dimensionnement IPN pour plancher

[terrail33]

Bonjour,

pour mon premier message j'en profite pour me présenter: 46 ans , je rénove depuis des années une veille bâtisse sur sol à la toiture.

Ma problématique actuelle c'est le remplacement d'un plancher actuellement en bois par un plancher avec structure ipn pour un gain d'épaisseur.

Ce plancher servira pour une chambre/bureau donc une charge entre 150 et 250 daN/m2.

Les murs sont faits de moellons de calcaire d'épaisseur entre 48 et 50 cm.

J'imagine qu'il faut une poutre centrale (portée 5.24 m) et des solives.

Ci-joint lien vers le plan de la pièce:

http://www.archifacile.fr/plan/d87ba82186e5dcb7

Donc ma question est quelle dimension pour l'ipn central et les solives perpendiculaires ?.

Merci
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[invite58706596]

Bonjour Terrail & Bienvenue sur FUTURA SCIENCES,

Il faudrait déterminer le sens des solives, dans ton cas, plutôt fonction des longueurs des chevêtres escalier et cheminée > Longueur trémis de l'escalier???
On peut mettre une poutrelle dans le sens 6,22 m en fin de trémie de l'escalier, puis une autre poutrelle en guise de chevêtre, par exemple, mais tu as peut-être déjà cogité ta disposition????
Pourquoi une charge de 250 daN/m² sur ce plancher??? Quelque chose de très lourd??? 150 daN/m² (charges préconisées en étage) sur ~33 m², cela donne ~5000 kg de charge provisoires...
A+

[terrail33]

Merci pour ta réponse.

Pour la charge ce sera une chambre avec un bureau, pas de cloison et un coin toilettes dans un angle, donc peut être qu'effectivement 150 daN/m2 ça passe.
Pour l'escalier j'ai mis un chevêtre standard de 85x255 .
Pour la disposition des poutres j'avais effectivement pensé à une poutre de la fin de la trémie à l'autre mur.

Attention: les dimensions intérieures de la pièces sont 5.24x 5.34 (6.22 c'est avec l'épaisseur des murs) soit une surface de 28 m2

[invite58706596]

Pour la charge ce sera une chambre avec un bureau, pas de cloison et un coin toilettes dans un angle, donc peut être qu'effectivement 150 daN/m2 ça passe.

Oui, au maxi 1000 kg de meubles et contenu, il reste du poids pour mettre du monde 3200 kg > une quarantaine de personnes...
Je suis peut-être parti un peu vite...
Des IPN et non des solives en bois...
Quel plancher mettre là-dessus???
Tu as une idée de l'empilement???
Parquet flottant/sous-couche résiliente/OSB3/isolant phonique entre IPN/habillage plafond par placo???
OK, pour les dimensions intérieures de la pièces de 5.24x 5.34 m
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[terrail33]

Oui, au maxi 1000 kg de meubles et contenu, il reste du poids pour mettre du monde 3200 kg > une quarantaine de personnes...
Je suis peut-être parti un peu vite...
Des IPN et non des solives en bois...
Quel plancher mettre là-dessus???
Tu as une idée de l'empilement???
Parquet flottant/sous-couche résiliente/OSB3/isolant phonique entre IPN/habillage plafond par placo???
OK, pour les dimensions intérieures de la pièces de 5.24x 5.34 m
A+

pour le plancher c'est exactement ça !

[invite58706596]

Par contre, il va falloir tirer sur des panneaux OSB 3 de bonne épaisseur pour limiter le nombre d'IPN... A moins que tu n'en trouves sur la toile pour un paquet de cacahuètes...
En 25 mm d'épaisseur, l'OSB 3 doit permettre un entre-axes voisin de 80 mm..
Soit 5,34/0,80 = ~7 et 8 en limite de mur soit ~76 cm...
Après, il faut attaquer les panneaux CTBH ou CTBS qui permettent des épaisseurs plus conséquentes jusqu'à 50 mm d'épaisseur... Pour l'entre-axes, il faut que je regarde...
Qu'en penses-tu????
A+

[terrail33]

Je ne sais pas si des panneaux hors standard va être plus économique que garder un entre axe de 60 ??
Il faut que je téléphone demain pour des prix, mais as tu une idée sur les dimensions pour la poutre et les solives avec un entre axe classique de 60 ?

J'ai trouvé un petit memento pour le calcul de poutres (site de Michel Martel) et je trouve pour une charge uniformément répartie de 5000 daN et une portée de 5.24 m un IPN de 220 ou deux UPN de 160 (solution qui aurait ma préférence car plus facile à manipuler et plus mince) mais aucune indication sur la flèche admissible.

Par ailleurs est il possible pour ce genre de plancher de souder les solives sur la poutre principale ?

Merci

[invite58706596]

Je me base sur un entre-axes de 75 cm, pour le calcul, quitte à passer à 60 cm...
Parquet flottant et sous-couche > 8 daN/m² _ OSB3 de 25 mm > 15 daN/m² _ isolant phonique > 3 daN/m² _ placo BA13 > 11 daN/m² et charge provisoires 150 daN/m² soit un total de ~190 daN/m² soit ~143 daN/mètre linéaire.
Charges sur 5,24 m x 143 = ~750 daN sur un IPN.
IPN encastré aux deux extrémités avec appuis de ~30 cm (ou plus?). Flèche admissible portée/500 soit ~10 mm.
Un IPN de 160 avec planéité meilleure que 2 mm sur 2 mètres > 0,85 mm/m (nécessaire pour le parquet flottant) pourrait correspondre.
Si Jaunin passe sur ta discussion, il effectue des simulations qui permette d'entériner mon approche...
Si on met 2 UPN, il faut descendre d'une valeur normalisée soit UPN 140, mais il faut les rendre monobloc par soudure...

Par ailleurs est il possible pour ce genre de plancher de souder les solives sur la poutre principale ?

Tout à fait possible, il faudra ajouter peut-être des équerres...

Avec un entre-axes de 60 cm, (OSB3 de 19 mm > ~12 daN/m²)
Charge correspondante ~185 daN/m² > ~110 kg/ml x 5,24 m = ~575 daN >>> IPN de 120.
Voilà pour une 1ère approche...
Il reste surtout à définir la poutrelle qui reprend le chevêtre de l'escalier...
Il faudra faire un équilibre entre entre-axes profilés, dimension IPN et épaisseur d'OSB...
Qu'en penses-tu???

[terrail33]

est ce que tes calculs correspondent à une disposition comme sur le dessin joint ?

Donc ipn central de 160 (ou deux upn de 140) et solives ipn de 120: j'ai bien compris ?

[invite58706596]

Est-ce que tes calculs correspondent à une disposition comme sur le dessin joint ?

Non, j'ai fait un calcul d'approche pour avoir une idée des sections des IPN >> Les calculs correspondent à une poutrelle dans le même sens que ta grosse poutrelle noire (portée de 5,24 m)
Si on procède comme sur ton dessin, on va passer avec des IPN encore plus faibles (portée 5,34/2 = 2,67 m), mais avec la poutre porteuse nettement plus importante (ou 2 UPN) > Elle prend en charge ~la moitié du plancher + les petits IPN... Mais c'est possible...
Si tu veux on peut partir ainsi > petits IPN avec entre-axes de 60 (donc moins chers) puis 2 UPN accolé pour reprendre les petits IPN...
Quel est ton avis????
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
Je m'a perd un peu dans le message #8, la simulation est pour un IPN 160 ou UPN 140.
Longueur de 5.24 [m] et charge répartie de 750 [daN] ?
Cordialement.
Jaunin__

[invite58706596]

Re, re Bonsoir, Jaunin...
J'ai été un peu vite... Je voulais voir à quelle section, j'allais être confronté...
Par ailleurs Terrail, ne m'a pas confirmé les encastrements et les longueurs d'appuis et la disposition des IPN... Par exemple son dernier schéma...
Désolé de vous avoir alerté un peu tôt...
Vous pouvez économiser votre simulation de haute précision...
La Bonne Soirée...

[terrail33]

Non, j'ai fait un calcul d'approche pour avoir une idée des sections des IPN >> Les calculs correspondent à une poutrelle dans le même sens que ta grosse poutrelle noire (portée de 5,24 m)
Si on procède comme sur ton dessin, on va passer avec des IPN encore plus faibles (portée 5,34/2 = 2,67 m), mais avec la poutre porteuse nettement plus importante (ou 2 UPN) > Elle prend en charge ~la moitié du plancher + les petits IPN... Mais c'est possible...
Si tu veux on peut partir ainsi > petits IPN avec entre-axes de 60 (donc moins chers) puis 2 UPN accolé pour reprendre les petits IPN...
Quel est ton avis????
A+

Si possible est il possible de calculer pour les deux options ?: ça me permettra de voir quelle est la solution la plus économique

Pour l'encastrement si c'est la solution avec poutre centrale et solives, la poutre principale peut être encastré dans toute l'épaisseur du mur soit 50 cm

Merci

[invite58706596]

On va partir sur ta solution, message 9, en essayant de garder la même section d'IPN idem chevêtre de la cheminée...
Ah! mince, je bute sur la cheminée (2,02 x 0,8 m)... Sa position est-elle définie? Dans ce cas, il faut la positionner par rapport à 5,24 m A quel distance du bord gauche????
Je vais quand même calculer pour une approche...
5,24/0,6 = 8,73 arrondi à 9 et donc 10 soit 9 intervalles.
Soit un entre-axes de [5,24 - (0,1)]/9 = 0,571.
Charges 190 daN/m² x 0,571 = ~110 daN/ml.
Soit une charge de 110 daN x 2,67 m = ~300 daN par petit IPN encstré sur 25 cm dans le mur et soudé sur l'IPN poutre, flèche admissible L/500.
Un IPN de 80 doit convenir, mais voir avec le chevêtre de cheminée >>> Pour 2,02 m et charge de 205/2 = ~100 daN, ça passe et idem pour les poutrelles sur les quelles le chevêtre sera soudé.
Charge sur poutre
Empirique 9 charges x 2 [la fin de l'escalier (2,55 m pour 2,67 m) n'est pas centré sur les 5,34 m, donc j'assimile à la moitié, ce qui ne change rien aux calculs de charge]
9 x 2 x 300 daN = 5400 daN - ~700 daN (cheminée et escalier) = 4700 daN + (2,67 m x 20 IPN x 5,95 daN/ml = ~300 daN) et sur la poutre ~5000 daN/2 = 2500 daN
il faudra sûrement rajouter la moitié des charges de l'escalier qui doit prendre appui sur cette poutrelle >>> 2 UPN de 180 voire avec un peu de chance de 160 > à revoir...
Poutre encastrée sur 50 cm aux appuis, je laisserais une marge soit 45 cm d'appui > Portée 5,24 m _ Flèche L/500 ou du moins inférieure à 2 mm pour 2 m (plancher flottant) donc 2,67 m > flèche de 2 à 2,5 mm serait acceptable.
Voilà pour une 1ère approche et pour ce soir...
Ich gehe Dodo...
Bonne Nuitée...

[terrail33]

Ah! mince, je bute sur la cheminée (2,02 x 0,8 m)... Sa position est-elle définie? Dans ce cas, il faut la positionner par rapport à 5,24 m A quel distance du bord gauche????

Bonjour,

en fait 2.02x0.80 sont les dimensions du socle de la cheminée: ce qui utile pour le chevêtre ce sont les dimensions du conduit qui est 1.06 m du bord gauche et fait 1.90m de large

[invite58706596]

ce qui utile pour le chevêtre ce sont les dimensions du conduit qui est 1.06 m du bord gauche et fait 1.90m de large

Je viens de corriger mon dessin à l'échelle...(J'ai conservé 0,80 m de profondeur)...
Et ce que je craignais est arrivé... Il faut un chevêtre pour soutenir 4 IPN de 80 et les poutrelles qui supportent cette entretoise vont sûrement être plus importantes... Moi qui avait compté une seule solive, j'étais déjà bien dans les choux...
Je regarde avec un mixte pour limiter les différentes dimensions.
Voir dessin et parties rosées (le mixte)...
A+

[terrail33]

Merci

Quel encastrement prévoir pour les solives ?

[invite58706596]

Quel encastrement prévoir pour les solives ?

Pas encore définie pour l'instant...
Le mixte proposé m'embête un peu, le gros IPN prend des charges tout du même côté...
Je regarde une autre possibilité... Faut que je reprenne mes dessins...
A+

[invite58706596]

Portée IPN - Poutre 5,24 m
Portée IPN 2,55 m et 2,80 m.
Escalier 0,85 x 2,55 m > 0,85 + ~4,39 = 5,24 m
Cheminée 0,8 x 1,90 _ 1,06 + 1,90 + 2,28 = 5,24 m
Et portée IPN sur chevêtre 2,80 -0,80 = 2 m
5,34 – 2,55 = 2,80 m
2,80 / 5 = 0,56 m
2,55/5 = 0,51 m

Charge IPN A// escalier portée 2,55 m Entre-axes ~4,39/8 = ~55 cm
190 daN/m x 0,55 = 105 daN x 2,55 = ~270 daN
Charge IPN B(à droite cheminée) portée 2,80 m Entre-axes 2,28/4 =~57 cm
190 daN/m x 0,57 = ~110 daN x 2,80 = ~305 daN
Charge IPN C (à gauche cheminée) portée 2,80 m Entre-axes 1,06/4 =~53 cm
190 daN/m x 0,53 = ~100 daN x 2,80 = ~280 daN
Charge IPN D sur chevêtre cheminée portée 2 m Entre-axes 1,90/3 = ~63 cm
190 daN/m x 0,63 = ~120 daN x 2 = ~240 daN
Charge sur chevêtre E 240 daN x 2 = 480 daN + 6 daN x 2 x 2 = ~525 daN
Charges sur IPN F portée 2,8 m (maxi à droite) accolée à la cheminée :
Répartie (240 + 305)/2 = ~270 daN + Ponctuelle (chevêtre) 250 daN.
Charge Plancher :
8 x 270 daN + (9 IPN x 6 daN x 2,55 = ~140 daN) = 2300 daN.
4 x 305 daN + (5 IPN x 6 daN x 2,80 = ~85 daN) = 1305 daN.
3 x 240 daN + (2 IPN x 6 daN x 2,00 = ~25 daN) = 745 daN.
2 x 280 daN + (3 IPN x 6 daN x 2,80 = ~50 daN) = 610 daN.
Charge sur IPN – Poutre :
(2300 + 1305 + 745 + 610)/2 = 2480 daN + charge décalée escalier 0,85 x 2,55/2 x 300 daN/m² = 325 daN
Toutes les poutrelles plancher seraient en IPN80, par contre il faudra doubler les IPN80 accolés à la cheminée (les souder entre elles) et pour la poutre de soutien, prévoir un HEB de 160.
Si Jaunin arrive à retrouver ses petits dans tout ce fatras de chiffres...
A+

[invite58706596]

Je n'ai pas précisé...
Encastrement IPN 80, 25 cm
Encastrement HEB 160, 45 à 50 cm comme l'a proposé Terrail...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
Magnifique calcule de descente de charge comme à votre habitude.
Donc ce que je vais calculer c'est la charge 305 [daN] sur l'IPN 80 B qui est le plus chargé, ne serait-il pas encastré de 250 [mm] que du côté du mur, mais en appui sur la poutre bleue ?
Je vais prendre la charge uniformément répartie de 2480 [daN]sur le HEB 160, poutre bleue et ajouté une charge localisée de 325 [daN] de l'escalier sur 0.85 [m] ?
Encastrement de part et d'autre de 450 [mm] et longueur de la poutre sous charge de 5.24 [m].
Suis-je bien juste ?
Cordialement.
Jaunin__

[invite58706596]

Bonjour Jaunin, Bien à Vous,

Donc ce que je vais calculer c'est la charge 305 [daN] sur l'IPN 80 B qui est le plus chargé, ne serait-il pas encastré de 250 [mm] que du côté du mur, mais en appui sur la poutre bleue ?

Tout à fait > Portée 2,80 m.
Le chevêtre E me semble un peu limite... > Portée 1,90 m, soudée sur les IPN 80 F, 2 charges ponctuelles 260 daN à 63 cm et 126 cm.
En réalité la poutre F portée 2,80m doit être la plus chargée > Charge répartie 270 daN et charge ponctuelle à 0,80 m (chevêtre) de 525/2 = 260 daN d'où la nécessité de les doubler. (Toujours pareil, je calcule par approche, j'ai peut-être exagéré...)

Je vais prendre la charge uniformément répartie de 2480 [daN]sur le HEB 160, poutre bleue et ajouté une charge localisée de 325 [daN] de l'escalier sur 0.85 [m] ?

Tout à fait, portée 5,24 m et encastrement 450 mm.
Terrail, j'ai essayé en premier avec le positionnement des poutrelles dans le sens des 5,24 m, je me retrouve avec 3 types de poutrelles bien plus importantes, j'ai abandonné le prix sera presque 3 fois plus cher...
La Bonne Journée

[terrail33]

Merci beaucoup pour ce beau travail.

Une question: est ce que l'HEB peut être remplacé par deux UPN (soudés entre eux) de 160 ?

Ca facilite la manipulation et en plus je crois que mon fournisseur ne fait pas le HEB

[invite58706596]

Essaye de voir, s'il n'a pas des UPN, cela sera encore mieux soudés dos à dos...
Jaunin devrait te dire si des 2 UPN de 140 à la place de l'HEB 160 peuvent convenir...
Souder par cordon de soudure de 5 cm tous les 15 cm dans le 1er mètre (idem pour l'autre extrémité), le restant tous les 30 cm...
Dessus et dessous > Intercaler les soudures > Exemple dessus soudure Extrémité, puis à 5 (cordon) + 15 = 20 cm? En dessous cordon à ~7,5 cm, puis à 7,5 + 5 (cordon) + 15 = 27,5 cm.
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
En ce qui concerne le double UPN 140, j'ai une flèche de 4.35 [mm] et une contrainte coté encastrement de 140 [MPa] et du coté encastré de l'escalier 275 [MPa].

En ce qui concerne l'IPN 80 F, j'ai donc admis un coté encastré de 250 [mm] vers la cheminée avec une contrainte 180 [MPa] et une flèche de 2.8 [mm].
D'autre part j'ai admis un appui de 60 [mm] sur le double UPN avec une contrainte de 363 [MPa].

Si vous avez des modifications à formuler pour l'environnement des poutrelles.
Cordialement.
Jaunin__

[invite58706596]

Bonjour Jaunin,

Bonjour AMATY

2h 30 du matin... Je dooooors encore et il faudra attendre 8 h 00 du matin, pour que je voie le jour, bon il est souhaitable...
Vous avez fait du bon travail...

En ce qui concerne le double UPN 140, j'ai une flèche de 4.35 [mm] et une contrainte coté encastrement de 140 [MPa] et du coté encastré de l'escalier 275 [MPa].

4,35 mm de flèche pour une admissible de 5240/500= ~10 mm, c'est parfait.

En ce qui concerne l'IPN 80 F, j'ai donc admis un coté encastré de 250 [mm] vers la cheminée avec une contrainte 180 [MPa] et une flèche de 2.8 [mm].

2,8 mm pour 5,6 mm, finalement aucun problème... Je le voyais très limite avec ses charges répartie de 270 daN et ponctuelle de 260 daN... Donc pas besoin de le doubler...
Finalement pour le chevêtre E, la flèche doit être correcte alors...

Essaye de voir, s'il n'a pas des UPN, cela sera encore mieux soudés dos à dos...

Phrase à annuler, mille excuses, Terrail, j'avais lu IPN dans ton post # 23
Côté appuis
2 UPN de 140 > 6 cm x 2 x 45 cm = 540 cm² et 2480 daN/2 + 325 = ~1600 daN >>> 1600/540 = ~3 daN/cm² ou 3 kg/m² > correct
IPN 80 > 4,2 cm x 25 cm = ~100 cm² et 270/2 + 260 = ~400daN >>> 400/100 = 4 kg/cm² > correct également, éventuellement passer à 30 cm d'encastrement > ~3 kg/cm²
Entre-axes IPN 80 : 55 _ 57 _ 53 _ 63 cm >>> Prendre de l'OSB 3 en 18/19 mm...
A+

[terrail33]

Merci pour ce travail :

Deux questions l'UPN principal peut il être soudé ailes contres ailes (de façon à former une poutre carrée ) et les IPN de 80 peuvent-ils être soudés sur le coté de cette poutre ( et non pas posés sur la poutre) pour gagner de la place en hauteur.

Eventuellement en soudant une cornière de soutien sur l'UPN ??

[invite58706596]

Deux questions l'UPN principal peut il être soudé ailes contres ailes...

Non, dos à dos... Ainsi tu reconstitues un profilé similaire au HEB mais avec une âme centrale plus épaisse d'où le passage d'un HEB de 160 à une dimension de 140 de haut pour les 2 UPN accolés et non de 160.

...et les IPN de 80 peuvent-ils être soudés sur le coté de cette poutre ( et non pas posés sur la poutre) pour gagner de la place en hauteur.

Tout à fait... L'aile supérieure peut être même découpée pour être de niveau avec les 2 UPN, toutes parties en contact (IPN 80 et UPN) doivent être soudées par cordon de soudure... Idem pour le chevêtre...
Attention pour les soudures bout à bout, créer un "V" à la disqueuse de 3 à 4 mm de profondeur pour obtenir une soudure pénétrante et résistante...
Je recherche un schéma explicatif...
A+

[invite58706596]

Voici, simplifié, le type de soudure à réaliser pour avoir une résistance conforme...
Il semble qu'il y ait un petit problème pour mettre le dessin...
Je réessaye plus tard...
A+

[invite58706596]

J'essaye à nouveau de poster mon schéma...
Ah! Enfin, ça marche...
Faire un "V", souder, meuler, c'est OK
A+