Dimensionnement HEB

[popeyou]

Bonjour,

Après consultation de ce site à plusieurs reprises, je me lance.
Je rénove une maison en pierre (mur de 50 cm en pierre et terre au centre et enduit sur les 2 faces).
J’ai supprimé les solives (sous dimensionnées) qui tenaient l’étage d’une pièce de 6,3m par 6m. Je souhaite donc refaire une structure plus résistante pour installer, à l’étage, notre chambre avec dressing et salle de bain.
Je souhaite positionner une poutrelle acier qui coupe la pièce en 2 (la distance mur-mur fera 6,3m) sur laquelle viendrait s’appuyer des solives en bois. Les solives feront 3m avec un entraxe d’environ 50 cm, encastrées dans le mur d’un côté et positionnées dans la poutrelle de l’autre.

Je compte :
- Mettre du placo d’un côté de la poutre pour cacher intégralement les solives et isolation phonique => 17 Kg/m² + 5 Kg/m²
- Mettre du placo entre les solives de l’autre côté de la poutre avec isolation phonique => 17 Kg/m² + 5 Kg/m²
- Au-dessus : OSB et parquet flottant contre collé => 12 Kg/m² + 13 Kg/m²
Soit 47 Kg / m².

Je pars donc sur une hypothèse de 200 Kg /m² (150 kg + 47 kg) ce qui représente environ 4 T sur la poutrelle (38 m² x 200 /2)
Mon objectif est de diminuer au maximum la hauteur de la poutrelle donc je m’oriente vers un HEB.
En étudiant les abaques, j’ai sélectionné un HEB 200 ou 220.

Quelqu’un pourrait il me dire svp si mon choix est cohérent ? Contrainte admissible ? Flèche ?

Peut-on considérer que le poids est uniformément réparti sur le HEB (pour les calculs) avec des entraxes de solive de 50 cm ?

Peut-on considérer une liaison encastrée si la poutrelle est bloquée dans le mur avec du béton ? Est ce vraiment le cas avec 20 / 25 cm d’encastrement ? N'y a-t-il pas de risque de fissurer le mur lorsque la flexion du HEB va changer ? une liaison encastrée améliore t'elle le calcul du dimensionnement ?

Merci à vous
Brice
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[ilovir]

Bonjour

Je trouve le HEB 200 cohérent, selon détail de calcul ci-dessous. Avec un 220, la flèche calculée à 1.46 cm, sera réduite à 1.04 cm, donc plus de confort, moins de sensation de souplesse.



Je calcule sur appuis simples, charge répartie. La rotation d'appuis est de 0.0073 radian, ce qui signifie un soulèvement du bout de 25 cm au-delà du nu d'appui, de 1.8 mm.

Si on a fait un scellement avec un supermortier, bien compacté, bien durci, et dans une super maçonnerie, le mouvement est bloqué, empêchant le 1.8 mm, et il y a encastrement poutre/mur.
Vous n'y arriverez pas ; seules des entreprises très spécialisées et très équipées peuvent s'approcher de ce cas théorique.
Et l'encastrement ne serait que relatif, car il tournerait de l'élasticité du mur.

Sinon ce 1.8 mm, qui va d'ailleurs se répartir des 2 côtés des 25 cm, s'absorbe par déformation du mortier et de la maçonnerie. Comme ces matières ne sont pas non plus totalement molles, elles vont bloquer un peu du 1.8 mm, ce qui produira un petit effet d'encastrement, non quantifiable, non pris en compte.
Eventuellement, ça fait des petites fissures quelque part autour de l'appui de la poutrelle acier, sans gravité.

NB : j'ai arbitrairement considéré que l'appui de poutrelle était à 2 cm en arrière du bord exact de l'ouverture, d'où portée 6.34 m pour 6.30 m.

Et une dernière remarque : en principe, on ne fait pas reposer les solives bois sur les ailes des H. Ce n'est pas prévu dans les règles de l'art. Certains, le font, c'est tentant, mais c'est hors norme ...

[popeyou]

Bonsoir,

Un grand merci pour cette réponse complète et rapide.

La liaison idéale HEB / solive bois serait des sabots boulonnés / soudés sur l'âme ?

Quel est le risque de reposer les solives sur l'aile inférieure ? cisaillement ?
Si je veux maintenir ce choix, est il plus ''prudent'' de choisir HEB 220 plutôt que 200 ?
Est ce que reposer les solives sur des tasseaux qui reposeraient sur l'aile inférieure serait plus acceptable ?

[ilovir]

Le DTU de charpente métallique ne connaît que le cas de chargement direct sur l'âme, par des assemblages adéquats (double cornière en général).
L'appui sur le bord de l'aile entraine des contraintes locales de flexion, cisaillement, et une torsion, que les règles n'indiquent pas comment calculer. Donc, on ne sait pas ce qui se passe.
On comprend qu'à partir d'une certaine solidité, une poutre peut supporter ça, mais je ne sais pas comment la déterminer.
Par contre, ça se fait, surtout en réno, pas par des charpentiers acier mais par les maçons et boiseux. Les auto constructeurs en sont friands aussi.
A vous de voir ; demander d'autres avis.

[A voir en vidéo sur Futura]

[popeyou]

J'ai une dernière question.

Je viens de découvrir qu'il existe des HEM qui sont des HEB mais avec aile et âme plus épaisses.

Dans le but de diminuer la hauteur de la poutrelle et donc d'augmenter la hauteur sous plafond, Pouvez vous svp faire le calcul de dimensionnement avec un HEM de 160 (180 de haut) ?

[ilovir]

Voilà ce que ça donne en HEM 160 : toujours conforme, mais moins de confort, sachant que le critère du L/500 est hors eurocode, mais un consensus sur le confort.
Plus de 500 kg la bête. A ce compte là, je ne sais toujours pas le justifier, mais il me semble que les solives pourraient s'appuyer directement sur les ailes de 23 mm d'épais.

[popeyou]

Merci pour ces calculs.
Je vais partir sur un HEB 220 pour le confort et un bon compromis poids / cout / hauteur.

J'ai un second cas d'étude (remplacement d'une poutre bois par poutrelle acier).

portée : 4m
charge à reprendre : 2.4 T uniformément répartie
L'entraxe des solives sera de 0.5 m

J"hésite entre HEM 100 (hauteur de 120) et HEM 120.
Pouvez vous svp me donner la flèche de ces 2 cas ?

[ilovir]

C'est 2.4 t/ml de poutre, ou 2.4/4 = 0.6 t/ml de poutre ?.

[popeyou]

C'est 2,4T au total donc 0.6 T/ml.

[ilovir]

0.52 cm le HEM 120 et 0.9 cm le HEM 100

[popeyou]

je vais partir sur HEM 120 pour limiter au maxi la flèche.

Je vous remercie d'avoir pris du temps pour répondre à mes questions.
Ça va m'éviter de passer par un BE et surtout ça fait très plaisir de voir qu'il existe des personnes généreuses de leur temps et compétence.

Merci.

[ilovir]

Mes indications ne vous dispensent pas d'un bureau d'étude et (ou) d'un avis professionnel. d'une part, il peut y avoir des choses importantes à savoir que vous n'avez pas dites ou pas vues, et d'autre part je peux me tromper.

[popeyou]

Bonsoir,

Le marchand de matériaux m'a chiffré un HEB 220 (celui du début du post) en S275JR contre S235 sur votre note de calcul.
Si j'ai bien compris, ça modifie la Résistance élastique, mais est ce une bonne chose pour mon cas ?

Quel peut être l'impact sur la fléche ou autres paramètres ?

[ilovir]

Tous les aciers ont le même module d'élasticité de 210 GPa. Le 275 est par contre plus résistant que le 235. Le HEB 220 en S235 travaille dans votre cas (selon mes hypothèses) à 38 % de sa capacité. En S275, il travaillera à 33 % de sa capacité.
Je n'en vois pas l'intérêt. Le 275 sera un peu plus dur à usiner.