Dimensionnement d'un poteau bois

[invited88fd46a]

Bonjour à tous.

Je viens d'acquérir une maison en Bretagne datant de 1954 et je me lance dans la rénovation.
Cette maison est constituée d'un garage en RDC, d'un séjour et d'une cuisine au 1er et au deuxième il y a un bureau, une Salle de bain et 2 chambres. La maison fait 8,5 de long pour 8m de large.

Des travaux ont été réalisé dans la maison il y a 1 an pour agrandir le séjour et des murs ont été détruit. Le deuxième étage est soutenu par un IPN qui repose sur un mur porteur. Je voudrais remplacer ce mur par un poteau en bois.

D'après mes (petits) calculs, un poteau en pin/sapin de section 20x20 pourrait faire l'affaire si on part du principe que le poteau doit résister un poids d'environ 68m² x 250 kg = 17000 kg (250kg étant charge permanentes + charge temporaires ). Je précise que ce poteau ne sera pas encastré et que la hauteur de celui-ci sera 3m.

Qu'en pensez-vous les experts ?

Merci d'avance pour vos réponses et conseils.
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[invited88fd46a]

Un p'tit plan pour aider à la compréhension :


Merci !

[Jaunin]

Bonjour, Phil-bz,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez vous nous indiquer les dimensions de votre IPN ?
Cordialement.
Jaunin__

[invited88fd46a]

bonsoir,

Je viens de vérifier en fait ce n est pas un ipn mais deux upn de 120 soudes ensemble dos a dos .
En espérant que ça suffise comme poutre....

Merci pour le coup de main !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Re-Bonjour, Phil-bz,
Je suppose que votre double UPN est dans la longueur de portée de 8.5 [m] ?
Comment sont les encastrements à chaque extrémités et sur quelle longueur ?
Si ce sera nécessaire, est-il possible de mettre un ou deux poteaus de type HEA ?
Cordialement.
Jaunin__

[invited88fd46a]

D'après ce que j'ai vu, les UPN sont encastrés de 20-25 cm dans les murs et le tout est maçonné évidemment.
Les deux UPN ont bien une portée de 8,5m. Je ne l'ai pas précisé mais le mur porteur que je voudrais remplacé n'est pas très long. Il se trouve au centre et fais environ deux mètres de long en parpaing de 20 je pense.
Je n ai pas bien compris votre proposition de poteaux hea. Mon souhait est de mettre un seul poteau au centre de la pièce et en bois si possible. Un seul poteau dans l'idéal....

[Jaunin]

Bonjour, Phil-bz,
Vous ête sûr de votre charge de 170'000 [N] sur vos UPN 120.
Pourriez-vous m'indiquer ou se trouve actuellement votre mur de soutient.
J'ai fais la simulation, sans le poteau au centre pour le moment, et avec cette charge j'ai une flèche de 209.9 [mm] et des contraintes énormes.
Voyez-vous actuellement des déformations dans vos poutrelles.
Avec le poteau presque au centre, je ne pense pas que dans ces conditions ce soit réalisable.
Cordialement.
Jaunin__

[invited88fd46a]

Bonjour Jaunin_,

Merci encore pour votre aide.

Pour ce qui est de la charge, je me suis inspiré de ce que j'ai lu sur ce forum lors de mes recherches. J'ai cru comprendre et je me suis peut être planté, que la charge que doit soutenir un plancher d'habitation est d'environ 250 kg/m2 si on additionne les charges permanentes et charges temporaires. 68x250 = 17000 kgs.

Pour l'instant, le mur de soutient se trouve milieu de la pièce (a 3,2m du mur de droite sur le plan et à 3,5m du mur de gauche). Il mesure 1,8m et il n'y a aucune déformation des UPN.
Après, toutes les solives du plancher pose sur les UPN et de l'autre bout elles sont maçonnées dans les murs. ça doit aider...

Vous pensez qu'un poteau bois au milieux de cette pièce ne pourrait pas rattraper cette flèche de 209,9mm ou pensez vous que les UPN se déformeront sous la charges vu que la porté va augmenter (de 3,5m à 4,2m) ?

Dernière ptite question pour la route ; Quel logiciel utilisez vous pour ce type de calcul ?

Merci Jaunin_ !

[f6bes]

Bjr à toi,
"... si on additionne les charges permanentes et charges temporaires. 68x250 = 17000 kgs...."
Houlà...c'est un peu trop rapide comme calcul !!
Déjà la charge est REPARTIE, donc les IPN ne supportent pas TOUT !
Pouvoir "résister" à 250 kgs/m2 je doute que cela veuille dire faire "encaisser" la TOTALITE sur les IPN !
C'est aller un peu vite en conclusion.
Attendons les calculs de Jaunin.
Bonne journée

[Jaunin]

Bonjour, Phil-bz,
Sur votre surface de 68 [m^2] de plancher, vous avez quoi ?
Donc vous avez fait porter tout le poids du plancher sur vos UPN, alors qu'il ne devrait déja y en avoir que la moitié.
Cordialement.
Jaunin__

[invited88fd46a]

Bonjour Jaunin,

Je vais essayer d être plus clair. Sur mon plancher il y a deux chambres, un bureau et une salle de bain.
Les UPN ont été posés sous les solives. Les solives portent donc sur les UPN mais également sur les mur exterieurs (15-20 cm de chaque solive sont maçonnées dans les murs). Je vous écrit depuis mon smartphone. Des que je rentre je vous schématise ça.

Mon problème initial était de savoir s il était possible de remplacer le reste de mur porteur par un bon gros poteau en bois.
Je ne pensais pas que ces ipn pouvais poser problème....

Cordialement,

[Jaunin]

Bonjour, Phil-bz,
J'ai bien compris la disposition de votre plancher.
Maintenant il serait bon que AMATY, que je salue cordialement, puisse nous dire de ce qu'il pense de ces charges.
Cordialement.
Jaunin__

[invite21e9323e]

Bonjour à Tous,

Je l'avais dit que je "mouillais la culotte"...

Les solives portent donc sur les UPN mais également sur les mur extérieurs

Ah! donc les 17000 kg ne porteront pas que sur le poteau en bois....
Je m'disais aussi et je comprends que Jaunin et F6bes s'inqiètent...
Phil-bz, je te mets une méthode*** pour calculer un plancher.... Toi, c'est déjà fait, il te reste plus qu'à appliquer tes dimensions...
En attendant une vérif rapide :
8,5 m x 4 m x 200 kg/m² = 6800 kg sur double UPE soutenu par un mur
Sans ce mur (donc avec le fameux poteau en bois non encastré > Là, Phil-bz, j'aimerais bien une explication sur ce non encastrement????????)
Portée double UPE > (8,5 m - 0,2 m) / 2 = 4,15 m, charge répartie 34000 N, 20 cm d'appui sur le poteau bois et ~20 cm d'encastrement dans les murs, Flèche admissible L/700 voir L/900, Longueur totale UPE ~9 m) >
On ne doit pas être loin...

***CALCULER UN PLANCHER D’ETAGE :
Charges d’occupation : Définir si ce sera >un espace Habitable > 150 kg/m² _ Aménageable ou mezzanine> 100 kg/m² - Petit stockage > Entre 50 et 70 kg/m² (ou daN/m² à l’erreur près).

Charges permanentes : Elles comprennent tout ce qui compose le plancher (hors poids des solives).
Panneaux OSB3 en 15 mm > 8,5 kg/m² > OSB3 en 22 mm > 8,5 x 22 / 15 = ~14 kg/m².
Parquet flottant en 12 mm > 7,5 kg/m² sur une sous-couche résiliente (feutrine/liège/toile caoutchouté ,..)
Isolation végétale ou minérale entre solives > Laine de bois, de chanvre, ouate de cellulose, laine de verre, laine de roche). > 4 à 5 kg/m² suivant compression (donnée fournisseurs)
Placoplatre > 10 kg/m² en 13 mm et 11 kg/m² avec ails et suspentes.
Plancher massif > Densité moyenne des bois 0,65 kg/m3 >> 25 mm > 0,025 x 0,65 = ~16 kg/m²

Charges complètes pour un plancher (exemple ci-dessous)
150 kg/m² + 8,5 Kg/m² + 7,5 kg/m² + 5 kg/m² + 11 kg/m² = 182 kg/m²

Comment choisir l’entre-axes de ses solives et l’épaisseur des panneaux OSB.3.
Plus l’OSB est épais, plus l’entre-axe des solives sera élevé, plus le prix de l’OSB sera onéreux, mais plus le nombre de solives diminuent et plus le poids à soutenir est important, donc leur section doit augmenter.
Au moment où l’on a définit son épaisseur d’OSB3, à partir du tableau (ex : 200 kg/m² > OSB3 en 18 mm > 520 mm maxi d’entre-axes), il ne reste plus qu’à définir la section des solives

Tableau donnant l’entre-axe maximum admissible en mm pour des panneaux OSB 3 utilisé en milieu humide (classe de service 2) en fonction de la charge et de l’épaisseur pour une flèche relative L/400
....................I……………………… ……………Epaisseur en mm de l’OSB 3
.............I........15...... ..I........16.....I........18. .......I........22........I... .....25........I.....28....... .I.......30.......I
...Charges…I Entre-axes des solives en cm
150 daN/m² I..450.....I.......490.......I .......550.......I.......650.. .....I.......700.......I.....7 50.......I.....810.....I
200 daN/m² I.430....I.......450.......I.. .....520.......I.......630.... ...I.......700.......I.....760 .......I.......790.......I
250 daN/m² I..430...I.......430.......I.. .....490.......I.......590.... ...I.......670.......I.....740 .......I.......780.......I
350 daN/m² I.370....I.......390.......I.. .....440.......I.......530.... ...I.......600.......I.....660 .......I.......710.......I
400 daN/m² I..350....I.......370.......I. ......420.......I.......510... ....I.......590.......I.....65 0.......I.......700.......I
Sélectionner la charge, l’épaisseur de l’OSB et au croisement de ces 2 infos > Trouver l’entre-axes maxi...

Surface de chargement et charges d’une solive
C’est l’entre-axe multiplié par la portée (longueur hors appuis) de la solive. Cette surface multipliée par les charges au m² donne ce que doit soutenir la solive dans l’exemple suivant :
Surface de chargement > 0,45 m x 4 m = 1,80 m²
Charges d'une solive :
C'est sa surface de chargement multipliée par sa charge au m².
1,8 m² x 182 kg/m² = ~330 kg
Si vous voulez faire calculer un plancher sur le Forum,
Donner les informations soulignées et le détail du plancher > OSB3, parquet, isolation, placo… etc, etc
Si vos solives sont existantes, donner leur section (hauteur x largeur), leur portée et leur entre-axes maxi
Précisez le mode de fixation des solives > Encastrement avec sa profondeur_ Sabot fixé dans les murs ou sur une poutre muralière,_ Simple appui sur un mur ou une poutre > La flèche admissible des solives L/500 (portée divisée par 500) dépend de leur mode fixation et d’immobilisation.
Donner l’épaisseur des murs porteurs et leur constitution.

[invited88fd46a]

Bonsoir à tous,

A vouloir essayer d'être le plus clair possible... on écrit des choses très évidentes voir complètement connes. Dsl

Bref. Pour te répondre Amaty, je viens de recalculer des charges en suivant tes conseils. Voila ce que ca donne :

plancher bois + placo phonique/rail + iso + charges d'occupation
16 + 15 + 4,5 + 150 = 185,5

On se retrouve avec 185kg/m2. Ca change pas mal la donne.
Pour ce qui est du poteau, pour moi il ne sera pas encastré car il sera maintenu par des platines aciers de 5mm en haut comme en bas.

Je me trompe ?

[invite21e9323e]

On se retrouve avec 185 kg/m². Ça change pas mal la donne.

As-tu pris en compte le poids des solives???
Exemple :
0,07 m x 0,2 m (section) x 0,65 (densité) / 0,5 m (entre-axes des solives) = 0,018 t/m² ou 18 kg/m²

Pour ce qui est du poteau, pour moi il ne sera pas encastré car il sera maintenu par des platines aciers de 5 mm en haut comme en bas.

OK pour le montage...
A+

[invited88fd46a]

Alors alors le poids des solives et le poids total au m2 :

(0,225 x 0,075 x 0,65)/0,5 = 0,0219 soit 22kg/m2

ça nous fait un total de : 185,5 + 22 = 207,5 kg/m2

Merci encore pour le coup de main !

Cordialement,

[invite21e9323e]

Donc, on peut faire un petit correctif pour Meister Jaunin...
8,5 m x 4 m x ~210 kg/m² = ~7100 kg

Portée double UPE > (8,5 m - 0,2 m) / 2 = 4,15 m, charge répartie 35500 N, 20 cm d'appui sur le poteau bois et ~20 cm d'encastrement dans les murs, Flèche admissible L/700 voir L/900, Longueur totale UPE ~9 m). Normalement le double UPE doit déjà résister et le poteau en bois de 20 cm x 20 cm de 3 m de hauteur devrait également admettre la charge de 35500 N
La Bonne Journée...

[invited88fd46a]

Super !

Merci tous les Amaty Jaunin et F6bes pour le coup de main.

Bonne continuation.

Cordialement,

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
Je vais reprendre ça dans un moment, mais toute la jongueur sur 3 appuis.
Maintenant l'UPN est fixé ou posé sur le poteau central ?
Cordialement.
Jaunin__

[invite21e9323e]

Bonjour Jaunin,

Maintenant l'UPN est fixé ou posé sur le poteau central ?

Phil-bz compte le maintenir "par des platines aciers de 5 mm en haut comme en bas"
Espèce de pied métallique à embase (fixation au sol par chevillage) et cadre qui entoure le bois d'une hauteur de 10 à 15 cm...(fixation par boulons ou pointes)
Je n'ai pas trouvé d'exemple sur la toile...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,

Alors, qu'avons nous là.

Du côté des 4.15 [m] il y a une flèche de 4.0 [mm] et de l'autre côté du poteau une flèche de 7.0 [mm]

Avec la flèche de 4 [mm] j'ai une contrainte de 50 [MPa] et de l'autre de 70 [MPa].

Contraintes de surface aux sorties des appuis de 438 [MPa]

Sur le poteau de 200x200 [mm] s'applique une force de 38'150 [N].

Cordialement.
Jaunin__

[hirondelles]

Bonsoir Jaunin,

A priori le poteau est centré (4.15m de chaque coté du poteau) , la flèche devrait être la même de chaque coté !?

A+
François

[invite21e9323e]

Bonsoir,

Du côté des 4.15 [m] il y a une flèche de 4.0 [mm] et de l'autre côté du poteau une flèche de 7.0 [mm]

Du même avis qu'Hirondelles, Meister Jaunin...

Contraintes de surface aux sorties des appuis de 438 [MPa]

C'est bien trop élevé comme contrainte... Presque 5000 Bar ou 5000 kg/cm²... Cela m'apparaît bien élevé par rapport à la valeur de la flèche...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY, Hirondelles,
Non le poteau n'est pas centré 4.15 [m] d'un coté et 4.35 [m] de l'autre.
La contrainte de sortie, est une pression de Hertz sur une peite surface.
Cordialement.
Jaunin__

[invite21e9323e]

Bonjour Jaunin,

Sorry...
8,50 m (portée totale entre murs) - 0,20 m (largeur poteau bois) = 8,30 m et divisé par 2 = 4,15 m CQFD
Etes-vous d'accord avec moi???
En récap :
25 cm d'appui _ 4,15 m de portée _ 20 cm de poteau _ 4,15 m de portée _ 25 cm d'appui > = 9 m
La Bonne Journée...

[hirondelles]

Bonjour à tous,

Même analyse qu'AMATY, donc tout s'explique

A+
François

[Jaunin]

Bonjour, AMATY, Hirondelles,
Non, c'est l'axe du poteau qui est à 4.15 [m] d'un coté , donc 4.35 [m] de l'autre, delon le plan #2.
A moins que le plan soit faux ?.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Re-Bonjour, AMATY, Hirondelles, Phil-bz,
Par acquis de conscience j'ai repris dans les mêmes conditions de charge avec la disposition du post #8.
Du coté des 3.2 [m], j'ai une flèche de 2.1 [mm] et une contrainte de 37 [MPa].
Du coté des 3.5 [m], j'ai une flèche de 2.9 [mm] et une contrainte de 44 [MPa].
Les contraintes aux sorties des appuis de 256 [MPa].
Cordialement.
Jaunin__

[invite21e9323e]

Non, c'est l'axe du poteau () qui est à 4.15 [m] d'un coté , donc 4.35 [m] de l'autre, selon le plan #2.

4,15 m, ce n'est pas de l'axe du poteau qui est représenté sous les UPN, mais c'est à partir du côté droit du poteau... Ensuite la largeur du poteau est indiqué par 200 (mm)...
Il reste donc 8,5 m - (4,15 + 0,20) = 4,15 m pour la portée à gauche...
Phil-bz ajoute (post #6) par ailleurs : "Les deux UPN ont bien une portée de 8,5 m."
Moi, je le comprends comme cela...

J'ai vu la déformée en MP, c'est effectivement assez violent en sortie d'appui...
J'en reste donc au post #21 :
Du côté des 4.15 [m] il y a une flèche de 4.0 [mm] avec une contrainte de 50 [MPa] _ Contrainte de surface aux sorties des appuis de 438 [MPa] Sur le poteau de 200x200 [mm] s'applique une force de 38'150 [N]
38150 N > Exact, je n'avais pas pris en compte le poids des UPN dans mon approche...
Pour avoir moins de contraintes dans les UPN 120 et en sortie d'appui, il aurait fallu partir sur des UPN de 160...

Je reste néanmoins perplexe pour ces contraintes élevées en sortie d'appui et d'autant plus aux Etats Limites Ultimes (ELU)... Région de Bretagne, des séismes anciens de magnitude niveau 4 à 5 en mer avec sol granitique faussant la transmission... Je me baserais sur un niveau 5/6 possible... Accélération minima 2,5 g... On passe à des valeurs trop limite à mon humble avis...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY, Phil-bz,
Phil-bz, pourriez-vous me dire, juste pour le fun, selon le plan #2, que représente votre cote de 4150 [mm].
Cordialement.
Jaunin__