Dimensionnement poutres et solives mezzanine

[invite6074a2e9]

Bonjour à tous,

Je m'adresse à vous car je souhaite aménager une mezzanine dans mon appartement au 3ème et dernier étage d'un immeuble typique marseillais. L'appartement est en U, autour de la cage d'escalier qui monte jusqu'en toiture avec un puits de lumière. Au faîtage il y 4,20m de hauteur, et sur les côtés, au bas de la pente, la toiture repose sur un mur de 2,40m de hauteur.
Après avoir aimablement reçu l'avis d'un ingénieur structure qui m'a donné des conseils par oral (rien d'écrit ou de concret), j'envisage la création d'une mezzanine selon les principes suivants :
- Mezzanine en "T" d'une surface d'environ 18m², voir schéma pour comprendre l'implantation (la figuration des poutres est au premier plan, bien que le plancher de la mezzanine sera évidemment au dessus)
- 3 poutres principales appuyées sur les 2 seuls murs porteurs de l'étage qui sont espacés de 6,75m
- D'après l'ingénieur, par expérience la meilleure solution serait des poutres en acier de type HEA de longueur 7m à dimensionner
- Solivage à définir (matériaux, dimension, fixation sur poutre, entraxe)
- Le sol de la mezzanine reposerait sur le solivage, et d'après l'ingénieur une bonne solution serait un sol en CTBX 22mm, avec un revêtement léger type feutre ou PVC
- La grosse contrainte de ce projet est la hauteur très limité sous toiture qui me pousse à rechercher une solution de mezzanine la plus fine possible, avec si possible un solivage qui se fixe dans la hauteur du HEA (non superposé)
- En contrepartie, la charge utile dont j'aurai besoin est très limitée, je dirais environ 70kg/m² puisque je compte y mettre du stockage et un couchage d'appoint

Dans un premier temps, j'aimerais avoir vos avis sur la faisabilité de mon schéma.
Et si cela vous parait possible, je serais preneur de vos conseils de dimensionnement :
- Pour les poutres, un appui de 12,5cm dans le mur porteur est-il suffisant ?
- Quelle dimension de HEA et quelle nuance d'acier envisager pour chacune des Poutres 1, 2 et 3 ?
- Quel solivage le plus économe en épaisseur me conseilleriez vous ?

Et enfin, question pratique : comment faire pour manier un HEA xxx mm d'une longeur de 7m environ ? faut-il prendre 2 poutres de 3,5m et les assembler sur place ? Si oui, comment cela se fait-il ? de même comment fixer le solivage sur les poutres acier ? (NB : je n'ai jamais travaillé l'acier)


Je sais que cela fait beaucoup d'informations, et surtout beaucoup de questions... mais je suis preneur de tous vos avis et retours d'expérience pour m'aider à avancer !
Merci beaucoup,
Cordialement,
-Fotomako-


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[yaadno]

bonjour:
il serait bon que tu fasses une coupe verticale;même si c'est un couchage d'appoint comment va-t'on là haut. il faut aussi prévoir des garde corps;
-quelle est l'épaisseur et la nature du mur porteur?
-es-tu sûr d'obtenir le PC;
_en première approche,avec 18m2 et une charge de 150daN/m2 on arrive à 2700daN pour 3 poutres;mais plutôt en IPE que HEA car 2fois moins lourd à hauteur équivalente;
-le niveau supérieur étant à 2.4m,il faudrait que dessous on soit à 2.2m ce qui conduit à un IPE de 200mm soit 23daN/m;donc je ne vois pas comment amener ça en un seul morceau au niveau 3;
_ce qui entraine l'étude d'un assemblage en 2 parties(sous réserve que l'on puisse prendre les virages dans l'escalier)
cdlt

[invite6074a2e9]

Bonjour yaadno,

Avant tout, merci beaucoup d'avoir pris le temps de prendre connaissance de ma demande et pour ta réponse!
Tu as raison, un schéma en coupe est nécessaire pour visualiser le projet, je le joints donc à la fin de ce message.
Comme le montre le schéma en coupe, il est nécessaire que l'arase inférieure des poutres soient à 2,40m du sol, et c'est la grosse contrainte du projet car la hauteur libre sur mezzanine est très réduite (entre 1,6m et 0,4m selon la zone), cependant étant donné cette faible hauteur la charge utile que j'envisage est très limitée puisque j'envisage autour de 70kg/m².

Pour reprendre tes questions dans l'ordre, voici mes réponses :
- Pour monter sur la mezzanine j'envisage une échelle amovible car cette mezzanine ne servira que ponctuellement
- Pour les garde corps, j'envisage quelque chose de très simple et léger (potelets + filins)
- Pour le mur porteur, il est en pierre et mortier, et son épaisseur doit être de l'ordre de 70cm minimum
- Pour le PC, il ne sera pas nécessaire mais il faudra plutôt une DP car il n'y pas de surface habitable et la surface totale est <20m², du point de vue PLU rien ne s'y oppose

Concernant tes premiers conseils :
- Poutre de type IPE plutôt que HEA : en effet c'est très intéressant d'avoir des poutres deux fois moins lourdes ! Aussi ta première approche mentionnat les 150daN/m² tient compte de quelles hypothèses ? (charge utile de 70daN/m² + poids propre de la mezzanine de 80daN/m² [poutres et solive et sol CTBX] ?
- Hauteur de poutre IPE 200mm : cela me parait beaucoup n'y a-t-il pas une possibilité de réduire cette hauteur ?
- Poutres IPE 200mm en 2 morceaux de 3,5m de long : oui étant au 3ème étage sans ascenseur des éléments de 70kg sont un maximum, concernant la longueur normalement il devrait être possible d'acheminer des éléments de 3,5m de long en passant par la cage d'escalier; par contre aurais-tu un conseil sur le mode d'assemblage pour reconstituer des poutres de 7m une fois posées ?


Merci beaucoup pour tes réponses, et si d'autres personnes ont des retours/conseils, je suis tout ouïe !
Bonne soirée
Cordialement,
-Fotomako-

[yaadno]

Etant donné l'usage qui sera fait,on peut considérer qu'il s'agit d'un plancher léger;dans ce cas on prend comme base 55 de charge permanente et 120 de charge temporaire;donc pas très loin des 150daN/m2 proposés;
Réduire à 160mm,je pense que c'est possible,mais il faut savoir que la flèche va s'en ressentir et qu'elle doit rester entre L/300 et L/500;ce que je ne sais pas calculer pour le côté droit(poutre 3) qui elle a une charge non répartie sur la longueur et un couple de renversement;
Pour les assemblages,il y a 2 techniques:
-quand on ne sait/ou peut pas souder:l'assemblage par éclisses(plats boulonnées de part et d'autre de l'âme)
âme et boulonnés;
-par bride frontale soudée et assemblée par boulons(des exemples ont été traités dans futura) méthode recommandée;on peut en profiter pour préparer un système de fixation d'une liaison des poutres 2 et 3 servant de support au lit;(portée 3.94m)
cdlt

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour yaadno,
Désolé je ne comprends pas bien :

le côté droit(poutre 3) qui elle a une charge non répartie sur la longueur et un couple de renversement;

Je pense que le dessin #1 et #3 ont été retournés ? non.

Cordialement.
Jaunin__

[invite6074a2e9]

Bonjour yaadno,

Merci encore pour tes réponses.
A la lumière de tous tes commentaires et pour plus de précisions l'explication de mon sujet, j'ai établi le calcul des charges pour m'assurer de ne pas trop surdimensionner et j'ai ajusté le type de poutre et leurs dimensions par itération en effectuant des calculs approximatifs à l'aide du calculateur simplifié de poutre en flexion trouvé sur internet suivant : http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html
Selon ce calculateur j'arrive aux résultats de poutres et solives suivants :
Poutre 1 = HEA 140, flèche réelle selon calculateur = 13mm
Poutre 2 = HEA 160, flèche réelle selon calculateur = 15mm
Poutre 3 = HEA 140, flèche réelle selon calculateur = 13mm
Solive type 1 = IPE 80 (parce qu'il n'y a pas plus petit), flèche réelle selon calculateur = 0,3mm
Solive type 2 = IPE 80, flèche réelle selon calculateur = 11,6mm (maxi admissible = 13,3mm)

Voici mon tableau de calcul des charges :



Pour rebondir sur tes commentaires :
- Une précision, sur mes schémas j'ai numéroté les poutres de droite à gauche par erreur, mais elles sont ainsi numérotées ! désolé
- Concernant le couple de renversement, cela pourrait-il être résolu en appuyant le sol de la mezzanine au-dessus de la poutre 1 ? ou bien cela vient-il du fait d'avoir une charge non uniformément répartie sur l'ensemble de la poutre et seulement sur une longueur de 2m (correspondant à la portion de mezzanine reposant sur la poutre 1) ?
- Concernant les assemblages et aboutage de poutre, je te remercie de tes commentaires, j'ai en effet trouvé quelques sujets sur le forum Futura Sciences mais la plupart préconisent une solution par soudage + boulonnage; n'étant pas connaisseur je vais continuer à me renseigner sur une solution d'aboutage par éclisses et boulons, mais mes premières recherches me laissent perplexes quant à la fiabilité de ma compréhension !

Si tu as une idée ou un retour d'expérience sur le mode de fixation possible des solives aux poutres, cela me serait d'une grande aide aussi

Merci encore pour tes conseils, si tu ou d'autres membres a des remarques sur les dimensionnements de poutres et solives je suis à l'écoute !
Une fois que je serais rassuré sur la partie dimensionnement je me pencherai en détail sur l'aboutage des poutres et les modes de fixations des solives aux poutres.


Cordialement,
-Fotomako-

[yaadno]

@jaunin que je salue:

le côté droit(poutre 3) qui elle a une charge non répartie sur la longueur et un couple de renversement;

c'est moi qui me suis trompé:le 1 est à droite;
cdlt

[Jaunin]

Pour information :

https://forums.futura-sciences.com/b...outer-ipe.html

[Jaunin]

Pourriez me dire à combien vous estimez les charges entre les poutres 1 et 2 et entre les poutres 2 et 3.

[invite6074a2e9]

Bonjour Jaunin,

Merci pour votre aide ainsi que votre question, voici pour y répondre :
Les charges entre les poutres 1 et 2 sont d'environ 700daN répartis uniformément sur une longueur de 2m (dans l'axe des poutres), hors poids propre des poutres.
Les charges entre les poutres 2 et 3 sont d'environ 990daN répartis uniformément sur toute la longueur des poutres, hors poids propre des poutres, et cela est un grand maximum au vu de la faible hauteur libre (inférieure à 1,30m).
NB : ces charges sont composées des solives en IPE 80 (6daN/ml) avec entraxe de 50cm, du CTBX 22mm (10daN/m²), et de la charge d'exploitation de 70daN/m²

Pensez-vous que mon dimensionnement soit correct ? (Rappel : Poutres 1 et 3 en HEA 140, et Poutre 2 en HEA 160)

Par ailleurs, merci beaucoup pour le lien vers la discussion "Comment abouter deux IPE" dont j'ai pris connaissance en détail. Je pense que la solution retenue par tazz24 est bien la plus simple à mettre en oeuvre. Lors de l'achat des poutres, je m'assurerai de demander au vendeur de préparer les poutres avec la soudure d'une plaque frontale pour pouvoir les assembler sur le chantier. Ceci rejoint la recommandation de yaadno que je remercie aussi.

Cordialement,
-Fotomako-

[invite6074a2e9]

Bonjour,

Pour faire suite aux réponses de yaadno et Jaunin, ainsi que des discussions avec un artisan maçon je m'oriente vers la nouvelle solution suivante :


Pour limiter les soudures et avoir les solives au même niveau que l'arase supérieure des poutres métalliques, je vais réaliser le solivage en bois.
Les nouvelles dimensions de poutres et solives sont :
Poutre bleue (à gauche) : HEA 140
Poutre verte (au milieu) : HEA 160
Poutre rouge (à droite) : HEA 140
Solives de 1,55m : bois 50x120mm
Solives de 3,89m : bois 140x140mm
Plancher : OSB 22mm (qui est compatible avec un entraxe de solives d'environ 80cm pour une surcharge utile de l'ordre de 70kg/m²)

Pour rappel, ma donnée d'entrée assez atypique est une très faible charge d'exploitation autour de 70kg/m² en raison de la faible hauteur libre.

Pour les poutres métalliques, je confirme que j'envisage de les diviser en deux et de les réassembler sur place à l'aide d'une plaque frontale soudée et boulonnée sur place.

Je vous tiendrai informé de mes avancés et réflexions, et n'hésitez pas si vous avez des remarques ou conseils!

Cordialement,
-Fotomako-

[Jaunin]

Bonjour,
Je n'ai pas bien compris cette explication :

NB : ces charges sont composées des solives en IPE 80 (6daN/ml) avec entraxe de 50cm, du CTBX 22mm (10daN/m²), et de la charge d'exploitation de 70daN/m²

Cordialement.
Jaunin__

[yaadno]

Pas compris non plus cette phrase;
[QUOTE][/QUOTE]solives de 3,89m : bois 140x140mm
pourquoi une section carrée?
les dimensions usuelles sont:38/50/63x150mm

Solives de 1,55m : bois 50x120mm

un espacement de 0.80m:tu aimes bien les planchers sinusoidaux;
tu aurais intérêt à avoir des espaces égaux et un peu + rapprochés;par ex 10 intervalles;
cdlt

[invite6074a2e9]

Bonjour Jaunin,

Merci pour votre question et votre aide.
Finalement j'ai abandonné ce schéma initial, mais la phrase servait à expliquer comment j'avais calculé la charge de 990daN reprise par les poutres métalliques n°2 et n°3 du côté gauche de la mezzanine, à savoir :
- 13 IPE80 de 1,60 mètres de long, espacés les uns des autres de 50cm à l'entraxe, soit une charge totale de 13 x 1,60 x 6 = 125daN
- un plancher en CTBX 22mm équivalent à 10daN/m² sur 10,8m² = 108daN
- la charge d'exploitation de l'ordre de 70daN/m² sur 10,8m² = 756daN
--> TOTAL = 989daN

Voilà pour l'explication même si ce schéma n'est plus d'actualité. Je pense que mon nouveau schéma est plus clair et aussi plus simple à mettre en oeuvre.
N'hésitez pas à me donner votre avis sur ce nouveau schéma, j'ai aussi vu le message de yaadno que je remercie et à qui je vais répondre.

Merci encore,
Cordialement,
-Fotomako-

[invite6074a2e9]

Bonjour yaadno,

Merci pour ta réponse et tes commentaires

Les solives de 3,89m de long sont les solives fixées entre la poutre HEA160 centrale et la poutre HEA 140 de droite.
Concernant la section de ces solives : la hauteur de 140mm est définie par la hauteur du HEA140, après j'ai pris une largeur de 140mm théorique mais cela peut en effet être ajusté selon les sections usuelles des revendeurs. Toutefois il me semble qu'il faudra respecter une section de 140 x 120 mm minimum pour avoir une flèche acceptable sur ces poutres.

Concernant l'espacement à 0,80m j'avais lu que l'OSB 22mm était compatible avec une pose sur solives espacés de 0,70m pour une charge de 250daN/m², je me suis donc dit qu'avec une charge de l'ordre de 70daN/m² je pouvais envisager un entraxe de 0,80m... Je comprends que tu penses que cela risque de créer une flèche visible au milieu de l'espacement de 0,80m.
N'étant pas à une solive près, je vais raccourcir l'entraxe en ajoutant une ou deux solives selon ton conseil.

Merci encore pour tes remarques,
Je reste à l'écoute de tout retour d'expérience,

Cordialement,
-Fotomako-

[invite79d6d6c6]

Salut, pour le ipe, tu peux le couper en trois partie égal, je l'est fait cette été chez moi sur conseil d'un gars en charpente métallique. Le fait que le raccord ne soit pas dans l'axe est mieux pour la flèche. Les raccord (voir photo ci-jointe) ce font comme ça en charpente métallique. On considère qu'il y a continuité de matière avec cette assemblage. De plus il est plus pratique à mettre en place. Le miens aussi faisait 7ml environ. (ipe 240)
J'ai fait des sabot pour supporter les solives afin de gagner en hauteur. (voir photo)
Enfin concernant les solive, j'ai un entraxe maxi de 40cm.
Le tout est super rigide. Aucune flèche ni souplesse.

[invite79d6d6c6]

Et le reste IMG_20200812_192340.jpg
IMG_20201012_082829.jpg

[invitefa95cbe0]

Interessante discussion,
j'ai un problème similaire où je compte utiliser un HEB200, 4.5m de long et des solives bois 3.5m de 200x45 espacées de 40cm (charge 150kg/m2 en service et 68kg/m2 en permanent). Comme vous j'ai un problème de hauteur et je voudrais encastrer les solives dans le HEB.
Apres avoir exploré le www je vois que l'appui direct sur l'aile du bas du HEB n'est pas dans les normes, cependant j'ai vu plusieurs réalisations dans ce sens. C'est la solution qui semble la plus simple et évite de percer ou souder sur le HEB. Qu'en pensez vous et comment envisagez vous de faire dans votre cas?

[invitefa95cbe0]

Bonjour,
Interessante discussion,
J'ai un problème similaire où je veux utiliser un HEB200 (4.6m) et des solive 200x45, 3.5m, espacées de 40cm (charge de service 150kg/m2 + charge permanente 68kg/m2). Etant limité en hauteur je veux encastrer les solives dans le HEB.
Ayant recherché le www sur les liaisons HEB solive bois, je vois que la solution de faire reposer les solives sur l'aile du bas du HEB n'est pas dans les normes, cependant j'ai vu plusieurs réalisations dans ce sens. Comment comptez vous faire dans votre cas et que pensez vous de cette solution qui semble la plus simple et évite tout perçage ou soudage sur le HEB?

[invite6074a2e9]

Bonjour à tous,

Je reviens après réalisation de la mezzanine qui s'est largement décalée dans le temps, en raison de mon entrepreneur principal.

Au final j'ai repris mes calcul et après vérification, au regard des faibles charges que je vais appliquer en raison de la faible hauteur utile au dessus de la mezzanine, j'ai diminué la section des HEA pour les passer en 140 au lieu de 160 et 120 au lieu de 140. Ces poutres métalliques ont livrées en deux parties et assemblées sur place par plaque frontale boulonnée et soudage en plus.
Le schéma d'implantation est resté identique à mon dernier message avec schéma (voir ci-dessus).

L'artisan maçon qui a réalisé les travaux semble ne pas travailler dans les règles de l'art, en effet il a posé les solives bois directement sur l'aile basse du HEA... cependant, le plancher en OSB 22mm est directement vissé sur ces solives ce qui vient finalement créé un appui réparti sur l'aile haute du HEA en plus de l'appui sur l'aile basse.
Je n'ai pas encore chargé la mezzanine avec du stockage, mais je suis monté dessus et j'ai sautillé pour voir la solidité et la rigidité : cela semble très solide et la rigidité est acceptable, pas de sensation "élastique".

La solution des sabots proposée par Fredgnx est idéale si les dimensions le permettent, et au regard des photos l'installation de Fredgnx me semble beaucoup plus pro et propre.

J'espère que ce fil de discussion et ce retour d'expérience permettront d'aider d'autres forumers de Futura Science !

Merci beaucoup à tous (mention spéciale à Jaunin et yaadno) pour votre aide et vos conseils qui m'ont aidé dans ce projet,
Cordialement,
-Fotomako-

[Archi13]

Bonjour Fotomako, Je souhaite réalisé un projet similaire au votre. Avez vous finaliser votre projet et quel est votre retour d'expérience? Je suis aussi dans un immeuble marseillais avec les même contraintes. Cordialement

[f6bes]

Bjr à toi, Tu n'auras pas d e réponse car tous les "peudsos" sous la forme "invite ...."
ne consultent plus le forum depuis un certain temps !.

Dernier message
27/09/2021


Bonnes fétes