Dimensionnement poutrelle métallique pour supporter 2 planchers

[invitec36024bc]

Bonsoir à tous.

Voici donc mon premier message sur ce beau forum que je consulte de temps à autre quand je tombe dessus au hasard d'une recherche !
Mais cette fois-ci, j'ai besoins de vous, surtout après avoir vu quelques sujets se rapprochant de ma demande.
Alors, je ne vous le cache pas, cette demande fait suite à un manque d'envie et de temps pour effectuer le calcul de deux poutrelles.
Je suis actuellement dans les devis, réflexion, conception et autres joyeusetés d'un achat immobilier....

Voici le projet. Maison toute en longueur dont je veux ouvrir tous les espaces.
Pour se faire, il me faut dans un premier temps tomber un mur porteur.
L'ouverture fera un petit peu moins de 5 m, 4.75 m en prévisionnel.
Ce mur monte jusqu'à la toiture, il me faut donc dans un premier temps effectuer la modification de la charpente. Mais là n'est pas la question.
Je souhaite dimensionner la poutrelle nécessaire pour l'ouverture.

Voici donc les données :

Cette poutrelle soutiendra le solivage de deux planchers.
Le premier que j'appel A fait 23 m² et est composé de la manière suivante :

solive 170x60 avec un entraxe de 350 mm
Dessus, un plancher ordinaire en chêne.
Ce plancher doit être considéré habitable.
En sous face de se plancher, isolation de 100 mm entre solive plus plaquage en BA13.
Des cloisons ossature métallique, isolant et BA 13 vont prendre place sur ce même plancher afin de délimiter les futurs chambres.
Mais elles ne sont pas définies à l'heure actuelle.

Le deuxième que j'appel B fait 26 m² et est composé de la manière suivante :

solive 180x70 avec un entraxe de 350 mm
Dessus, un plancher ordinaire en chêne.
Ce plancher doit être considéré habitable.
En sous face de se plancher, isolation de 100 mm entre solive plus plaquage en BA13.
Des cloisons ossature métallique, isolant et BA 13 vont prendre place sur ce même plancher afin de délimiter les futurs chambres.
Mais elles ne sont pas définies à l'heure actuelle.

Les encastrements supposés pour cette poutrelle sont de 300 mm de chaque coté.(puis-je faire moins ?)
Je compte éventuellement réaliser deux piliers béton en plus du mur existant pour avoir une bonne assise.

Maintenant, pour continuer les ouvertures, j'ai un deuxième mur a abattre, mais ce coup-ci, il s'agit d'un mur de refend.
L'ouverture fera 4.2 m.

Idem que pour ci-dessus, il faut dimensionner la poutrelle pour l'ouverture.

Voici les données :

Cette poutrelle soutiendra le solivage de deux planchers.

Le premier qui est le B de tout à l'heure. Pour rappel il fait 26 m² et composé de la manière suivante :
solive 180x70 avec un entraxe de 250 mm
Dessus, un plancher ordinaire en chêne.
Ce plancher doit être considéré habitable.
En sous face de se plancher, isolation de 100 mm entre solive plus plaquage en BA13.
Des cloisons ossature métallique, isolant et BA 13 vont prendre place sur ce même plancher afin de délimiter les futurs chambres.
Mais elles ne sont pas définies à l'heure actuelle.

Le deuxième que j'appel C fait 22 m² et est composé de la manière suivante :

solive 180x70 avec un entraxe de 250 mm
Dessus, un plancher ordinaire en chêne.
Ce plancher doit être considéré habitable.
En sous face de se plancher, isolation de 100 mm entre solive plus plaquage en BA13.
Des cloisons ossature métallique, isolant et BA 13 vont prendre place sur ce même plancher afin de délimiter les futurs chambres.
Mais elles ne sont pas définies à l'heure actuelle.


Les encastrements supposés pour cette poutrelle sont de 300 mm de chaque coté.(puis-je faire moins ?)
Je compte éventuellement réaliser deux pilier béton en plus du mur existant pour avoir une bonne assise

J'envisage 3 type de profilé pour la réalisation de ces supportages : HEA, HEB et IPE.
- IPE pour le prix l'IPN n'étant plus d'actualité.
- HEA et HEB pour leur résistance.

Pouvez vous m'aidez dans mon projet ?
Merci d'avance à tous.
-----

[invite21e9323e]

Bonsoir Shoubish & Bienvenue sur ce Forum,

D'abord une ouverture à la fois... C'est déjà assez fastidieux... Ensuite faire un schéma en vue de dessus > http://forums.futura-sciences.com/br...procedure.html Les sites hébergeurs interdit et les extensions en PDF interdite...
Pour connaître les charges descendantes, une tronçonneuse et 2 coupes virtuelles aux droits de l'ouverture... Et tu regardes tout ce qui s'écroule...
Un ou deux planchers (solives perpendiculaires à l'ouverture) >>> Largeur ouverture x portée du plancher x charges du plancher... Ensuite plancher combles, Toiture > Voir ce lien > http://forums.futura-sciences.com/br...-solivage.html
A+

[invitec36024bc]

Bonjour,

Merci pour cette bienvenue ainsi que pour cette première réponse.
Pour le schéma, un oubli de ma part, c'est chose faite maintenant.

J'espère que c'est plus clair avec le schéma.

N'hésitez surtout pas s'il vous faut des renseignements complémentaires.

[invitec36024bc]

Les dimensions des ouvertures sur le schéma sont légèrement plus grandes que citées dans mon premier message. C'est pour simplifier, la maison ayant quelques formes peu conventionnelles.

Pour les différentes charges, j'ai fait quelques calculs mais sans aucunes certitudes :

Détermination de la charge sur le poutrelle N°1:

Plancher "A" : j'ai supposé toutes les solives en appui sur la poutrelle.

Solive : 550 kg/m³ => ((0.17x0.06)x4)x15 = 0.612 m³ => 0.612x550 = 337 kg
Plancher bois : 15 kg/m² => 4x5.7 = 22.8 m² => 22.8x15 = 342 kg
Doublage BA 13 en sous face : 10 kg/m² => 4x5.7 = 22.8 m² => 22.8x10 = 228 kg
Charge d'habitation : 150 kg/m² => 4x5.7 = 22.8 m² => 22.8x150 = 3420 kg
Estimation cloison 25 m² : 10kg/m² => 25x10 = 250 kg
Charge totale => 4577 kg

Masse du plancher appliqué sur la poutrelle N°1 => 4577/2 = 2289 kg

Plancher "B" : j'ai supposé toutes les solives en appui sur la poutrelle.

Solive : 550 kg/m³ => ((0.18x0.07)x4.5)x15 = 0.85 m³ => 0.85x550 = 467.5 kg
Plancher bois : 15 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x15 = 385 kg
Doublage BA 13 en sous face : 10 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x10 = 256.5 kg
Charge d'habitation : 150 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x150 = 3848 kg
Estimation cloison 25 m² : 10kg/m² => 25x10 = 250 kg
Charge totale => 5207 kg

Masse du plancher "A" appliqué sur la poutrelle N°1 => 5207/2 = 2604 kg

Masse exercée sur la poutrelle N°1 par les deux planchers "A" et "B" = 4893 kg

Détermination de la charge sur le poutrelle N°2:

Plancher "B" : j'ai supposé toutes les solives en appui sur la poutrelle.

Solive : 550 kg/m³ => ((0.18x0.07)x4.5)x15 = 0.85 m³ => 0.85x550 = 467.5 kg
Plancher bois : 15 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x15 = 385 kg
Doublage BA 13 en sous face : 10 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x10 = 256.5 kg
Charge d'habitation : 150 kg/m² => 4.5x5.7 = 25.65 m² => 25.65x150 = 3848 kg
Estimation cloison 25 m² : 10kg/m² => 25x10 = 250 kg
Charge totale => 5207 kg

Masse du plancher "B" appliqué sur la poutrelle N°1 => 5207/2 = 2604 kg

Plancher "C" : j'ai supposé toutes les solives en appui sur la poutrelle.

Solive : 550 kg/m³ => ((0.18x0.07)x3.73)x15 = 0.7 m³ => 0.7x550 = 385 kg
Plancher bois : 15 kg/m² => 3.73x5.7 = 21.3 m² => 21.3x15 = 320 kg
Doublage BA 13 en sous face : 10 kg/m² => 3.73x5.7 = 21.3 m² => 21.3x10 = 213 kg
Charge d'habitation : 150 kg/m² => 3.73x5.7 = 21.3 m² => 21.3x150 = 3195 kg
Estimation cloison 25 m² : 10kg/m² => 25x10 = 250 kg
Charge totale => 4363 kg

Masse du plancher appliqué sur la poutrelle N°1 => 4363/2 = 2182 kg

Masse exercée sur la poutrelle N°2 par les deux planchers "B" et "C" = 4786 kg

Maintenant, je ne sais pas dimensionner les deux poutrelle nécessaires....

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite21e9323e]

Je reprends ton calcul du plancher "A" pour bien appréhender le calcul qui sera peu différent du tien en final...

Poids d'une solive au m²
0,170 m x 0,06 m x 0,65 (densité moyenne) /0,35 m (entre-axes solives) x 1 m (longueur) = ~0,020 t m² ou
20 kg/m² (solive) + 15 kg/m² (parquet) + 10 kg/m² (BA13) + 150 kg/m² (charges d'occupation > occupants, meubles & cloisons légères** type placo, fermacelle, lambris...) = 195 kg/m²
** Le législateur a prévu 30 kg/m² pour les cloisons légères et 120 kg/m² pour les personnes et leurs meubles... Et ceci à juste titre > Tu vends ta maison > Le proprio suivant déplace ta cloison et en rajoute une 2ème et crée une nouvelle pièce "30 kg/m² x 4 m x 5,7 m = ~700 kg... OK???
Charges sur l'ouverture : 195 kg/m² x 4 m x ouverture (ici ~5,7 m) / 2 = ~2200 kg

Grosso-modo 4700 kg sur le profilé N°1 (pas la peine de rajouter du poids, le coeff (ou la marge) de sécurité atteint en général 3 à 4
Qu'est-ce qui impacte la flèche > C'est le type d'appui > Simple > la poutre repose sans fixation bloquante. Encastré > l'extrémité de la poutre est bloqué > gain de 60 à 65 % sur le profilé (il faut une charge de maçonnerie conséquente ou autre résistante à la poussée vers le haut ...
Déterminer la longueur d'appui???
Si structure sur ce profilé viser une flèche L/1200 à 1500 = Portée/1200...
Si parquet flottant viser une déformation meilleure que 2 mm/2 m dans les 4 sens (perpendiculaires et diagonales)
Quand la poutrelle sera définie, il faudracalculer la pression exercée sur les jambages > murs et/ou poteau béton ou acier. Ensuite voir sur quoi s'appuie mur et pilier > Dalle + Mur vide sanitaire ou mur de refend et fondations. Il faut essayer au niveau final (par exemple fondation) de limiter la contrainte à 1 voire 2 kg/cm²)

Maintenant, je ne sais pas dimensionner les deux poutrelle nécessaires....

Quand tu auras envisager les supports, je ferais une approximation et Meister Jaunin validera ou pas jusqu'à qu'on soit tousd'accord...
Dans quelle ville résides-tu? > Pour voir la sismicité...
A+

[invitec36024bc]

Bonsoir et encore merci pour ta participation !
Et je peux voir que tu consacres "un peu de temps" à ce forum.

Effectivement, quelques nuances dans ton calcul mais presque le même résultat.

Grosso-modo 4700 kg sur le profilé N°1 (pas la peine de rajouter du poids, le coeff (ou la marge) de sécurité atteint en général 3 à 4

En revanche, sur ce point je ne te suis plus .... Je ne comprend pas ce que tu veux dire sur le coefficient de sécurité.

N'ayant encore aucune certitude sur la façon dont sera maintenue la poutrelle, il vaut mieux partir dans la pire des condition. A savoir une poutrelle en appui simple (pas d'encastrement).
Pour ce qui est des jambages, je pense vraiment partir sur des piliers en béton armé avec réalisation de semelle. Seule hic, je n'ai pas d'étude de sol et n'en ferai pas. Mais pour vous rassurer, je n'ai pas peur de surdimensionner les semelles.
De plus, ces même semelles prendront place sur un sol qui je pense est stabilisé puisque sous un mur en pierre de 50 cm plus un énorme conduit de cheminée lui aussi en pierre de 2m par 1.3m depuis plus de 100 ans !
Mur en pierre tout est dit ! C'est pourquoi je pense partir sur ces piliers en béton, je ne me sent pas de faire reposer la poutrelle dessus...
Pour donner quelques informations supplémentaires, la dalle actuelle fait 20 cm et est sur terre plein. Je ne sais pas est ne pense pas que les mur en pierre possèdent des fondations.
Cette maison se situe dans la commune de Crosville-sur-Douve (50360) dans la manche.

[invite21e9323e]

En revanche, sur ce point je ne te suis plus .... Je ne comprend pas ce que tu veux dire sur le coefficient de sécurité.

T'es pas obligé de me suivre... ... J'ai dit ça, peut-être pour signaler que ce n'est pas la peine d'augmenter les charges du fait que les flèches définies (cintre) par le législateur permet de multiplier les charges par trois avant que la déformation de la poutrelle devienne irréversible...

Mur en pierre tout est dit ! C'est pourquoi je pense partir sur ces piliers en béton, je ne me sent pas de faire reposer la poutrelle dessus...

Tu vas vite t'apercevoir, qu'il sera bien de faire reposer la poutrelle sur le mur en pierre et sur le pilier béton afin de diminuer les charges de compression...
souvent sous les murs en pierre, les bâtisseurs réalisait un béton de terre équivalent à nos fondations > Grosse pierres et cailloux mélangés avec de la terre argileuse...Indémontable...
Tes piliers BA 20 sur 20? et 20 cm d'appui simple sur le mur en pierre... Donc 40 cm d'appui de chaque côté...
Je fais une approche pour le profilé N°1 et demanderais à Meister Jaunin de peaufiner et valider le profilé...
Section profilé à définir Portée 5,7 m, charges réparties de 4700 kg avec appuis simples de 40 cm de chaque côté, longueur totale 6,5 m, flèche admissible L/1000 à L/1200...
Une approche rapide me donne un HEB 200 sans trop de contrainte...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,
Je suis par là, je me joins à la discussion.
Cordialement.
Jaunin__

[invitec36024bc]

Merci pour vos interventions !
Les deux spécialistes sont arrivés.

Tu vas vite t'apercevoir, qu'il sera bien de faire reposer la poutrelle sur le mur en pierre et sur le pilier béton afin de diminuer les charges de compression...

Mauvaise explication de ma part, vu que je grade un bout de mur de chaque coté de mon ouverture, je vais faire reposer la poutrelle dessus, mais en plus sur les piliers béton.

Section profilé à définir Portée 5,7 m, charges réparties de 4700 kg avec appuis simples de 40 cm de chaque côté, longueur totale 6,5 m, flèche admissible L/1000 à L/1200...
Une approche rapide me donne un HEB 200 sans trop de contrainte...

Merci pour cette approche, mais il faut revoir légèrement à la baisse les dimensions de l'ouverture. 5.7 m c'est la largeur de la maison. Au maximum, l'ouverture donc la porté fera 5.1 m (avec 30 cm d'appui de chaque coté). Avec 40 cm d'appui nous sommes donc à 4.9 m d'ouverture.

Si je peux me permettre d'abuser, peux tu me donner les dimensions de profilé pour un HEB, HEA et IPE.
Merci d'avance.

[invite21e9323e]

Grosso-modo 4700 kg sur le profilé N°1

Je reprends mon calcul rapidement :
4700 kg / 5,7 m x 5,1 m = 4200 kg soit par appui 2100 kg + 100 kg de profilé = 2200 kg / (20 cm x 30 cm) = 3,7 kg/cm²... Si l'on ramène cela à l'épaisseur du mur (50 cm) > 2,2 kg/cm²...
Si on ne considère que le poteau béton (20 x 20 cm) , une semelle de 2200 kg / (50 cm x 50 cm) = ~0,9 kg/cm² > de 50 x 50 cm est suffisante...
Pour la structure semelle + poteau > Regarde le post #82 de cette discussion > http://forums.futura-sciences.com/br...ml#post5056823
Meister Jaunin, je vous laisse calculer cette poutrelle, les données ont un peu changé...
Section profilé à définir sous 3 formats possibles (HEB, HEA ou IPE) Portée 5,1 m, charges réparties de 4200 kg avec appuis simples de 30 cm de chaque côté, longueur totale profilé 5,7 m, flèche admissible L/1000 à L/1200...
Shoubish, le format le plus proche de tes solives devrait être le profilé HEB, mais tu peux toujours lescaler pour les mettre à fleur des profilés...
A+

[Jaunin]

Bonjour, AMATY,

"Meister Jaunin, je vous laisse calculer cette poutrelle, les données ont un peu changé...
Section profilé à définir sous 3 formats possibles (HEB, HEA ou IPE) Portée 5,1 m,
charges réparties de 4200 kg avec appuis simples de 30 cm de chaque côté, longueur totale profilé 5,7 m,
flèche admissible L/1000 à L/1200... 4.25 et 5.1 [mm]"


Pour un HEB 180 j'ai une flèche de 3.04 [mm] et une contrainte maximum aux sorties des appuis de 135.0 [MPa]

Dans ce type de poutre c'est le plus petit, après les contraintes augmentes de trops et la flèche est limite.


Cordialement.
Jaunin__

[invitec36024bc]

Bonjour à vous !

Je reprends mon calcul rapidement :
4700 kg / 5,7 m x 5,1 m = 4200 kg soit par appui 2100 kg + 100 kg de profilé = 2200 kg / (20 cm x 30 cm) = 3,7 kg/cm²... Si l'on ramène cela à l'épaisseur du mur (50 cm) > 2,2 kg/cm²...
Si on ne considère que le poteau béton (20 x 20 cm) , une semelle de 2200 kg / (50 cm x 50 cm) = ~0,9 kg/cm² > de 50 x 50 cm est suffisante...
Pour la structure semelle + poteau > Regarde le post #82 de cette discussion > Suppression de 2 murs de refend de couloir

Merci beaucoup pour ces précisions, je m'attendais à une semelle bien plus grande. Toujours plaisant de revoir les dimensions à la baisse.
Je vais quand même vous demander une petite information tant que j'y suis. Quelle épaisseur cette semelle ?

J'ai regardé le poste que tu m'as indiqué, très joli dessins et qui me confirme la méthode de ferraillage.

Pour un HEB 180 j'ai une flèche de 3.04 [mm] et une contrainte maximum aux sorties des appuis de 135.0 [MPa]

Dans ce type de poutre c'est le plus petit, après les contraintes augmentes de trops et la flèche est limite.

Merci ton dimensionnement, je n'ai plus qu'à attendre les autres profilés.
Quel exigence, on en demande toujours plus !


Ah non ! Ce n'est pas terminé.
Pour la fixation de la poutrelle sur les piliers, je pense partir sur la solution suivante : platine acier avec goujons soudés dessus plus scellement de la platine dans les piliers.