'un d'eux doit correspondre à la fréquence propre de quelque chose plus loin ailleurs dans la maison qui s'en trouve excité. Avec un plancher bois, c'est de toute façon inévitable.
Mais en augmentant la raideur, on diminue l'amplitude : les phénomènes existent toujours mais moins fort.

[yushimitsu]

ok, je ne connaissais pas le rapport entre largeur et hauteur..

J'ai enfin trouvé un calculateur (http://martel.eu.com/poutre_bois/), qui selon celui-ci, donne un résultat similaire entre une poutre de 75/225 et 250/120...
Pour le coup, ce serait "très bien" car cela correspond environ aux solives théoriques et aux solives actuelles...

Est ce que pour vous ce lien est fiable ?

(si j'ai bien compris, quand les Dan/cm² sont en rouge, c'est que c'est pas bon ?

Sinon pour le plancher vibrant, j'ai trouvé, c'est une planche fixée à une fenêtre (à changer) qui vibrait "beaucoup" lors des saut..

Merci en tout cas pour l'explication sur les fréquences