Charge admissible sur une cornière en acier

[Sebart]

Bonjour à tous,

je suis tout nouveau sur ce forum que je consulte depuis quelques temps. J'ai enfin franchi le pas de m'inscrire car j'ai une question à laquelle je n'ai pas trouvé de réponse malgré mes recherches poussées.

Je suis en train de rénover une vieille maison de ville pour laquelle je vais refaire l'ensemble des planchers. Je vais créer un plancher en dalles lamellées collées autoportantes qui reposeront sur une structure en HEB.

C'est pour la fixation des HEB aux murs que j'ai une question. Pour des raisons pratiques d'installation je souhaiterais que les HEB de 4m de portée, ne soient, non pas ancrés dans les murs, mais reposent sur des cornières en acier 100x100x10 (schémas joints)

Chaque cornière de 30 cm de long sera ancrée dans le mur par deux tiges filetées de 16mm en scellement chimique dans une réservation remplie de mortier en béton armé.
L'idée serait que la poutre HEB vienne reposer sur ces cornières, sachant que la reprise de charge sera d'environ 1600 kg sur chaque appui. (le HEB supportera environ 3200 kg, charges permanentes et d'exploitation)
La reprise de charge sur la cornière se fera sur une surface de 140x90=12600 mm2 soit 1,27N/mm2.

Je n'ai pas réussi à trouver les spécifications techniques de la résistance d'une cornière sur cet axe.

Ma question est donc : est-ce que la cornière va supporter la charge ou va-t-elle plier ?

En espérant que mon explication et mes schémas permettront à certains de comprendre ma demande et d'essayer de m'éclairer.

Merci d'avance.

Pièces jointes supprimées. Les images au bon format sont dans le message n° 3.
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[JPL]

Les images doivent être postées dans un format graphique (gif, png, jpg). Merci.

[Sebart]

Bonsoir JPL,

comment puis-je réintégrer les pièces jointes en jpeg dans mon message d'origine ?

Merci.

Fixations cornières HEB.jpg
Fixations cornières HEB face.jpg

[JPL]

Ce n’est pas possible. Je vais juste ajouter une mention pour dire qu’elles sont plus loin dans la discussion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[EL Picos]

Salut, moi je ne suis pas ingénieur mais laisse moi te donner mon idée, moi je mettrais la cornière sur l'autre sens, le L par en bas et je placerais une cale de 50mm de largeur et peu importe l'épaisseur 5 ou 6mm environ entre la cornière et la poutre, la cale étant bien collée au mur de façon à faire porter la poutre le plus près du mur et ainsi éviter de faire travailler les ancrages le moins possible en traction ou les arracher du mur si tu veux. Je mettrais plutôt 3 ancrages de 16mm par cornière et les disposerais le plus haut possible ou le plus près possible du coin intérieur de la cornière sous l'aile horizontale. Comme je t'ai mentionné je ne suis pas ingénieur mais j'ai contracté dans le bâtiment industriel une trentaine d'année, assez pour en voir de toutes les couleurs!

[Sebart]

Salut, moi je ne suis pas ingénieur mais laisse moi te donner mon idée, moi je mettrais la cornière sur l'autre sens, le L par en bas et je placerais une cale de 50mm de largeur et peu importe l'épaisseur 5 ou 6mm environ entre la cornière et la poutre, la cale étant bien collée au mur de façon à faire porter la poutre le plus près du mur et ainsi éviter de faire travailler les ancrages le moins possible en traction ou les arracher du mur si tu veux. Je mettrais plutôt 3 ancrages de 16mm par cornière et les disposerais le plus haut possible ou le plus près possible du coin intérieur de la cornière sous l'aile horizontale. Comme je t'ai mentionné je ne suis pas ingénieur mais j'ai contracté dans le bâtiment industriel une trentaine d'année, assez pour en voir de toutes les couleurs!

Salut El Picos,

merci pour ta réponse.
Mon soucis c'est que je vais garder le mur apparent d'un coté et que je ne souhaite pas voir la cornière. D'où l'installation dans ce sens afin qu'elle disparaisse dans l'épaisseur du plancher.
3 ancrages de 16 mm, c'est une bonne idée. Mais comme la cornière va faire 30 cm, j'ai peur que les ancrages soient trop proches et que cela fragilise la béton.

Effectivement j'ai pensé à mettre un renfort même en gardant la cornière dans le sens "L à l'endroit".

C'est aussi pour cela que je cherche à connaitre la charge admissible et la résistance à la flexion, afin de voir si ce renfort est inutile, conseillé ou indispensable.

[EL Picos]

Dommage on ne peut pas voir le lien, mais une chose possible serrait de boulonner la cornière et la poutre ensemble, ça règlerait le problème de flexion P-E inexistant (une cornière de 10 mm X 100 mm c'est du solide) de cette façon les ancrages travailleraient pratiquement seulement en cisaillement.

[mécano41]

Bonjour,

Des spécialistes donneront certainement leur avis mais voici une solution possible...elle vaut ce qu'elle vaut...

Cordialement

[Sebart]

Dommage on ne peut pas voir le lien, mais une chose possible serrait de boulonner la cornière et la poutre ensemble, ça règlerait le problème de flexion P-E inexistant (une cornière de 10 mm X 100 mm c'est du solide) de cette façon les ancrages travailleraient pratiquement seulement en cisaillement.

Merci El Picos,
et si au lieu de boulonner je soude le HEB à la cornière, on obtient le même résultat non ?

[EL Picos]

Merci El Picos,
et si au lieu de boulonner je soude le HEB à la cornière, on obtient le même résultat non ?

Absolument, bien soudé ça va être excellent, et pour les 3 ancrages ça ne causera aucun problème au béton, une au centre et les 2 autres à 40mm des bouts environ, aucun problème!

[Sebart]

Bonjour,

Des spécialistes donneront certainement leur avis mais voici une solution possible...elle vaut ce qu'elle vaut...

Cordialement

Bonjour Mécano41,

merci pour cette proposition. Le soucis c'est que j'ai besoin de pouvoir faire glisser les HEB afin de pouvoir placer les dalles de lamellé collé dans l'âme du H. C'est pourquoi j'ai pensé à ce système avec une cornière pour ajuster et resserrer le H sur les dalles.

Cordialement,

[Sebart]

Absolument, bien soudé ça va être excellent, et pour les 3 ancrages ça ne causera aucun problème au béton, une au centre et les 2 autres à 40mm des bouts environ, aucun problème!

El Picos,

Effectivement, 3 ancrages me rassureront. Et je les place le plus près possible du coin de la cornière pour limiter la traction.
À votre avis, à quelle distance minimum du bord de mon "linteau" béton je peux percer, sachant que tout autour c'est de la brique pleine 11x22 ?
En terme de répartition des charges, le linteau de 30 cm de large, 20 cm de haut et 15 cm de profondeur avec un peu de ferraille sera suffisant ?
Merci,

[Sebart]

Bonjour à tous,
encore merci à ceux qui ont répondu à mes questions.

En revanche, je me demande toujours quelle est la charge admissible sur l'aile d'une cornière en acier de 100x100x10 ancrée dans un mur.
Cette donnée est absolument introuvable. Et j'aimerais vraiment être sûr que ce montage est pertinent et que la cornière ne va pas plier.
Si quelqu'un à cette info je suis preneur.
Je remets le schéma pour ceux qui souhaiteraient m'apporter une réponse. Pour rappel, il y'a une charge de 1600 kg par appui, donc sur la cornière, répartie sur les 90x140=12600 mm2 d'appui entre le HEB et la cornière. Il doit aussi y avoir une question de moment de force, puisque la cornière fait 100 mm.
Merci d'avance.

[EL Picos]

Tu sais comment est la forme à l'intérieur d'une cornière, un rayon dans le coin et l'aile qui s'en va en biseau jusqu'au rebord. Donc exemple si la charge porterait dans le rayon, la capacité serait de beaucoup plus élevée que seulement un 5mm à coté et ainsi de suite. La cornière est un élément de structure avec des valeurs existantes avec lesquelles les ingénieurs travaillent, les données que tu recherches n'existent certainement pas et demanderaient des calculs bien particuliers.
Bonne Chance!

[Sebart]

Tu sais comment est la forme à l'intérieur d'une cornière, un rayon dans le coin et l'aile qui s'en va en biseau jusqu'au rebord. Donc exemple si la charge porterait dans le rayon, la capacité serait de beaucoup plus élevée que seulement un 5mm à coté et ainsi de suite. La cornière est un élément de structure avec des valeurs existantes avec lesquelles les ingénieurs travaillent, les données que tu recherches n'existent certainement pas et demanderaient des calculs bien particuliers.
Bonne Chance!

Merci El Picos. Je garde l'espoir que quelqu'un sur ce forum ait un début de réponse...

[Jaunin]

Bonjour Sebart,
Voici une représentation des contraintes et déformation de votre cornière.
Cordialement.
Jaunin__

[Sebart]

Bonjour Sebart,
Voici une représentation des contraintes et déformation de votre cornière.
Cordialement.
Jaunin__

Bonsoir Jaunin,

merci infiniment pour cette représentation.
N'étant pas tout à fait certain de bien l'interpréter, pourriez vous m'éclairer ?
Les contraintes maximales m'ont l'air un peu élevées, je me trompe ? 178 MPa soit 17,8 daN/mm2, c'est limite, non ?
Qu'en pensez vous ? Est-ce trop risqué ?
Un passage sur une cornière en 12mm d'épaisseur serait-elle plus appropriée ?

Les contraintes au niveau des ancrages ont l'air d'être plus acceptables. Mais 3 tiges d'ancrage de 16 seraient-elles superflues pour autant ?

Encore merci d'avoir pris le temps.
Cordialement,

[Jaunin]

Bonjour,

Avec du 12.0 [mm] d'épaisseur, la contrainte est de 168.5 [MPa], cisaillement 94.0 [MPa] et flèche de 0.307 [mm]

Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Bonjour à tous.

De mon côté, je fais un calcul simpliste pour approcher le problème.
L'aile basse de la cornière travaille en console en flexion : la largeur de section c'est les 14 cm du HEB + 10 cm, soit 24 cm, qui travaillent en flexion. Le bras de levier, c'est 8 cm, compte-tenu des épaisseurs et des rayons.
On a donc un moment de flexion : 116 000 x 80 = 1 280 000 N^mm
Le Wel de la section résistante c'est 240 x 10²/6 = 4 000 mm3
D'où la contrainte de flexion : 1 280 000 / 4 000 = 320 MPa. En moyenne, car en fait c'est davantage vers le milieu et moins sur les bords comme sur l'image de Jaunin.
Elle ne se combine pas tout à fait en Von Mises avec le cisaillement, parce que les maxi ne sont pas dans les mêmes sections.
Mais à 320 MPa, ça veut dire déjà un acier S 355, voire S 450 si on veut appliquer des coefficients de sécurité, ce qui est nécessaire.

Ensuite, dans les tiges, il va y avoir un combiné de traction (arrachement) et cisaillement. Là on va entrer dans le monde des systèmes d'ancrage, avec leurs référentiels d'agréments (ETAG et autres). C'est du délire. Il faut y être vraiment habitué pour arriver à justifier quelque chose. Le problème serait donc à soumettre à un spécialiste.

Le système d'appui le plus sur, c'est la poutrelle H appuyée directement dans le mur, dans une niche. Là il y a juste à vérifier la contrainte dans la maçonnerie sous l'acier, et si nécessaire faire un achelet de répartition. C'est sans surprise.
Ou le principe équivalent proposé plus haut avec des barres boulonnées (si c'est plus facile à faire selon le projet), barres qui peuvent être des cornières pour donner une bonne surface d'appui dans le mur.

[Sebart]

Bonjour,

Avec du 12.0 [mm] d'épaisseur, la contrainte est de 168.5 [MPa], cisaillement 94.0 [MPa] et flèche de 0.307 [mm]

Cordialement.
Jaunin__

Merci Jaunin pour ce nouveau calcul.
En revanche vous ne m'avez pas dit s'il fallait considérer ces contraintes comme trop élevées.
Cordialement,

[Sebart]

Bonjour à tous.

De mon côté, je fais un calcul simpliste pour approcher le problème.
L'aile basse de la cornière travaille en console en flexion : la largeur de section c'est les 14 cm du HEB + 10 cm, soit 24 cm, qui travaillent en flexion. Le bras de levier, c'est 8 cm, compte-tenu des épaisseurs et des rayons.
On a donc un moment de flexion : 116 000 x 80 = 1 280 000 N^mm
Le Wel de la section résistante c'est 240 x 10²/6 = 4 000 mm3
D'où la contrainte de flexion : 1 280 000 / 4 000 = 320 MPa. En moyenne, car en fait c'est davantage vers le milieu et moins sur les bords comme sur l'image de Jaunin.
Elle ne se combine pas tout à fait en Von Mises avec le cisaillement, parce que les maxi ne sont pas dans les mêmes sections.
Mais à 320 MPa, ça veut dire déjà un acier S 355, voire S 450 si on veut appliquer des coefficients de sécurité, ce qui est nécessaire.

Ensuite, dans les tiges, il va y avoir un combiné de traction (arrachement) et cisaillement. Là on va entrer dans le monde des systèmes d'ancrage, avec leurs référentiels d'agréments (ETAG et autres). C'est du délire. Il faut y être vraiment habitué pour arriver à justifier quelque chose. Le problème serait donc à soumettre à un spécialiste.

Le système d'appui le plus sur, c'est la poutrelle H appuyée directement dans le mur, dans une niche. Là il y a juste à vérifier la contrainte dans la maçonnerie sous l'acier, et si nécessaire faire un achelet de répartition. C'est sans surprise.
Ou le principe équivalent proposé plus haut avec des barres boulonnées (si c'est plus facile à faire selon le projet), barres qui peuvent être des cornières pour donner une bonne surface d'appui dans le mur.

Bonjour Ilovir,

Merci pour votre calcul. Au risque de paraitre stupide, il y'a plusieurs données que je n'ai pas saisies dans votre calcul.

"la largeur de section c'est les 14 cm du HEB + 10 cm, soit 24 cm" > Pourquoi "+ 10 cm" ?
"On a donc un moment de flexion : 116 000 x 80" > d'où vient le 116 000 ?

Mais d'après vos résultats et ceux de Jaunin, je dois me rendre à l'évidence. Ce système d'appui sur cornière est trop spécifique et flirte trop avec les limites de la résistance.
Je crois que je vais me diriger vers le système d'appui le plus sur, la poutrelle H appuyée directement dans le mur, dans une niche.
C'est moins pratique dans la configuration de mon projet, mais ça aura le mérite d'être très solide.

J'avais fais le calcul à la louche suivant pour une poutre appuyée de 15 cm dans la maçonnerie.
Surface d'appui : 140x150 = 21 000 mm2
Charge : 16 000 N
D'où une contrainte de 16000/21000 = 0,76 N/mm2 ou 0,76 MPa. Ce qui semble tout à fait acceptable pour un mur porteur en brique pleine 11x22.
Si en plus je fais un asselet de répartition...

Encore merci à tous pour votre aide.

[ilovir]

+10 cm, parce que j'estime que ça va être la largeur d'influence jusqu'à la paroi verticale. c'est au pif : une fois la longueur de l'aile.
116 000 c'est une boulette ; lire 16 000.

Brique de résistance supposée B40 (qualité minimale), donc contrainte admissible 40/8 = 5 daN/cm² (puisqu'on est en charge excentrée) Soit 0.5 MPa. En fait, on peut avoir un peu plus juste sous l'appui, mais pour que la charge se répartisse bien, il faudra l'achelet (ou asselet). Par exemple 20 de large, toute la profondeur, et 15 à 20 de haut.

[Sebart]

+10 cm, parce que j'estime que ça va être la largeur d'influence jusqu'à la paroi verticale. c'est au pif : une fois la longueur de l'aile.
116 000 c'est une boulette ; lire 16 000.

Brique de résistance supposée B40 (qualité minimale), donc contrainte admissible 40/8 = 5 daN/cm² (puisqu'on est en charge excentrée) Soit 0.5 MPa. En fait, on peut avoir un peu plus juste sous l'appui, mais pour que la charge se répartisse bien, il faudra l'achelet (ou asselet). Par exemple 20 de large, toute la profondeur, et 15 à 20 de haut.

Bonsoir Ilovir,

merci pour ces précisions.
Si j'ai bien compris, d'après vous l'asselet est indispensable ?
L'autre mur est en moellons. La résistance à la compression de ce type de maçonnerie est du même ordre que celle du mur en brique pleine ?
Comme je comptais garder la pierre apparente, il faudra que je masque l'asselet en béton derrière un parement de pierre.

Merci pour votre aide.

[Jaunin]

Bonjour,
C'était pour moi, mais au cas ou.....
Cordialement.
Jaunin__

http://www.gramme.be/unite9/pmwikiOL...LaR%E9sistance

[ilovir]

Merci Jaunin, toujours de belles images ; et explicites.

Au passage, je précise à Sebart que la contrainte de compression dans le mur que j'ai évoquée dans mon précédent post est celle sous toutes les charges : ce qui existe + le plancher qu'on ajoute. Et cela dépend de l'élancement du mur (hauteur entre planchers / épaisseur) au sens du DTU. Il faut donc faire le calcul d'ensemble du projet. En cas d'insuffisance, il faudra penser aux "colonnes de charge" (cf le lien de Jaunin).

[Sebart]

Merci à tous pour votre aide. J'y vois plus clair.