Avis sur dimensions de poutres porteuses

[invitefadc50ce]

Bonjour, je suis en passe d'élaborer un plancher d'étage dans une vieille maison que je viens d'acquérir. Et j'aimerai avoir votre avis sur les dimensions des poutres porteuses que je souhaite mettre en œuvre.

Le plancher d'étage (pour de l'habitation) comportera donc 5 poutres HEA 240, celles ci auront une portée libre de 6,50m au pire (vieille maison dont les murs ne sont pas parallèles) et une bande de chargement de 3,50m au pire, du coup les solives bois seront des 63x175 avec un entraxe de 357mm.

J'ai donc fait 6,5 x 3,5 x 260 kg = 5915 kg. De là je me suis basé sur des tableaux issus de "acier mottard.be" et je suis arrivé à la conclusion qu'il me faudrait des HEA de 240. Cependant je ne connaît pas la flèche obtenue dans cette configuration...
Aussi est-ce que des HEB 200 voire 220 ne seraient pas préférables ? sans pour autant surdimensionner.
En attente d'une réponse, merci.
Bien cordialement.
-----

[Jaunin]

Bonjour, Hadrien1,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Vos poutrelles seront encastrées dans le mur sur quelle profondeur.
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Bonjour à tous

Et dans la même réponse, pourriez-vous préciser quelle sera la composition du plancher , depuis le plafond dessous jusqu'au revêtement dessus. Les poutres ne portent que le plancher (et les cloisons) ; pas d'autre chose au-dessus.
Quel sera l'usage du RdC : habitation, ou dépendance non chauffée ?

[invitefadc50ce]

Bonjour à tous, les poutrelles seront encastrées dans la maçonnerie de 25cm, les murs porteurs sont des murs d'adobe de 60 cm d'épaisseur et je pense donc faire des semelles en béton de 10 cm.
Le plafond sera celui d'un salon salle à manger chauffés et sera composé de Ba 13 ossature métallique OSB de 18, parquet stratifié.
En effet les poutres ne porteront que le plancher, les solives et les cloisons et sera destiné à de l'habitation.

Merci.
Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ilovir]

Je vous fais part de mon avis, à titre indicatif car mon analyse (selon Eurocode 3) ne vaut pas l'étude technique que vous devez confier à un professionnel qui prendra en compte toutes les caractéristiques du projet.

Pour les solives, en portée 3.50 m, je trouve un taux de flèche active 115 % (0.8 cm) Pas dramatique, mais ça manque un peu de confort ; quoiqu'on ait un confort vibratoire théorique convenable. Ceci, en bois C24, local classe 1 chauffé.

Mais la portée entre nus d'appui est-elle 3.50 m, ou un peu moins ? (ou plus ?)

Pour le HEA 240, je le considérerais sur appuis simples, portée libre 6.50 m. Dans ce cas, on aurait un taux de flèche de 88 % (1.15 cm), ce qui est confortable, et avec un confort vibratoire satisfaisant. Taux de travail en flexion : 45 % (acier S235)
Pas de crainte en déversement compte-tenu : du profil en H, de l'encastrement aux appuis, du blocage par les solives.

Avec un HEB 220, on aurait à peu près la même chose, mais pour un profilé plus lourd. Le HEA 240, c'est déjà un morceau de plus de 400 kg !

Le HEB 200, ça ne passerait pas, et le HEA 220 non-plus. Ensuite, on peut voir avec un IPE 300 (100 kg de moins), mais un peu plus sensible au déversement. Dans ce cas, encastrer plus, bien bloquer avec les solives.

Mon critère de flèche, c'est flèche active < 1 /500 de la portée.
En habitation, pas de recherche de tenue au feu pour les porteurs horizontaux (du moins en France).

A priori, un encastrement de 25 cm du HEA 240 dans le mur, soit la hauteur du profilé, c'est correct. Mais il convient de vérifier la contrainte que ça donne dans la maçonnerie en-dessous, sachant que ça s'ajoute aux charges qu'il y a déjà dans le mur. Valeur admissible dans la maçonnerie à évaluer en fonction de la reconnaissance sur place.

Mais voyons l'avis de Jaunin.

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,
Je n'ai pas toute vos compétences et connaissances sur la construction ainsi que sur les Eurocodes (je ne fais pas partie de UE, je rigole).
Je peu simplement simuler des poutrelles dans leur condition d'utilisation avec des contraintes supplémentaires si on me les indiques.
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Et que donne ici la simulation ?

[invitefadc50ce]

Bonsoir, la portée entre nus d'appui sera de 3,32 m au max et ce pour une partie de la maison. En effet la poutre porteuse de cette première travée ne sera pas parallèle au pignon de la maison et ainsi on aura 3,32 m de portée entre nus d'appui d'un coté et 3m de l'autre.
Pour les solives je me suis basé sur les abaques de Boisphile du site bois.com qui conseil des 63 x 175 en bois brut avec entraxes de 357mm pour une portée de 3,50m et ce pour un plancher courant : Charges 120 + 120 kg/m²
Et oui pour répondre à Jaunin les poutres porteuses supporteront le plafond du dessous (Ba13, isolation, ossature métallique) plancher (solives , OSB 18mm, parquet stratifié) et cloison (Ba13, ossature métallique). Pour généraliser, cet étage est le deuxième de la maison et sera destiné à des chambres et rangements.

J'ai également une question par rapport à la solive qui va recevoir "l'arrivée" de mon escalier ; j'entends par là la solive où le haut de l'escalier sera fixé. L'escalier sera un quart tournant au milieu. Est-ce qu'une solive de 63 x 175 suffira, dois-je en jumeler une autre ? Comment me conseillez-vous de procéder ? En sachant que cette solive de 2,78m de portée entre nus d'appuis ne soutiendra que l'escalier et une demi bande de chargement de plancher car la trémie sera de 3 m et ira d'un HEA 240 à l'autre.
Je suis tenté de pensé que ça dépend de l'escalier, mais si vous pouvez m'apporter des précisions là-dessus ça serait super.
Merci pour toutes vos réponses.

[invitef1c8f642]

bonjour,
il est conseillé de calculer les poutres en appui simple,attention aux encastrements illusoires,car si vous encastrez aux appuis,il faudra calculer la maconnerie de 60cm sous effort du moment d'encastrement,et de l'effort normal venant des étage supérieures,est de calculer les contraintes et d'analyser si ces contraintes sont acceptables
en considérant des appuis simples,le calcul sous la poutre,va engendrer que seule contrainte
Si vous faites une simulation,il est conseillé de calculer en appuis simples(voir explications),il ne suffit pas de calculer en aveugle,il faut bien connaître le fonctionnement des appuis

cordialement

géagéa

[ilovir]

Pour le coup de l'escalier, il faut voir comment il est fait et quelle charge il apporte sur la solive.

Pour les charges j'ai : plancher + solives 24 kg / m², puis cloisons 50, sol 10, plafond isolation 19, soit 103 kg / m² fixe et 150 kg/m² exploitation. Ca fait un peu plus que 120 + 120. Mais en portée 3.32, le taux de flèche revient à 103 %. Donc ces solives conviennent, et surtout si beaucoup sont à moins de 3.32 m.
A ajuster si mes calculs de poids ne sont pas tout à fait la réalité.

Merci du conseil géagéa. Si tu lis mon post tu verras que j'en avais tenu compte par anticipation.

[invitefadc50ce]

Bonjour à tous et merci à ceux qui investissent de leur temps pour répondre.
Donc pour résumé, dans mon cas de figure, les solives en 63x175 et des HEA 240 ça serait ce qu'il faut pour élaborer mon plancher d'étage, est-ce bien ça ?

[ilovir]

A mon avis, oui. En bois C24. N'oubliez pas de vérifier la résistance des murs.

[invitefadc50ce]

Pourquoi en C24 ?? Il n'était pas question de ça. Je pensais qu'on parlait de bastaings classiques, C18 c'est ça ?

[Jaunin]

Bonjour,
Pour le HEA 240, longueur 7.0 [m] avec deux appuis de de 250 [mm], une charge de 60'000 [N] uniformément répartie, sur la portée libre de 6.5 [m], sans coefficient d'euro code.

La position des contraintes 322.0 [MPa] dans le appuis et une flèche de de 5.8 [mm]

Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Regardez dans la vérification que je vous ai envoyée : j'avais considéré du C24.
Si on reprend avec portée 3.32 m, avec les charges que j'ai indiquées 103 et 150 DaN/m² (vérifiez si ça correspond bien aux matériaux que vous mettrez), on a :

En C24 : taux de travail flexion 39 % et flèche active 0.7 cm (1/475) - fréquence 10.5 Hz (> 8 - bon) et w/f =1.6 (< 1.6 - bon)
En C18 : taux de travail flexion 52 % et flèche active 0.8 cm (1/415) - fréquence 9.5 Hz (> 8 - bon) et w/f =1.9 (>1.6 - mais < 3 - moyen)

On voit que le C18 est un peu moins bien, mais qu'il convient quand-même si on ne focalise pas sur le critère du 1/500, et surtout si la plupart des portées sont < 3.32 m.

Ceci pour des solives en travées simples. Mais comment les placez-vous sur les HEA : en morceaux de 3.50 m entre 2 H, en plus grandes longueurs sur plusieurs H ?

[invitefadc50ce]

Effectivement je pensais les mettre en morceaux de 3,50m posées sur 2 H. Mais après s'il est mieux de prendre une solive de 6 m et la faire reposer sur 3 H, pourquoi pas...
Aussi, je pensais mettre des entretoises de la même section (63x175) entre ces solives afin "de faire un ensemble". Certes je sais qu'il n'est pas indispensable de mettre en œuvre des entretoises puisque la règle des 60 fois la largeur de solive n'est pas respectée. Mais avez-vous une technique pour faire tenir un solivage bois sur des poutres métalliques sans entretoises...?

[ilovir]

Merci Jaunin pour ces images. Dommage, ce n’est pas très lisible.

Pour un HEA 240

Si je le modélise en longueur 7 m, avec 4 appuis, pour une charge de 60 000 N/ml je trouve une contrainte von mises de 338 MPa (proche de vos 322) dans la travée de 6.50 m, et de 368 MPa si encastrement complet de la travée 6.50 m à ses appuis. (A noter que là, on serait déjà plastifié, et même rompu)

Comme j’ai la flemme de développer les formules de RdM, j’ai mis ça dans Freelem

Mais la charge réelle est de 8860 N/ml (non pondérée, c'est-à-dire à l’ELS). Là, on reste dans le domaine élastique.

Sous cette charge, pour la longueur de 7 m qui porterait sur 2 appuis simples espacés de 6.50 m, le soulèvement des extrémités à 0 et 7 m serait de 1.55 mm.
Ce qui veut dire que si le bout du profilé dans le mur peut bouger de 1.5 mm, il n’y a en fait plus d’encastrement, et on est en purs appuis simples espacés de 6.50 m.

Je considère que compte-tenu des conditions d’exécution, du retrait du béton de scellement, de sa qualité en compression, de la souplesse du mur lui-même, au bout d’un moment ça aura bien bougé d’à peu près les 1.5 mm.

C’est pourquoi j’ai retenu de justifier en travée sur appuis simples. S’il y a à la réalisation un peu d’encastrement, ce sera tout bénéfice. Par contre, je considère que ce scellement fera un encastrement au sens du maintien contre le déversement : la pièce ne tourne pas (ou peu) autour de l’axe vertical à l’appui, et ne se vrille pas (ou peu) autour de l’axe horizontal de la poutre. Car ce ne sont pas les mêmes effort qui sont en jeu à ce niveau.
Sachant qu'avec un IPE 300, ce serait plus difficile à bien justifier qu'avec un H.

Pour Hadrien : si les solives sont mises en morceaux de 6 à 7 m portant sur 3 H, leur raideur sera considérablement améliorée. La flèche qu'on a calculée sera divisée par 2 ou 3.

[Jaunin]

Bonjour, Ilovir,
Effectivement, désolé:

Merci Jaunin pour ces images. Dommage, ce n’est pas très lisible.

Il faudrait que j'essaye le PDF ?

Freelem est excellant mais il a disparu ?

Si je le modélise en longueur 7 m, avec 4 appuis

Je n'ai pas bien compris ?

Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
Voilà, on peut mieux grossir les images et les résultats.
J'espère que les modérateurs, que je salues, seront compréhensibles.
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

On peut encore trouver des Freelem sur le net, je crois.

Modélisation sur 4 appuis, c'est à chaque bout un appui simple, puis un autre à 25 cm du bout. L'extrémité se coince entre les deux, ce qui ne fait pas un encastrement pur, mais ressemble plus probablement à la réalité. Les nouvelles images sont plus claires. La déformation du profilé à l'appui donne l'impression qu'il se plastifie un peu, ce qui est normal sous les charges que vous avez mi.
Cdlt

[Jaunin]

Donc vous admettez un appui sur deux lignes mais pas une surface ?

[invitef1c8f642]

bonjour

avec un HEA240 on est en classe1 (flexion seule),le calcul doit être mené en plasticité,et non en élasticité,il ni a pluq de notion de contrainte,il faut faire le calcul EC3 et non CM1966 ou autres,et les conditions de flèches doivent être conforme EC3

cordialement

géagéa

[ilovir]

geagea

Lorsqu'on reste dans le domaine élastique, ce qui est notre cas puisque c'est de loin la condition de flèche qui dimensionne, les caractéristiques de la section HEA sont les mêmes qu'on se considère en classe 1, 2 ou 3.
Dès lors, le calcul en plasticité ne présente aucun intérêt et n'a pas à être mené : on est de toute façon très en deçà de la limite élastique du matériau, donc en dessous- de la plastification.
La condition de flèche est dictée par l'utilisation : pour un plancher avec revêtements, plafonds, cloisons, la flèche active doit rester en-dessous du 1/500 de la portée.
Dans la mesure où c'est plus sévère que les limites de l'EC3, celles-ci se trouvent donc satisfaites. Ce serait une erreur de vouloir s'en tenir uniquement à ces dernières.

D'ailleurs, dans ce cas, que l'on calcule en CM66 "ou autre", ou EC3, on est toujours avec le même module d'élasticité de l'acier, la même valeur d'inertie de section, les mêmes formules de calcul de flèche, et le même référentiel d'utilisation. Ce sera toujours le même résultat.

C'est un cas ultra-basique de RdM. Il suffit juste de savoir ou il se place dans le contexte du projet.

Mise à part, bien sûr, la vérification au déversement, qui est plus complexe, qui change selon CM66, additif 80, ou EC3. Mais avec ce HEA, relativement peu chargé pour respect de la condition de flèche, on est loin de ce déversement. Pour un I, comme je l'ai évoqué, il faudrait étudier de plus près les hypothèses à prendre au vu du dispositif constructif. C'est un autre débat.

Jaunin

Le modèle que j'ai indiqué est effectivement un appui sur deux lignes, même deux points puisqu'on est au niveau de la fibre neutre ! La modélisation précise en surfaces de contact, je n'ai pas ça à disposition.

[ilovir]

Jaunin, encore

En fait, dans freelem, je peux "bricoler" pour mon tronçon de poutre encastrée, un appui surfacique. En pratique mailler le tronçon de barre encastrée, et à chaque nœud mettre un appui élastique. Il faut que ce soit représentatif de l'élasticité du matériau d'encastrement. Le module d'élasticité à donner aux appuis est donc un peu arbitraire, mais on arrive à faire quelque chose qui ressemble à un appui sur des surfaces, donnant aussi une répartition de contraintes dans le matériau d'appui. Mais sans la belle représentation coloré dont tu dispose.

[invitef1c8f642]

bonjour Ilovir

je voulais signaler que même si le profilé est surdimensionné,il faudrait tout de même appliquer EC3,je sais bien que cette "étude" est simple une poutre sur 2 appuis ou plus,mais il était bon de le signaler,car il ni a plus de notion de contrainte mais de vérifier l'interaction



cordialement
geagéa

[ilovir]

J'ai bien appliqué EC3, mais ça ne se voit pas puisque quelle que soit la méthode, le résultat est le même. Que veut dire "il n'y a plus de notion de contrainte mais de vérifier l'interaction" ? Je n'ai pas vu ça dans l'EC3.

[invitef1c8f642]

bonjour Ilovir

je parlais dans le cas de section en classes1 et 2,calcul en plasticité,bien entendu en calcul en élasticité ,la notion de contrainte se fait comme a l'accoutumé,hormis les sectiions de classes 1 et 2,il est vrai que je n'avais pas explicité les différentes classes


cordialement

géagéa

[ilovir]

??? .............

[invitefadc50ce]

Bonjour, de retour après quelques kilogrammes d'acier manipulés, je reviens vers vous afin d'élaborer mon plancher du 1er étage (les 5 HEA 240 précédents étaient destinés au 2ème).
Cet étage sera composé de solives en bois brut C18, d'OSB de 18mm, de cloisons en ossatures métalliques et Ba13, sera le support d'un plafond en ossatures métalliques + Ba13 + laine minérale. Il sera, en d'autres termes, conçu pour de l'habitation.
Pour supporter cela je voudrais mettre en œuvre 2 poutrelles aciers HEA ainsi que des solives bois C18 75x225 mm .
La portée libre des HEA sera de 6,50m et la bande de chargement de 4,50m, du coup je pensais mettre un entraxe de solives de 417mm.
J'ai donc fait 6,5 x 4,5 x 260kg = 7605 kg. En me basant sur des tableaux issus de "aciers mottards.be", je suis arrivé à la conclusion qu'il me faudrait des HEA 260.

Que pensez-vous des sections des solives et poutrelles ? Est-ce que la flèche sera acceptable dans cette configuration ? Sachant que je souhaite encastrer les HEA de 26cm dans la maçonnerie.

En attente d'une réponse, merci.
Bien cordialement.

[ilovir]

Bonjour

Pour les solives, donc en portée libre 4.50 m, entraxe 0.417 m, pour les charges toujours les mêmes que pour le plancher du 2 ème, le C18 en 7.5 x 22.5 convient si on ne se focalise pas trop sur la condition de flèche active au 1/500.
On est plutôt au 1/333 à 1.35 cm, et confort vibratoire médiocre à 7.5 Hz et 2.2 mm/KN.
Avec des 10 x 22.5, ce serait nettement mieux, ou en augmentant les hauteurs (en fonction de vos fournisseurs) quitte à élargir l’entraxe. Ceci d’autant plus que les solives appuient sur des poutres (donc qui fléchissent et vibrent de leur côté) et pas sur des murs. A vous de voir.

Avec une largeur de chargement de 4.50 m, le HEA 240 pourrait convenir, mais un peu juste avec flèche active au 1/440 à 1.5 cm. Le HEA 260 donne 1.1 cm.

Mais comment est-ce disposé, pour que les solives aient une portée de 4.50 m, et que ce soit la largeur de chargement des HEA s’il n’y a que deux HEA ?