Réalisation d'un assemblage de poutres métalliques pour ouverture de murs porteurs

[shaytwo]

Bonjour,

Dans le cadre de la rénovation de notre maison nous souhaitons ouvrir différents murs porteurs. Nous avons fait passer plusieurs artisans mais tous ne proposent pas la même solution technique.

Voici la maison avant ouverture des murs porteurs du rez-de-chaussée :
maison_actuelle_detail_murs.jpg

Voici la maison une fois les murs porteurs ouverts :
maison_apres_ouverture_des_murs_porteurs.png

Les solutions techniques proposées par les artisans sont les suivantes :
1. réaliser le poteau central en HEB 200 au rez-de-chaussée et au sous-sol, visser l’assemblage de poutres, sceller les bouts des poutres dans les murs périphériques de la maison
2. réaliser le poteau centre en béton armé au rez-de-chaussée et au sous-sol, souder l’assemblage de poutres, réaliser au niveau du bout de chaque poutre un appui en béton sur 15 cm au niveau de chaque mur périphérique
3. ne pas créer de poteau mais reprendre l’ancien mur en parpaings, souder l’assemblage de poutres, ne pas créer de poteau au sous-sol, réaliser la fixation des bouts de poutres avec des platines métalliques soudées aux poutres et vissées dans le support

La solution 3 est la moins chère et nous évite de modifier le sous-sol existant, par ailleurs l’artisan nous a fait bonne impression. C'est pour l'instant avec cet artisan que nous allons travailler. Je ne sais pas vraiment quoi penser des différentes solutions. Toutes me semblent plausibles.

Voici un plan en coupe au niveau du poteau une fois les murs porteurs ouverts :
plan_coupe.jpg

Je suis allé sondé à travers la dalle du sous-sol pour en déterminer sa section. Pour les autres fondations je n'ai pas de moyen d'en connaître la section.

Le plancher actuel de l’étage soutenu par ces murs porteurs est un plancher en bois dont les solives sont placées avec leur longueur parallèle au mur d’entrée de la maison.

Si nous avions choisi de mettre le poteau juste au dessus du mur porteur du sous-sol je dois avouer que je n'aurai certainement pas douté des propositions faites par les artisans. Le fait d'avoir un écart de 45 cm change la problématique.

J'ai passé de longues heures à lire les informations très intéressantes se trouvant sur le forum. C'est mon premier message !

Dans l'attente de vous lire,
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[shaytwo]

Bonjour,

Je me rends que j'en ai oublié de poser ma question

Sauriez-vous me dire si les solutions proposées conviennent ? Je suis intéressé par votre analyse et particulièrement sur la manière d'effectuer les différents calculs avec mon poteau excentré par rapport au mur de refend se trouvant au sous-sol.

Cordialement,

[Jaunin]

Bonjour, Shaytwo,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Quel serait le type de poutrelles et quelle est la descente de charge.
Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

Bonjour

Comment les porteurs actuels du RdC se superposent-ils avec ceux en sous-sol ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[shaytwo]

Bonjour,

Tout d'abord merci à tous les deux pour vos réponses.

Le type de poutrelle envisagée serait du HEB 200.

J'avoue ne pas être spécialiste du sujet et je ne sais pas encore comment déterminer une descente de charge. Je vais chercher.

Voici le plan du sous-sol :
sous-sol.png

Voici le plan du rez-de-chaussée :
rdc.png

Cordialement,

[shaytwo]

Voici les porteurs identifiés en côte-à-côte entre sous-sol et rez-de-chaussée :

[shaytwo]

En superposition brute cela donne (les porteurs sont toujours en fushia) :

[shaytwo]

Je viens de lire l'excellent article suivant : http://www.coinduprojeteur.com/beton/cours_rdm.html

Afin de faciliter le suivi j'ai identifié différents points au niveau des poutrelles métalliques (identifiées en vert) :


Voici ma compréhension de la descente de charge dans mon cas :

Hypothèses :
- Le plancher de l’étage est composé de solives légères (demi-bastaings), de cloisons de ba13, d’un plancher bois => 150kg/m2
- La charge d’exploitation du plancher de l’étage est de 150kg/m2
- Le poids d’une poutre HEB de 200mm est de 63kg/m, soit un poids total ici de 10,5 x 63 = 661,5 kg
- Le poids du poteau en béton de 20x20cm est de 350kg

En tête de mur au point A, la charge transmise est de :
- charge du plancher : 3m x 6,80m x (150 + 150) / 2 = 3060 kg
- charge des poutres métalliques : 3m x 63kg / 2 = 95 kg
=> charge ponctuelle en A = 3155 kg

En tête de mur au point B, la charge transmise est de :
- charge du plancher : 3m x 6,80m x (150 + 150) / 2 x 1/4 = 765 kg
- charge des poutres métalliques : (3m x 63kg / 2 x 1/4) + (3,7m x 63kg / 2) = 140 kg
=> charge ponctuelle en B = 905 kg

En pied de poteau au point C, la charge transmise est de :
- charge du plancher : (3m x 6,80m x (150 + 150) / 2 x 3/4) + (4m x 6,80m x (150 + 150) / 2) = 6375 kg
- charge des poutres métalliques : (3m x 63kg / 2 x 3/4) + (3,7m x 63kg / 2) + (4m x 63kg / 2) = 313 kg
- charge du poteau en béton : 0,2 x 0,2 x 3500 = 350 kg
=> charge au pied du poteau C = 7038 kg

En tête de mur au point D, la charge transmise est de :
- charge du plancher : 4m x 6,80m x (150 + 150) / 2 = 4080 kg
- charge des poutres métalliques : 4m x 63kg / 2 = 126 kg
=> charge ponctuelle en D = 4206 kg

Qu'en pensez-vous ? Le raisonnement vous paraît-il correct ?

D'avance merci,

[ilovir]

Sur le dessin que vous avez fait, il faudrait un poteau dans le sous-sol (solution 1 ou 2), et il faudrait donc lui faire une fondation.

La solution 3 correspondrait si j'ai bien compris à un schéma un peu différent de votre dessin, où le poteau RdC serait décalé au-dessus du refend du sous-sol, et de ce fait ne porterait plus les poutres sous leur assemblage à angle droit, mais laisserait cet assemblage en porte à faux - de 45 cm donc.

C'est faisable, c'est un peu plus technique en construction acier, et en principe il faudrait quand-même vérifier les contraintes dans la maçonnerie du mur, et jusqu'à sa fondation.
Car le mur du sous-sol va se trouver avec une charge concentrée remplaçant une partie des charges réparties.

[shaytwo]

Bonsoir,

Mon schéma n'est sans doute pas assez clair. Dans les 3 solutions le poteau du rez-de-chaussée est au même emplacement. Dans la solution 3, à la différence des solutions 1 et 2, il n'y a pas de poteau au sous-sol et c'est donc la dalle puis le mur de refend décalé de 45 cm qui reprennent les charges.

[ilovir]

Je ne vois pas comment justifier la charge ponctuelle de 7 tonnes (à pondérer d'environs 1.45 pour avoir les charges à l'ELU pour le calcul en résistance) sur le plancher en dalle béton de 10 cm d'épais. Il y a me semble-t'il un risque de poinçonnement.

Par ailleurs je vois que dans votre calcul de charges, n'apparaît pas la toiture. Je suppose que la charpente porte de mur de façade à mur de façade, sans appui sur le refend milieu ?

[shaytwo]

Bonjour,

En effet la charpente ainsi que la couverture reposent sur les quatre murs de façade uniquement.

A vous lire je comprends qu'il est nécessaire de faire un poteau en sous-sol avec sa propre fondation, c'est bien ça?

De quelles dimensions feriez-vous le poteau ainsi que ses fondations?

D'avance merci,

[shaytwo]

Bonjour,

En réfléchissant à mon problème sous un autre angle : pensez-vous qu'il soit possible de garder l'assemblage de poutrelles dessiné sur mon schéma mais cette fois en considérant que ce sont uniquement les murs périphériques de la maison qui reprennent les charges?

D'avance merci pour vos reponses,

[ilovir]

Je confirme que le plancher ne résisterait pas au poinçonnement. Il faudrait que soit incorporé au béton des armatures de poinçonnement qui ressembleraient à des petites cages d'armatures de deux poutres qui se croiseraient sous le poteau, ce qui ne peut se faire qu'à l'origine.

Si vous voulez éviter le poteau en sous-sol, une solution peut être de faire filer la poutre BC jusqu'au mur d'en face contre la cage d'escalier, s'il y a une possibilité d'appui. Peut-être même pourrait-on justifier un HEB 200, sinon 220. Une difficulté sera de faire reprendre par les murs en maçonnerie, les charges ponctuelles que cela va leur appliquer. Mais ce sera beaucoup plus simple que pour un appui sur le plancher.

Pour vos charges :

plafond ? quelle constitution, quel poids, avec son isolation éventuelle
solives : sections, entraxes
plancher : panneau, planches ? quel poids
revêtement de sol étage : poids ?
cloisons réparties : 50 kg/m² de plancher, et exploitation 150.
Pouvez-vous dessiner le détail du croisement plancher bois/mur actuel/poutrelles acier ?

Sinon, pour le poteau béton : 15 x 15 , et la semelle 1 m² si on considère que le sol porte 1 kg/cm². Si le sol est meilleur, cela réduit la semelle.

[ilovir]

Ah, mais peut-être que la poutre ne peut pas aller jusqu'au mur d'en face à cause de l'échappée dans l'escalier. Mais je ne vois pas bien comment il est sur le plan.

[ilovir]

Sinon poteau RdC comme prévu, mais repris en sous-sol par une poutre acier, contre la sous-face du plancher béton, qui irait du refend à la façade sous escalier. Si c'est possible en fonction des lieux.

[shaytwo]

Bonjour,

Merci pour vos réflexions, c'est très intéressant.

Le plancher de l’étage est composé de solives légères (demi-bastaings), de cloisons de ba13, d’un plancher bois et de bacula.

Il n'est pas possible de prolonger la poutrelle vers l'escalier à cause de l'échappée.

Comment faut-il raisonner à propos des appuis ponctuels au niveau du scellement de chaque bout de poutre métallique dans la maçonnerie?

Je vais mettre un poteau en sous-sol, c'est le plus simple.

Bonne journée,