Panne 75*225 de 4.20: support de plafond possible?

[hhb]

Bonjour,

J'ai fouillé ce forum, avec notamment ce lien http://forums.futura-sciences.com/br...5-225-a-2.html permettant le calcul des charges en toiture, mais je suis limite et pas tout à fait dans le même cas, raison pour laquelle je me permet d'ouvrir ce post.

Je veux faire un plafond "plat" dans mes combles, je comptais donc mettre une armature bois reprise sur une panne de la toiture. Ma question est de savoir si cette panne peut supporter cette surcharge.

La panne fait 10m de long, mais l'espace entre les fermes est de 4.20m (c'est cette longueur qui m'importe, je précise la longueur totale car je n'ai pas bien compris les histoires d'en appui/encastré)
La bande de chargement de la panne fait 1.50.
J'ai donc une surface totale de toiture de 6.3m²
J'ai des tuiles mécaniques pesant 45kg par m²
J'ai de la volige sous les tuiles 10kg par m²?
Je suis dans le Médoc, dans le 33, à 9m au dessus du niveau de la mer. La neige est une légende.

J'arrive donc à 346kg sur cette panne en négligeant la neige, mais sans compter le vent (je sais qu'il faut que je le compte).
J'estime le poids de mon plafond lambris/isolant/solivette à 350kg (en tout), une surcharge de 175kg(la moitié) est elle possible pour ma panne? (521kg sans prise en compte du vent)

Ma panne fait 75*225, portée 4.2m (mais se prolonge des deux côtés).

Je ne sais pas comment prendre en compte le vent. J'ai une toiture 4 pans, la maison a un étage.

J'apprécierai un coup de main, je suis un peu perdu et ne sais pas trop ce qui est tolérable ou pas.
J'ai éventuellement la possibilité de faire des reprises d'appui verticales de mon plafond sur 2 autres pannes, permettant de passer de 175 de surcharge à 130 (476kg sans prise en compte du vent)

A bientôt.
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[ilovir]

Bonjour

Avec un petit croquis, ce serait beaucoup mieux, et encore mieux avec une photo de la charpente. Les pannes sont-elles déversées ? Comment les chevrons sont bloqués (ou non) en partie basse ? Pour le vent, il faut avoir la pente du toit, les dimensions générales et la hauteur, et si vous êtes en rase campagne, ville ou village.

Le bois paraît-il être sain et solide ?

[hhb]

Bonsoir,

les pannes sont déversées, les chevrons sont encastrées dans le mur en partie basse et reposent contre le chevron opposé au dessus de la faitière, il y a deux pannes intermédiaires. Je ne l'ai pas précisé car je ne pensais pas que ça importait.
Le toit est peu pentu, je tenterai un 30% à la louche, à voir s'il faut une mesure plus précise.
La hauteur des murs de la maison est de 5m40. 10m40 sur 8m (10m 40 étant dans le sens des pannes)
Je suis à la campagne, il y a un banc d'arbres du côté des vents dominants de l'autre côté de la route (plus hauts que la maison).
J'ajoute que ces pannes sont parallèles à la direction des vents dominants.
Le bois parait sain et solide.

Je verrai pour faire une photo si c'est nécessaire.
Merci pour votre attention en tout les cas.

[hhb]

Bonsoir, voici une photo, l'idée est de faire porter des demi-bastaings sur la première panne (et sa jumelle sur le mur opposé) parallèles à la grosse ferme pour supporter un faux plafond léger (lambris+isolation, les fameux 350kg de surcharge pour mes pannes)

[A voir en vidéo sur Futura]

[hhb]

J'ajoute que mes chevrons sont des 7/7 donc largement surdimensionnés par rapport à la charge des tuiles, je pourrais aussi me reprendre dessus pour fixer mon faux plafond, mais le poids va se transférer à la panne en dessous, donc je ne suis pas certain que ça change quelque chose...

[ilovir]

Hypothèses

Emprise au sol 8.60 m x 11 m, et hauteur au faitage 5.50 m.
Angle de toiture 17 ° (cos = 0.956 et tan = 30.6 %)
Zone 2 pour le vent et pour la neige. Site campagne 3a pour le vent.

Le bois est considéré de classe structurale C24, c'est-à-dire de bonne qualité.
Pannes de section effective à l’état sec (12%) : 7.5 x 22.5 cm.
La panne est en un morceau de bois d’une seule longueur entre les 3 fermes, portées 4.20 m donc, c'est-à-dire panne en continuité sur trois appuis.

Les chevrons sont fixés sur la panne faitière et dans les murs gouttereaux.
De ce fait ils appuient sur les pannes ventrières perpendiculairement au plan du versant de toiture, de façon que les ventrières ne soient sollicitées en flexion que selon leur axe fort.

Tuiles + voliges + litelage + chevrons = 65 kg/m² (rampant)
Plafond horizontal ajouté (avec sa structure) : 30 DaN/m² x 3 = 90 DaN / ml de panne ventrière du bas.

La validité de ces hypothèses sera à vérifier sur place.

Données résultantes

Vent : qp(z) = 52.5 DaN/m², Ce = 0.27, Ci= -0.3, d’où pression sur le versant : 0.57 x 52.5 = 30 DaN/m². Attention, s’il y a plus de pente, c’est plus.

Neige : 45 x 0.8 = 36 DaN/m² projection horizontale.

Charges, dans le sens fort de la panne :

G= 1.5 x 65 x 0.956 = 93.2 DaN/ml - Charges permanentes (+ poids de la panne)
S = 1.5 x 36 x 0.956 x 0.956 = 49.4 DaN/ml - Neige
W = 1.5 x 30 = 45 DaN/ml - Vent

Le cas défavorable en résistance (ELU) sera : 1.35 G + 1.5 S pour résistance du bois f,m,d = 16.6 MPa

Le cas défavorable en déformation (ELS) sera : G + W + 0.5 S, le W et la S étant appliqués sur une seule des deux portées.

Je prends en compte la continuité de la panne sur son appui milieu, en négligeant la continuité sur les « petits bouts » de 1 m vers les croupes (qui soulagent un peu les grandes travées)

Résultats

En l’état actuel :

Taux de travail en flexion dans la panne (ELU) au niveau de son appui milieu : < 45 %
Flèche élastique (non compris fluage) : 5.2 mm

Après ajout du plafond :

Taux de travail en flexion : < 70 %
Flèche avec le fluage du au plafond : 9.1 mm



Dans les deux cas, les taux de travail restent bien inférieurs à 100 %, et la flèche reste inférieure à 1/ 400 de 4.20 m. (acceptable jusqu’à 1 / 200)
Le taux de travail en cisaillement reste modeste.
Je serais d'avis de mettre une suspente intermédiaire depuis la faitière, pour tenir la structure principale du plafond. Aucun problème vis à vis de cette faitière.

NB : Ces indications sont données à titre indicatif, pour permettre une idée de la faisabilité. Je ne garantis pas l’absence d’erreur dans les calculs. Avant toute réalisation, un projet est à établir par un professionnel de la charpente, avec examen de l’état des lieux.

[papiniere]

bonjour
http://forums.futura-sciences.com/ha...e-piece.htmlvu la photo
moi si je faisait le travail sur la longueur 4.20m je coupe en trois les 4.20 donc 1.40 place basting 175/65 en travers a chaque 1.40 en appui sur les deux pannes et je place un renfort du faitage au basting boulonné et ensuite dans le sens des pannes des solivettes
175/32 tout les 60cm pour fixer pattes a placo pour rail f 530 les deux basting vont rigidifié l ensemble et seront reprit au milieu par faitage
conseil d un ancien de la charpente

[hhb]

Hypothèses

Emprise au sol 8.60 m x 11 m, et hauteur au faitage 5.50 m.
Angle de toiture 17 ° (cos = 0.956 et tan = 30.6 %)
Zone 2 pour le vent et pour la neige. Site campagne 3a pour le vent.

Le bois est considéré de classe structurale C24, c'est-à-dire de bonne qualité.
Pannes de section effective à l’état sec (12%) : 7.5 x 22.5 cm.
La panne est en un morceau de bois d’une seule longueur entre les 3 fermes, portées 4.20 m donc, c'est-à-dire panne en continuité sur trois appuis.

Les chevrons sont fixés sur la panne faitière et dans les murs gouttereaux.
De ce fait ils appuient sur les pannes ventrières perpendiculairement au plan du versant de toiture, de façon que les ventrières ne soient sollicitées en flexion que selon leur axe fort.

Tuiles + voliges + litelage + chevrons = 65 kg/m² (rampant)
Plafond horizontal ajouté (avec sa structure) : 30 DaN/m² x 3 = 90 DaN / ml de panne ventrière du bas.

La validité de ces hypothèses sera à vérifier sur place.

Données résultantes

Vent : qp(z) = 52.5 DaN/m², Ce = 0.27, Ci= -0.3, d’où pression sur le versant : 0.57 x 52.5 = 30 DaN/m². Attention, s’il y a plus de pente, c’est plus.

Neige : 45 x 0.8 = 36 DaN/m² projection horizontale.

Merci infiniment pour ces calculs.

Je me suis au passage mal exprimé quand je parlais de pente de 30%, je voulais parler d'angle de 30° (j'ai fait un peu de trigo, et j'arrive à 27°). Je n'ai pas compris le calcul pour la charge de vent (le ce et ci), le passage de 17° à 27° de pente change significativement la charge du vent je suppose?

[hhb]

J'ai bien noté votre conseil à tous les deux de support au centre sur la faitière. J'ai également la possibilité d'un renvoi au sol (une cloison rail/montant/ba13) sous la faitière (donc portée de 2m30 de chaque côté). Mon plancher et les solives et poutres de l'étage en dessous ont été dimensionnées pour de l'habitation (je le dis vu que ça a l'apparence d'un grenier)

Cordialement.

[ilovir]

Hypothèses modifiées

Emprise au sol 8.0 m x 11 m, et hauteur au faitage 5.50 m.
Angle de toiture 27 ° - cos (27) = 0.891 et tan (27) = 51 % (pente du toit)
Zone 2 pour le vent et pour la neige. Site campagne 3a pour le vent.

Le bois est considéré de classe structurale C24, c'est-à-dire de bonne qualité.
Pannes de section effective à l’état sec (12%) : 7.5 x 22.5 cm.
La panne est en un morceau de bois d’une seule longueur entre les 3 fermes, portées 4.20 m donc, c'est-à-dire panne en continuité sur trois appuis.

Les chevrons sont fixés sur la panne faitière et dans les murs gouttereaux.
De ce fait ils appuient sur les pannes ventrières perpendiculairement au plan du versant de toiture, de façon que les ventrières ne soient sollicitées en flexion que selon leur axe fort.

Tuiles + voliges + litelage + chevrons = 65 kg/m² (rampant)
Plafond horizontal ajouté (avec sa structure) : 30 DaN/m² x 2.7 = 81 DaN / ml de panne ventrière du bas.

La validité de ces hypothèses sera à vérifier sur place.

Données résultantes

Vent : qp(z) = 52.9 DaN/m². Au niveau de la ventrière du bas, on a : Ce (pression extérieure) = 0.50 , Ci (dépression intérieure) =-0.3, d’où pression résultante sur le versant : 0.80 x 52.9 = 42.3 DaN/m². (c’est sensiblement plus qu’avec pente 30 %)

Neige : 45 x 0.8 = 36 DaN/m² projection horizontale.

Charges, dans le sens fort de la panne (perpendiculairement au versant) :

G= 1.5 x 65 x 0.891 = 86.9 DaN/ml (+ poids de la panne) - Charges permanentes
S = 1.5 x 36 x 0.891 x 0.891 = 42.9 DaN/ml - Neige
W = 1.5 x 42.3 = 63.5 DaN/ml - Vent

Le cas défavorable en résistance (ELU) sera : 1.35 G + 1.5 W + 0.75 S, avec résistance de calcul du bois en flexion : f,m,d = 24 x 1.1 / 1.3 = 20. 3 MPa

Le cas défavorable en déformation (ELS) sera : G + W + 0.5 S ; le W et la S étant appliqués sur une seule des deux travées en continuité.

Je prends en compte la continuité de la panne sur son appui milieu, en négligeant la continuité avec les « petits bouts » de 1 m vers les croupes (qui soulagent un peu les grandes travées)

Résultats

En l’état actuel :

Taux de travail en flexion simple dans la panne (ELU) au niveau de son appui milieu : < 45 %.
Flèche élastique (non compris fluage) : 5.6 mm

Après ajout du plafond :

Taux de travail en flexion : < 63 %
Flèche avec le fluage du au plafond : 9.1 mm

Dans les deux cas, les taux de travail restent bien inférieurs à 100 %, et la flèche reste inférieure à 1/ 400 de 4.20 m. (acceptable jusqu’à 1 / 200)
Le taux de travail en cisaillement reste modeste.

Remarques

Le résultat final avec pente de toit 50 % au lieu de 30 %, il y a un peu plus d'effort dans la panne, mais il y a surtout une plus grande poussée des chevrons parallèlement à la pente. Donc davantage d’effort sur le mur en bas, et à la faitière en haut. Bien vérifier le bon assemblage du haut des chevrons sur la faitière et (ou) entre eux

Il se produit des efforts de vent sur le plafond lui-même, dans le cas de surpression dans le comble. Cela est difficilement évaluable : certains fabricants de plafond parlent de 10 kg/m² ; voir les notices de fabricants. C’est à ajouter donc aux charges, pour le calcul de la structure du plafond, mais ne change rien vis-à-vis des pannes.

Je serais d'avis de mettre au moins un jeu de suspentes intermédiaires (depuis la faitière), pour tenir la structure principale du plafond. Eventuellement, deux autres jeux sous les ventrières hautes.
Cela ne pose aucun problème vis à vis de ces autres pannes, notamment la faitière qui est bien braconnée d’après la photo.

NB : Ces indications sont données à titre indicatif, pour permettre une idée de la faisabilité. Je ne garantis pas l’absence d’erreur dans les calculs. Avant toute réalisation, un projet est à établir par un professionnel de la charpente, avec examen de l’état des lieux.

[hhb]

Merci beaucoup pour le calcul et les conseils. Et merci pour l'explication concernant le Ce et Ci

Je vais mettre des suspentes donc comme vous le conseillez.

PS: un passage m'inquiète à la relecture:

La panne est en un morceau de bois d’une seule longueur entre les 3 fermes, portées 4.20 m donc, c'est-à-dire panne en continuité sur trois appuis.

On est d'accord qu'il y a 4,20m entre 2 appuis sans appuis intermédiaires? (et pas 4,20m de longueur totale donc avec un appui au milieu à 2m10?)

Cordialement.

[ilovir]

il y a 4.20 m entre appuis, mais c'est le même morceau de bois qui est en continu sur 2 fois 4.20 m, et non pas deux morceaux distincts posés bout à bout. Donc, une seule panne de 8.40 m de long (et même 10.40 avec les petits bouts. C'est bien ce que j'ai compris qu'il fallait comprendre ? Si ce n'et pas ça, ça change tout

[hhb]

La panne fait 8m60 de long: 4m20 entre les deux fermes, et 2m à chaque bout qui sont cloués à leur bout.

L'une des pannes est en deux morceaux, raccordés entre eux au niveau de la ferme par un long biseau. (je ne sais pas si ça change par rapport aux fait d'avoir une panne venant d'un seul morceaux). J'ai une autre ventrière supérieure qui est également le résultat de deux morceaux assemblés en biseaux entre eux au dessus d'une ferme.

[ilovir]

Si la panne est en deux morceaux assemblés en biseau sur la ferme, ça change effectivement tout : il n'y a plus de continuité au droit de la ferme, et on est en deux travées simples indépendantes.

Je vais donc revérifier dans cette configuration, mais ce ne sera plus du tout pareil.

[ilovir]

Hypothèses re-modifiées (version 3)

Emprise au sol 8.0 m x 11 m, et hauteur au faitage 5.50 m.
Angle de toiture 27 ° - cos (27) = 0.891 et tan (27) = 51 % (pente du toit)
Zone 2 pour le vent et pour la neige. Site campagne 3a pour le vent.

Le bois est considéré de classe structurale C24, c'est-à-dire de bonne qualité.
Pannes de section effective à l’état sec (12%) : 7.5 x 22.5 cm.
Les pannes sont en travées simples de 4.20 m de portée entre fermes. Il n’y a pas de continuité sur appuis.

Les chevrons sont fixés sur la panne faitière et dans les murs gouttereaux.
De ce fait ils ne glissent pas selon la pente, et appuient sur les pannes ventrières perpendiculairement au plan du versant de toiture, de façon que les ventrières ne soient sollicitées en flexion que selon leur axe fort.

Tuiles + voliges + litelage + chevrons = 65 kg/m² (rampant)
Plafond horizontal ajouté (avec sa structure) : 30 DaN/m² x 2.7 = 81 DaN / ml de panne ventrière du bas.

La validité de ces hypothèses sera à vérifier sur place.

Données résultantes

Vent : qp(z) = 52.9 DaN/m².
Au niveau de la ventrière du bas, on a : Ce (pression extérieure) = 0.50 , Ci (dépression intérieure) =-0.3, d’où pression résultante sur le versant : 0.80 x 52.9 = 42.3 DaN/m².
Au niveau de la ventrière du haut : c’est 0.66 x 52.9 = 34.9 DaN/m²
(c’est sensiblement plus qu’avec pente 30 %)

Neige : 45 x 0.8 = 36 DaN/m² projection horizontale.

Charges, dans le sens fort de la panne (perpendiculairement au versant) :

G= 1.5 x 65 x 0.891 = 86.9 DaN/ml (+ poids de la panne) - Charges permanentes
S = 1.5 x 36 x 0.891 x 0.891 = 42.9 DaN/ml - Neige
W = 1.5 x 42.3 = 63.5 DaN/ml – Vent (et 52.4 DaN/ml sur ventrière du haut)

Le cas défavorable en résistance (ELU) sera :

Sans plafond : 1.35 G + 1.5 W + 0.75 S, avec résistance de calcul du bois en flexion : f,m,d = 24 x 1.1 / 1.3 = 20. 3 MPa
Avec plafond : 1.35 G + 1.5 S avec : f,m,d = 24 x 0.9 / 1.3 = 16.6 MPa.

Le cas défavorable en déformation (ELS) sera : G + W + 0.5 S (dans chaque travée)

Résultats

En l’état actuel :

Taux de travail en flexion simple dans la panne (ELU) en milieu de travée : < 45 %.
Flèche élastique (non compris fluage) : 9.7 mm

Après ajout du plafond :

Taux de travail en flexion : < 65 %
Flèche avec le fluage du au plafond : 17.6 mm

Dans les deux cas, les taux de travail restent bien inférieurs à 100 %. Les mêmes que si on avait une continuité sur appui, mais pas au même endroit : ici, en milieux de travées.

Les flèches atteintes sont par contre plus importantes que s’il y avait continuité.
Elles restent inférieures à 420 / 200 = 21 mm (limite Eurocode 5)

Mais cette valeur de 1/200 n’est pas bien compatible avec la présence de plafond et cloisons, pour lesquelles on préfère s’en tenir à L / 500 (chez les riches) et à L /350 dernier carat (chez les moins riches), soit 1.2 cm.

Cependant si on ajoute un jeu de suspentes de plafond à chaque cours de panne y compris faitière, la charge de plafond sur les ventrières s’en trouve diminuée, et la flèche revient vers 1.2 à 1.3 cm.

On voit que ce serait limite acceptable. Bien revérifier les hypothèses et les calculs, et ne pas trop craindre les petites fissures entre cloisons et plafonds.

Remarques

Il se produit des efforts de vent sur le plafond lui-même, dans le cas de surpression dans le comble. Cela est difficilement évaluable : certains fabricants de plafond parlent de 10 kg/m² ; voir les notices de fabricants de plafonds et suspentes. C’est à ajouter donc aux charges, pour le calcul de la structure du plafond, mais ne change rien vis-à-vis des pannes.

NB : Ces indications sont données à titre indicatif, pour permettre une idée de la faisabilité. Je ne garantis pas l’absence d’erreur dans les calculs. Avant toute réalisation, un projet est à établir par un professionnel de la charpente, avec examen de l’état des lieux.

[hhb]

Merci beaucoup pour toutes tes précisions, et désolé de ne pas avoir été suffisamment précis la première fois.

Le fait de faire reposer le plafond sur une cloison sous la faitière (renvoi au sol de type rail/montant/ba13) est-il redondant avec la suspente à la faitière?

Pour la mise en place des suspentes, les mettre sur les côtés des chevrons juste au dessus ou au dessous des pannes est-il possible? Cela me semble plus facile vu que j'aurai ainsi une surface verticale au lieu de la panne déversée (mes chevrons 7/7 me semblant largement dimensionnés, si c'est contre-indiqué je tacherai de voir pour un système de fixation sur la panne si ça existe).
Merci encore.

[ilovir]

Appuyer le plafond sur un mur, il bougera moins que suspendu à la charpente, même si celle-ci ne présente que des déformations normales. Mais il faut appuyer sur un mur fixe, pas sur une cloison que quelqu'un pourrait vouloir un jour enlever. Accrocher les suspente sur le chevrons juste à côté de leur appui sur la panne, ça me paraît bien. Je n'ai pas vérifié les chevrons.

[hhb]

Ok, merci pour tout, je vais faire ça alors.

Un appui sur la cloison au centre, des suspentes juste au dessus des ventrières supérieures, et le plafond fixé sur les ventrières inférieures (chevron dessus ou bien dessous).

Merci encore pour les calculs et les conseils.

[ilovir]

Moi, je mettrais des suspentes sous la faitière : pas d'appui sur une cloison. Sur un mur oui, pas sur une cloison. Mais avant de vous lancer, parce que je ne peux pas tout savoir d'ici, consultez des professionnels en leur montrant le site.

[hhb]

Merci bien, je vais donc mettre suspente et support