Section IPE plancher

[invitec9fbe640]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en cour de rénovation sur une très vielle maison et j'arrive à la limite de mes compétences pour définir la section de 2 IPE afin de reprendre la charge d'un plancher existant.

La pièce fait 5.75 x 5.88 m
Solive en chêne 160 x 160 mm longueur 5.88 m
entraxe 65 cm

d’après un ami elles sont trop juste (même si elles n'ont pas de cintre) et il faut faire une reprise intermédiaire avec "a vu de nez" une poutre de 200 x 300 en bois.

La hauteur de la poutre est une contrainte, c'est donc pour cela que je me dirige vers 2 ou 1 IPE, avec poteaux verticaux pour fixation.

il y aura un plancher OSB + Parquet flottant et en dessous placo suspendu + 60 mm d'isolation acoustique

auriez vous la gentillesse de m'éclairer les sections appropriées (pour 1 ou 2 IPE).

Ci-joint croquis de la pièce.

Merci d'avance

Michel
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[invitec9fbe640]

Re,

après quelque recherches j'ai trouver un logiciel en ligne de calcul, seulement je trouve les résultats incohérents et je ne m'explique pas le fait de gagner que 20 mm sur la hauteur de IPE en passant de 1 à 2, ci-dessous les captures des résultats.

j'ai pris en compte pour le poids :
66 Kg de charges permanente (plancher, osb, solives, placo)
150 kg de charges ponctuelles

soit 216 Kg x 33,81 m² => 6772 Kg

Version 1 IPE : 3386 Kg
version 2 IPE : 2258 Kg / IPE

le résultat de la version 1 me donne un IPE de 220 mm et la version 2 un IPE de 200 mm.

ou est ce que je me suis trompé car je pensais pouvoir passer 2 IPE de 160 mm.

merci

michel

[invite9514ad45]

Bonjour,
Les charges utilisées doivent être des charges linéiques.
Le problème se trouve au niveau de la contrainte admissible, elle correspond à la limite élastique soit 24 daN/cm² car les daN/mm² ne sont pas homogène à des MPa.
La contrainte se vérifie sous ELS soit 1.35 G + 1.5 Q et la flèche sous G + Q.
Clt

[invitec9fbe640]

merci tducrot,

là pour le coup tu me parle chinois, est ce que tu peux m'indiquer quel paramètre changer dans la feuille de calcul pour arriver à bien déterminer les IPE ?

http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html

merci

Michel

[A voir en vidéo sur Futura]

[ilovir]

Bonjour

Je retiens comme hypothèses : plafond isolation : 17 kg/m² - OSB 22 : 14 kg /m² - revêtement de sol : 8 kg / m² - cloisons : 40 kg / m² réparti. Exploitation 150 kg/m² (dont 20 % perment)

Les solives en portée 5.88 m n'ont à mon avis aucune chance : taux de travail en flexion 90 % (en supposant du chêne D24), et flèche de 5 cm, alors qu'il ne faudrait pas dépasser 1.2 cm. Evidemment, confort vibratoire tout simplement atroce : un trampoline.

Pas étonnant, une portée de 5.88 m, c'est au delà du raisonnable pour de simples solives.

Donc, le renfort par dessous est envisageable, mais se confronte au même problème : 5.75 m, c'est encore une sacré portée.

De mon côté, en faisant un calcul simplifié, considérant le renfort comme appui rigide, et en forfaitisant la charge reçue dans ce cas, je trouve un minimum de :

Un IPE 270 (poids 36 kg) au milieu (largeur de chargement 3.5 m)
Deux IPE 240 (31 kg chaque) aux tiers (largeurs de chargement 2.25 m)

Ceci pour rester avec une flèche active de l'ordre du 1/450 à 1/500 de la portée. Sachant que de tels profilés dans ces conditions sont soumis au déversement, c'est à dire la déformation en vrille lors de la flexion. Il convient de s'opposer à ce déversement par une entretoise qui peut être en bois, de toute la hauteur du profilé, calée entre les murs, parallèle donc aux solives.

Autre solution : profilés HEA 220 (50 kg) ou 200 (42 kg) respectivement. Mais ces HEA ont quand-même un peu plus de mal, surtout le 220 ; il faudrait plutôt un HEB 220. Là par contre plus de risque de déversement.

Ensuite, on peut faire une approche plus sioux : regarder comment ça travaille en poutres croisées, c'est à dire en regardant ce que les solives peuvent prendre sur les 5.88 m, de façon à ne dimensionner le renfort que pour ce qu'il reste à prendre. Principe selon lequel il vaut mieux s'unir plutôt que de compter sur les autres.

C'est un peu plus long à calculer, mais en fait c'est un peu plus proche de ce qui se passe dans la réalité (enfin, dans le principe en tous cas).
Je ne présume pas, mais peut-être se rapprocherait-on comme cela de vos propositions.

[invitec9fbe640]

Bonjour Ilovir,

merci pour l'étude et le temps passé, je répond à différents éléments :

Je retiens comme hypothèses : plafond isolation : 17 kg/m² - OSB 22 : 14 kg /m² - revêtement de sol : 8 kg / m² - cloisons : 40 kg / m² réparti. Exploitation 150 kg/m² (dont 20 % perment)

il n'y aura pas de cloison, c'est une grande chambre.

Les solives en portée 5.88 m n'ont à mon avis aucune chance : taux de travail en flexion 90 % (en supposant du chêne D24), et flèche de 5 cm, alors qu'il ne faudrait pas dépasser 1.2 cm. Evidemment, confort vibratoire tout simplement atroce : un trampoline.

Pas étonnant, une portée de 5.88 m, c'est au delà du raisonnable pour de simples solives.

Les solives sont d'origine, 150 ans, et elles ont tout au plus une flèche de 1 cm. On sens la souplesse quant on saute bien évidement mais pas plus que cela.

est il possible d'approfondir ?

Merci

Michel

[Jaunin]

Bonjour, Tducrot,
Je n'ai pas bien compris votre remarque :

Le problème se trouve au niveau de la contrainte admissible, elle correspond à la limite élastique soit 24 daN/cm² car les daN/mm² ne sont pas homogène à des MPa

http://www.translatorscafe.com/cafe/...limeter%C2%B2/

Cordialement.
Jaunin__

[invite9514ad45]

Ma remarque était pourquoi se limite t'on à 120 Mpa soit 50 % de la contrainte max ?

[ilovir]

mb22

Le calcul de flèche à 5 cm, tout comme celui des contraintes, est conventionnel, en supposant bois D24, avec les charges que j'ai indiquées, qui sont normalisées.

Si on enlève les cloisons, et que de par l'occupation, on reste loin des 150 kg /m², par exemple à 30 kg (ce qui fait 1 tonne dans la pièce), la flèche calculée n'est plus que de 1.6 cm.
Si le bois est un peu meilleur que du D24, ce peut être encore moins que ce 1.6.

En fait, la plus grosse difficulté pour estimer par le calcul ce qui se passe en vrai , c'est d'estimer les caractéristiques du bois en place. Et là, ça reste forcément une inconnue, surtout pour moi derrière mon écran. J'ai pris un module élastique de 11 GPa (donc en fait plus que celui du D24 - j'avais déjà un peu triché), sachant que la valeur moyenne du chêne, voir fiches Tropix Cirad, est donnée entre 11.5 et 15, soit un peu plus de 13.

Par ailleurs, si le confort vibratoire se mesure par les paramètres : fréquence propre, W/ F (almplitude), et vitesse impulsionnelle (il y a des petites formules pour cela), il se vérifie qu'à un bon confort vibratoire correspond assez bien un plancher à solives bois dont la flèche active sera du 1/500 de la portée, sous les charges normalisées.

D'ailleurs, dans votre cas avec ces solives en place, je trouve une fréquence de 3.8 Hz (pour mini 8 souhaité), et un W/F de 4.6 mm/kN pour 1.6 maxi souhaité. C'est cohérent avec la flèche excessive de 5 cm.

Si les 40 et 150 kg/m² n'y seront pas forcément pour qu'on voit la flèche de 5 cm, le défaut de confort vibratoire sera par contre perçu. Notez qu'il sera d'autant plus perceptible que le plancher sera chargé.

Mais mesurez plus précisément la flèche réelle : à deux, un cordeau tendu d'un bout à l'autre de la portée, et mesure du creux au milieu (le cordeau bien tendu est pratiquement rectiligne). Si les données sont précises, on peut essayer de "retrouver" quel est le module réel de l'existant. Section 16 x 16 exactement ?
Et quelles charges y a-t'il en l'état actuel sur le plancher ancien (sa composition) ?

[ilovir]

tducrot et mb22

Je n'avais pas regardé les miniatures de capture d'écran de résultats mb22.

Si on regarde par exemple l'IPE 220, on voit que mb 22 a entré en charge 3386 DaN, soit 589 DaN/ml.

Ce serait donc une largeur de chargement de 589/216 = 2.73 m. Normalement, il faudrait prendre la moitié de la largeur de 5.88 + 25 % de majoration pour solives en appui continu : ça ferait 3.67 m (j'ai pris 3.50 m dans mon propre calcul simplifié).

Avec les 589 DaN/ml, on trouve bien une flèche de 15 mm, soit 1/383 de la portée. C'est "admissible", mais c'est pas bon ; il vaut mieux viser le 1/500.

Par contre je ne vois pas ce qu’il fait avec son calcul en résistance. Il trouve une « contrainte pondérée » de 102.3 MPa, mais ça c’est ce qu’on trouve comme valeur avec les charges (y compris poids propre du profilé), non pondérées. Soit donc avec 589 + 26 = 615 DaN /ml.

C’est peut-être pour ça qu’il se donne un coefficient de sécurité de 0.5, mais cela ne correspond à rien de normalisé. Dans le calcul normalisé on pondère les charges permanentes par 1.35, puis les autres par 1.5, et on compare le résultat à la limite élastique 235 MPa, avec dans certains cas un coef sécurité 1.1 ou plus (mais c’est un autre débat).

Par ailleurs, il ne tient pas du tout compte du déversement, qui avec une poutre de cette longueur, est plus contraignant que le calcul en flexion simple.

C’est l’ennui avec ce type de feuille de calcul, tout comme avec les abaques : on ne sait pas ce que l’auteur s’est cuisiné, et cela peut conduire à de mauvaises surprises à la sortie.

[invitec9fbe640]

Bonsoir ilovir,

merci pour vos explications, même si je n'ai pas tout compris.

mb22
Mais mesurez plus précisément la flèche réelle : à deux, un cordeau tendu d'un bout à l'autre de la portée, et mesure du creux au milieu (le cordeau bien tendu est pratiquement rectiligne). Si les données sont précises, on peut essayer de "retrouver" quel est le module réel de l'existant. Section 16 x 16 exactement ?
Et quelles charges y a-t'il en l'état actuel sur le plancher ancien (sa composition) ?

Pour la flèche elle varie de 1 cm (sur les solives des bords) à 1,5 cm (sur les centrales).

pour les sections, entre 15,5 x 15,5 à 16 x 16 cm

le plancher est un chêne massif de 25 mm d'épaisseur, en sous face il y à un plafond en lambris de 21 mm en sapin.

voila si il faut d'autres informations n'hésitez pas.

Michel

[ilovir]

J’ai fait un modèle, assez théorique. La charge se répartit entre poutres bois et renfort acier, et j’ai donné au bois un module d’élasticité réduit pour simuler un report partiel des charges à long terme sur l’acier lors du fluage du bois.
Je précise que je ne tiens pas compte du poids des solives elles-mêmes dans le renfort acier : on part de l’état existant.

J’ai par contre laissé la vérification des solives en EC 5 comme si elles étaient posées neuves.

Plancher 14 + sol 8 + cloisons 40 + plafond 17 = 79 kg / m² + poids des solives
Exploitation : 150 kg / m² (dont 20 % permanent)
C’est très près du fameux « 120 / 120 »

Entraxe des solives 64 cm, portée 5.88 m - Renfort acier : portée de 5.75 m
Bois équivalent D24, soit f,m,d bois : 24 x 0.8 / 1.3 = 14 7 MPa.
Module élasticité du bois 11 000 MPa pour la vérification des solives et 78 % x 11 000 = 8 600 MPa pour le calcul des efforts dans les renforts acier.

Acier S 235 donc fy = 235 MPa et E = 210 000 MPa

Emploi du logiciel Freelem, dont les résultats obtenus sont résumés dans le tableau ci-joint.

Fréquence propre sur base charges permanentes et 20% de la charge d’exploitation.
Les taux de déversement trop élevés peuvent passer sous 100 % moyennant étrésillonnement du renfort acier en son milieu (ou éventuellement par une bonne fixation aux solives).

Je reprécise que la présente analyse est une présentation purement théorique, ouverte à la discussion.
Sur le plan pratique, c’est juste pour donner un ordre d’idée, parce que le dimensionnement réel adéquat est à déterminer par un professionnel qui pourra analyser le sujet dans tous ses tenants et aboutissants. Je ne peux pas faire une intervention de bureau d’études.

En ce qui concerne les flèches admissibles, on voit que la limitation au 1/500 de la portée, soit 11.5 mm, correspondrait assez bien à une fréquence proche de 8 Hz, donc au confort vibratoire (minimal).

[invitec9fbe640]

Bonsoir Ilovir,

je vous remercie pour ces explication complète, le seul point que je ne comprend pas c'est cette partie de votre explication car dans le tableau il n'apparais qu'une référence au 1/350 ème et non 1/500 ème.

J
En ce qui concerne les flèches admissibles, on voit que la limitation au 1/500 de la portée, soit 11.5 mm, correspondrait assez bien à une fréquence proche de 8 Hz, donc au confort vibratoire (minimal).

Si j'analyse votre tableau couplé à vos explications je peux utiliser un IPE de 240 mm, solidement fixé au solive (pour éviter le déversement) c'est bien cela ?

Quelle serait la section d'IPE à utiliser en poteaux verticaux, je ferais souder une platine en tête de poteau pour boulonner l'IPE horizontal.

Encore merci de votre implication.

Michel

[ilovir]

Dans le tableau je n'ai mis en définitive que la référence aux limites normalisées, et le cas du 1/500 a été traité juste en remarque, pour confirmer ce que je vous avais dit : en se donnant 1/500 comme limite de flèche active en statique, on arrive au confort vibratoire limite (7.75 pour 8, si on compare aux résultats du tableau).

Et pour répondre à l'autre partie de votre question initiale, pour réduire la hauteur, on peut mettre 2 HEA 200, cote à cote au milieu de la portée des solives. On obtient un meilleur résultat en résistance ( + 15 % d'un HEA 240), et un résultat un peu moins bon en déformation, donc en confort vibratoire (95 % d'un HEA 240).

Les poutrelles acier bien fixées aux solives en parties milieu : pourquoi pas des percements des ailes pour mettre des tire fonds en 6 mm (si possible sans jeu à la traversée de l'acier). Et aussi poutrelles bien bloquées encastrées à leurs appuis dans les murs. Cela ne fera pas un encastrement en flexion, mais améliorera la tenue au déversement.

Mais tout ceci, toujours à titre indicatif. Je ne me substitue pas à votre bureau d'études.