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dimensionnement profilé acier



  1. #1
    thienan

    dimensionnement profilé acier


    ------

    Bonjour, j'espère que quelqu'un pourra m'aider.
    Je souhaite construire une mezzanine : c’est un plancher rectangulaire placé 2m au dessus du sol et fixé uniquement sur 2 murs opposés et distants de 3 mètres. La mezzanine fera 3 mètres de long sur 1m50 de large.
    Pour le réaliser je compte fixer sur les 2 murs distants de 3 mètres, 2 profilés en acier en forme d’équerre :« L » (section des profilés : 40mmx 40 mm x 1500 mm, épaisseur 4mm, )
    Sur ces « équerres » je souhaite placer 4 traverses en bois plein de section 40 mmx40mm espacées de 50 cm entre elles (pour couvrir la largeur de 1m50) et donc, de longueur 3 m.
    Afin d’assurer la rigidité de ces traverses je souhaite fixer de part et d’autre de chaque traverse des profilés plats en acier (de longueur 3 mètres comme les traverses) de section 40 mm (comme les traverses) x Xmm.
    J’ai besoin d’aide pour savoir quelle doit être l’épaisseur X de mes profilés pour assurer une résistance suffisante à la flexion, sachant que je voudrai avoir un coefficient de sécurité d’au moins 1,5.

    Sur ces traverses, je vais fixer un plancher de 2 cm d’épaisseur en pin (masse volumique 500 kg/m3) et dessus il y aura un matelas + 2 personnes que l’on peut imaginer ( dans le cas le plus dimensionnant) assises au milieu de la mezzanine cote à cote. Sur le bout de la mezzanine ( au bout des 3mètres) contre le mur il y aura des étagères posées de 40 cm de profondeur sur 1m50 de large dont j’estime la charge totale à 150 kg (si on ne met que des livres): je peux éventuellement fixer ces étagères au mur.



    Par ailleurs, je voudrai savoir si mes profilés en forme de « L » sont suffisants.

    Je ne sais absolument pas par quel bout m’y prendre pour calculer ça.

    Coté fixation aux murs (béton), j'ai prévu des chevilles de type fixation toutes charges y compris "cumulus" en grand nombre (charge max totale x 2)

    merci d'avance

    -----

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  3. #2
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bonjour Thienan & Bienvenue sur FUTURA SCIENCES,

    Si j’interprète bien ...
    1 équerre de 40 x 40 x 4 longueur 1,50 m fixée sur chaque mur pour supporter 4 "pseudo-solives" de 40 x 40 mm en bois espacées de 50 cm et chacune prise en sandwich verticalement entre 2 fers plats 40 mm (h) x "X"mm (épaisseur) à déterminer.
    Pour la charge d'occupation, légalement celle-ci est fixée à 150 kg/m² ceci au niveau surface habitable, assurances et revente...
    Donc on peut partir sur une charge plus faible (à tes risques), mais à minima 80 kg/m² (poids moyen d'une personne), pour être tranquille...Plus 15 kg/m² de parquet et traverses > 95 kg/m².
    Ainsi 3 m de portée par 0,50m d'entre-axes, cela donnerait une charge possible de 3 m x 0,50m x 95 kg/m² = ~140 kg par support sandwich de 3 m.
    Si Jaunin passe sur cette discussion, il fera une simulation pour obtenir une flèche inférieure ou égale à 3 mm (pour éviter l'effet trampoline)... Des plats acier voisins de 8????, cela dépend des liaisons bois 40 x 40 /plats acier. Tous les 15 cm près des murs (sur 50 cm), puis tous les 30 cm pour la partie restante en 1ère approximation. Montage sans aucun jeu.

    Bien Cordialement
    ....

  4. #3
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bonjour Thienan & Bienvenue sur FUTURA SCIENCES,

    Si j’interprète bien ...
    1 équerre de 40 x 40 x 4 longueur 1,50 m fixée sur chaque mur pour supporter 4 "pseudo-solives" de 40 x 40 mm en bois espacées de 50 cm et chacune prise en sandwich verticalement entre 2 fers plats 40 mm (h) x "X"mm avec "X" épaisseur à déterminer.
    Pour la charge d'occupation, légalement celle-ci est fixée à 150 kg/m² ceci au niveau surface habitable, assurances et revente...
    Donc on peut partir sur une charge plus faible (à tes risques), mais à minima 80 kg/m² (poids moyen d'une personne), pour être tranquille...Plus 15 kg/m² de parquet et traverses > 95 kg/m².
    Ainsi 3 m de portée par 0,50m d'entre-axes, cela donnerait une charge possible de 3 m x 0,50m x 95 kg/m² = ~140 kg par support sandwich de 3 m.
    Si Jaunin passe sur cette discussion, il fera une simulation pour obtenir une flèche inférieure ou égale à 3 mm (pour éviter l'effet trampoline)... Des plats acier voisins de 8????, cela dépend des liaisons bois 40 x 40 /plats acier. Tous les 15 cm près des murs (sur 50 cm), puis tous les 30 cm pour la partie restante en 1ère approximation. Montage sans aucun jeu.
    Peut-être envisager un tube carré acier de 50 x 50 x 5 au lieu du sandwich.

    Bien Cordialement
    ....

  5. #4
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    bonjour Amaty,

    merci beaucoup pour tes mots de bienvenue et ta réponse.
    D'abord, un grand merci: j'ai découvert ce forum ce matin et je le trouve super. Il ya de nombreuses discussions très intéressantes. Je suis tout simplement impresionnée.

    Pour mon cas, oui, tu comprends bien.

    Pour fixer les pseudo solives en sandwich entre les profilés plats je compte percer de part en part pseudo-solives et profilés et passer un ensemble vis-rondelle-écrou. Est-ce que ca va fragiliser aux endroits ou je vais percer?

    Je profite de ce forum pour poser mes questions qui peuvent sembler naïves: je ne comprends pas comment tu arrives au résultat de 8 mm: j'imagine qu'il y a une modélisation de ce profilé (du genre compression dans la partie supérieure , traction dans la partie inférieur et peut etre un poil de cisaillement entre la partie supérieure et inférieur): ou peut-on trouver cette modélisation?
    Quel est l'effet de la "largeur" (qui est une hauteur dans mon cas) du profilé (40 mm): qu'est ce que ca change si je passe a 50 mm?
    8mm: ca fait un total de 8 profilés de section 40mmx8mm... bigre, à "vue de nez" je ne m'attendais pas à tant (ça doit être pour ça qu'on ne voit pas avec le nez).

    Pourquoi faut-il fixer des ensembles vis-rondelle- écrou tous les 15 cm?

    j'ai discuté ce matin avec un collègue de bureau, celui ci est convaincu que des profilés en forme de H avec chaque barre du H de même section que chacun de mes profilés (donc de section 40mm x 8mm) seraient mieux adaptés que mes pseudo solives prises en sandwich. je ne vois pas vraiment pourquoi: ca doit faire pareil non ( aux trous près)?
    l'interet de mettre des pseudo solives en bois est de pouvoir visser les lames de plancher dessus.

    ah j'oubliais: pour les équerres: 40 x 40 avec 4 mm d'épaisseur: c'est OK?

    merci encore
    Dernière modification par thienan ; 23/11/2010 à 12h58.

  6. #5
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    du genre compression dans la partie supérieure , traction dans la partie inférieur
    Tout à fait..
    Imagine une planche entre 2 appuis > A plat, tu appuies aucune résistance...
    Tu la mets à champ (verticale), là pour la faire plier, c'est un peu plus diffiicile.
    Imagine une planche verticale prise en sandwich entre 2 planches à plat et fortement reliées (pointes, vis...) donc un "I" en bois.
    En appuyant dessus, tu mets en compression la planche supérieure (forte résistance à la compression) et en extension la planche inférieure.
    La planche verticale va être soumise à la compression dans sa partie supérieure "amplifiée" par la planche horizontale et idem pour le bas mais en traction.
    C'est la forme que l'on rencontre en profilés acier "I"PN, IPE, "H"EA, HEB, ...
    Après on peut toujours modifier cette résistance à la flexion en augmentant l'épaisseur de la planche supérieure et/ou inférieure ou l'âme du "I".
    Est-ce que ca va fragiliser aux endroits ou je vais percer?
    Fatalement... T'as déjà vu une planche mangée par les vers... Pas costaud...
    ca fait un total de 8 profilés de section 40mmx8mm... bigre, à "vue de nez" je ne m'attendais pas à tant
    Error... > J'ai dit un tube "carré"ment à la place du sandwich (carré de bois et 2 plats acier)
    je ne comprends pas comment tu arrives au résultat de 8 mm:
    Je regarde la section de l'acier et par calculs approchés empiriques (faut pas se fier à moi...), je sais à peu près où l'on va... Jaunin effectue une simulation hyper précise par logiciel et en général, je suis légèrement au-delà de ses résultats...
    Pourquoi faut-il fixer des ensembles vis-rondelle- écrou tous les 15 cm?
    Permet de renforcer les appuis et limite la flexion... mais là, je reverrais sûrement ma copie... En fait, il faudrait trouver un autre moyen de liaison >J'y réfléchis...
    j'ai discuté ce matin avec un collègue de bureau, celui ci est convaincu que des profilés en forme de H avec chaque barre du H de même section que chacun de mes profilés (donc de section 40mm x 8mm) seraient mieux adaptés que mes pseudo solives prises en sandwich
    Malheureusement, ces profilés acier commencent à 80 mm de hauteur et comme je pense que tu cherches à gagner de la hauteur... Problème de tous les "mezzanineurs"....
    Que penses des infos sur les charge de ton plancher??? D'accord ou pas???
    ah j'oubliais: pour les équerres: 40 x 40 avec 4 mm d'épaisseur: c'est OK?
    Quand le plancher sera défini, on s'attaquera à ces bêtes...
    Au niveau largeur quand même un peu faiblard...
    140 kg/2 x 3 supports sandwich (2 pleine charge et 2 en demi-charges) = 210 kg à supporter... En quoi les murs??? Béton plein ou parpaings???

    A+
    Dernière modification par AMATY ; 23/11/2010 à 14h08.
    ....

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bonjour, AMATY,
    Je viens de" passer" sur la discussion.
    Je reprends ça dans un moment, sandwich, tube acier (fixation du plancher pas facile) et cornière, 4 [mm] ?.
    Cordialement.
    Jaunin__

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  10. #7
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    Merci encore

    Citation Envoyé par AMATY Voir le message
    Error... > J'ai dit un tube "carré"ment à la place du sandwich (carré de bois et 2 plats acier)

    A+
    tu veux dire que ca ferait 4 tubes acier de section 40 mm x 8 mm et j'enlève tout le reste?

    Citation Envoyé par AMATY Voir le message


    Malheureusement, ces profilés acier commencent à 80 mm de hauteur et comme je pense que tu cherches à gagner de la hauteur... Problème de tous les "mezzanineurs"....
    Que penses des infos sur les charge de ton plancher??? D'accord ou pas???



    A+

    oui, je souhaite gagner un maximum de hauteur.
    Pour ton calcul de charges sur le plancher, ça me va bien: ca ne sera que pour dormir vu que la hauteur entre le plancher mezzanine et le plafond sera de 90 cm (selon ce que j'arriverai à gagner sur l'épaisseur de la structure): bref, pas de quoi danser.

    On peut peut etre commander des profilés sur mesure à un ferronier?
    dans ce cas, je fixerai des cales en bois rectangulaires sur les équerres qui viendront se loger dans le bas du "H" pour que ces profilés ne bougent pas. Puis, je rajouterai trois pseudo-solives de 3 m en appui sur les équerres (donc parallèles aux profilés en H)- une sur chaque bord plus une au milieu- pour pouvoir visser le plancher. Ca éviterait d'avoir à percer les profilés plats.


    Merci d'avance à Jauny

  11. #8
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    ...entre le plancher mezzanine et le plafond sera de 90 cm
    90 cm de haut, non c'est un grand lit superposé...
    Les charges on peut prendre plus faible dans ce cas, et même en admettant une flèche de 10 mm.
    Les étagères étant contre le mur, je les néglige.... C'est une charge en plein milieu qui peut contraindre les supports.
    Je vais admettre 3 personnes sur le plancher > 240 kg, un plancher bois 20 mm > 45 kg, 4 tubes carré acier 40 x 40 x 4 > 12 m X 4,3 kg = ~50 kg et 4 chevrons 40 x 40 > 15 kg soit au total 350kg et par m² ~80 kg soit 120 kg par tube acier.
    Ça m'apparaît bien... Comme on ne peut pas se mettre debout.
    ca ferait 4 tubes acier de section 40 mm x 8 mm et j'enlève tout le reste?
    Oui c'est cela même mais les tubes 40 x 40 x 4 et pas 8...
    En standard, on trouve du 40 x 40 x 4 __ 50 x 50 x 5
    Mais à l'emporte-pièce le tube 40 x 40 x 4 passe > Jaunin nous confirmera quand il repassera sur le topic...
    120 kg _ appui 2 x 40 mm _ portée 3000-(2 x 40 mm) = 2920 mm _ Flèche L/200 _ Carré acier 40 x 40 X 4 mm
    On peut peut etre commander des profilés sur mesure à un ferronier?
    Ouh la la!!! Milliardaire en plus...
    Cela reviendra trop cher...Alors que le tube carré fait approximativement le même boulot qu'un "I" > 2 faces horizontales > les ailes du "I" et 2 ailes verticales qui représente l'âme du "I"
    Se trouve chez un vendeur de ferrailles ou de profilés > Se vend en longueur de 6 m > emmener la scie à métaux ou la meuleuse une main/disque 2 mm... 4 longueurs de 3 m en 10 minutes.
    Fixer les carrés acier sur les cornières et fixer les chevrons au tube acier (3 ou 4 fixations diamètre 5)
    En quoi les murs??? Béton plein ou parpaings???
    A+
    Dernière modification par AMATY ; 23/11/2010 à 16h43.
    ....

  12. #9
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    Citation Envoyé par AMATY Voir le message

    Fixer les carrés acier sur les cornières et fixer les chevrons au tube acier (3 ou 4 fixations diamètre 5)
    je ne vois pas très bien de quel genre de fixation il s'agit: vis à tête plate de diamètre 5 +boulon?
    3 ou 4: c'est pour chaque extrémité?
    Sinon, je peux mettre sur les cornières des cales - en bois par exemple ou des petites équerres en fer- de part et d'autre des profilés carrés pour que ca ne bouge pas en latéral?

    Quant aux chevrons qui ne sont là que pour permettre de lier les lames de plancher entre elles, il n'est pas nécessaire qu'ils soient fixés aux profilés carrés, non? Dans ce cas, je n'en mettrai que deux ou trois car les lames de planchers sont d'un seul tenant (chaque lame fait 2 mètres) et je fixe ces chevrons sur les cornières que j'aurai percées?



    Citation Envoyé par AMATY Voir le message

    En quoi les murs??? Béton plein ou parpaings???
    A+
    l'un d'eux est un vieux mur extérieur d'immeuble en brique pleine qui se cache derrière une couche de ciment d'environ 1 cm. L'autre mur est en brique de 10 cm d'épaisseur, le hic c'est que j'ignore si c'est de la brique pleine ou creuse: selon l'endroit ou je sonde, ça ne résonne pas de la même façon. Je me demande si je ne devrai pas mettre des pieds en plus pour assurer.

    a+ et merci ++
    Dernière modification par thienan ; 23/11/2010 à 19h59.

  13. #10
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    Quant aux chevrons qui ne sont là que pour permettre de lier les lames de plancher entre elles, il n'est pas nécessaire qu'ils soient fixés aux profilés carrés, non?
    Oui, finalement je suis idiot, au moment où les chevrons seront calés contre les tubes carré (maintien avec serre-joint ou entretoises provisoires), les lames de plancher clouées maintiendront l'écartement. Donc chevrons non fixés sur tube acier et 2 chevrons semblent suffisant effectivement.
    Ensuite, les efforts se transmettront sur les tubes acier, normal...
    Maintenant, la fixation des tubes carrés sur les cornière, un oméga, serait le top ("U" retourné + 2 ailes à plat).
    le hic c'est que j'ignore si c'est de la brique pleine ou creuse:
    10 cm de large, n'est pas considéré comme mur porteur... mais compte tenu de la charge 175 kg, c'est acceptable...
    Pour les fixations, il faut s'assurer que les chevilles peuvent tenir (type à extension acier ou chimique)...
    A part sonder et faire un essai, moi je ne peux rien faire (mon clavier n'est pas très doué...)
    Nbre de fixations par cornière : 4 chevilles de diamètre 8 à proximité des tubes carrés (30 + 60 + 60 + 30 kg de charge successivement pour les 4 tubes)
    La Bonne Nuit
    ....

  14. #11
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bonjour, AMATY,
    Pour ce qui est du fer cornière, j'ai une flèche sous les 4 charges pontuelles de 0.15 [mm].
    Pour le tube de 40x40x4 [mm] avec des appuis de 26 [mm] sur le fer cornière (épaisseur de la matière contre le mur et les rayons), une charge répartie de 1200 [N] j'ai une flèche de 3.75 [mm].
    Cordialement.
    Jaunin__

  15. #12
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    Citation Envoyé par Jaunin Voir le message
    Pour ce qui est du fer cornière...
    Jaunin__
    Finalement, que dois je choisir pour ces cornières? 40mmx40mmx 4mm?

    Citation Envoyé par Jaunin Voir le message

    Pour le tube de 40x40x4 [mm] avec des appuis de 26 [mm]

    Si la cornière fait 40mm, l'appui se fera sur 36 mm non?
    Sinon moins de 4 mm de flèche ca me semble très bien: merci pour cette réponse "nocturne"


    Citation Envoyé par Amaty Voir le message
    Maintenant, la fixation des tubes carrés sur les cornière, un oméga, serait le top ("U" retourné + 2 ailes à plat).
    j'adopte! faudra juste que je "creuse" les lames de plancher à l'endroit des 8 oméga.

    Le vendeur de ferraille pourra me procurer ces omégas?

    Sinon, pour ce qui est des fixations au murs: effectivement, je m'adapterai en fonction de ce que je trouverai en perçant.
    Mais vu, que je ne veux vraiment pas que ça tombe, j'y mettrai ce qu'il faut.

    Question: ces profilés carrés en acier vont-ils se dilater, si oui, de combien? Je veux dire qu'il faut peut être que je laisse un jeu entre le bout des profilés et le mur au moment de la pose. On peut imaginer que la température pourra varier entre 10 et 35°

    encore un grand merci! Toutes vos réponses m'aident et me rassurent aussi.

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  17. #13
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bien à vous Jaunin et merci pour ces confirmations.

    Tout ceci me paraît bien acceptable...
    En montant à "4 pattes" (je ne vois pas autrement), on ne sentira pas le léger fléchissement de 4 mm (~2,5 mm/ml)
    Pour les cornières fixées au mur, la dimension convient également.

    Thienan, oui, c'est confirmé pour tube acier carré de 40 x 40 x 4 (en mm).
    Si la cornière fait 40mm, l'appui se fera sur 36 mm non?
    Ça ne changera pas grand-chose à l'affaire.
    J'adopte! faudra juste que je "creuse" les lames de plancher à l'endroit des 8 oméga.
    Exact... Voir en GSB ou magasins de matériaux... peut-être à commander > Voir ce lien > j'ai trouvé en inox, mais existe en acier, il faudra sûrement caler > http://www.muepro.fr/index.php?id=36046
    Ces profilés carrés en acier vont-ils se dilater, si oui, de combien?
    Ah oui > Faut calculer... Pose à 20 °C avec 2,990 mm _ Variation de 15°C autour de 20 °C _ Coef dilatation acier 12.10-6
    On obtient 15°C x 2,990 m X 12.10-6 = 0,000582 m soit ~0,6 mm et pour 5°C à 35°C >> 1,2 mm... l'erreur de précision de la coupe.
    Pour la fixation de la cornière > au plus près de l'aile horizontale... J'ai dit chevilles D8 à minima, mais il faudra peut-être D10 pour la longueur d'ancrage, c'est en fonction de ce qu'on trouve....du côté de chez Fi...cher, le poisson...

    Alors Bonne Réalisation
    ....

  18. #14
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    génial! un grand merci!

  19. #15
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : dimensionnement profilé acier

    Bonjour,Thienan,
    Comme expliqué : des appuis de 26 [mm] sur le fer cornière (épaisseur de la matière contre le mur et les rayons), il y a l'épaisseur de la matière, après il y a le rayon de 7 [mm] dans l'angle intérieur et ensuite il y a le rayon de 3 [mm] au bout du plat de la cornière.
    Mais comme le dit (écrit) AMATY que je salue, "Ça ne changera pas grand-chose à l'affaire." Surtout pour des charges si faibles.
    Faire un chanfrein au bout des tubes en appuis pour éviter le rayon de 7 [mm].
    Cordialement.
    Jaunin__

  20. #16
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    bonjour Jaunin,

    merci pour ces explications

    Citation Envoyé par Jaunin Voir le message
    Faire un chanfrein au bout des tubes en appuis pour éviter le rayon de 7 [mm].
    __
    je n'y manquerai pas

  21. #17
    AMATY

    Re : dimensionnement profilé acier

    i
    l y a l'épaisseur de la matière, après il y a le rayon de 7 [mm] dans l'angle intérieur
    Je l'avais complètement oublié celui-là, il est vrai....
    ....

  22. #18
    thienan

    Re : dimensionnement profilé acier

    bonjour.
    J'ai donc commencé l'installation de ma mezzanine.
    En voulant fixer l'une des cornières au mur, je découvre...oh-reur, que l'un des murs - qui est pourtant celui qui sépare l'un des murs du studio avec le couloir ce l'immeuble- est en placo (2 plaques de platres collées sur un nid d'abeille pour une épaisseur de 5 cm: j'ai l'impression que pour faire le "mur" d'un total de 10 cm, ils ont collé 2 plaques de placo de ce type car ca sonne également creux du coté du couloir).
    Bref, les chevilles à expansion de type m...y vont bien pour des meubles de cuisine, mais là, je ne me sens pas du tout rassurée.
    Je pensais mettre sur le mur, au droit de chaque profilé carré, un tasseau en bois , par exemple 40 cm (en vertical) x4 cm (en largeur plaqué contre le mur) x2 cm (en épaisseur) fixé au mur par 3 ou 4 chevilles à expansion.
    En ultime solution, je pourrai mettre 4 pieds sous la mezzanine. Cependant le sol est un plancher en bois, donc si je vais vers cette solution, non seulement je perds en possibilité d’emménagement au sol, mais aussi, je devrai mettre des plaques sous les dit-pieds afin de répartir la charge sur le plancher.
    Vous en dites quoi de mes 4 supports au droit de chaque profilé carré qui permettraient de répartir la charge sur le mur et non le sol?

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