Ouverture mur porteur et IPN

[inviteb5614a4a]

Bonjour,
Certes c'est une gros déterrage mais il se trouve que j'ai actuellement exactement les mêmes inquiétudes. 2 maçons sont passés, aucun n'a fait de calcul. Tout se fait au flair. J'ai donc calculé moi-même ma descente de charge pour voir ce que ça donnait par rapport au flair...
Mon ouverture est de 4,51m et ma descente de charge rapportée à cette ouverture est de 7,98 tonnes.
J'ai utilisé le calcul en ligne suivant pour l'IPN mais j'ai l'impression qu'il ne donne pas les mêmes résultats que je retrouve dans ce post en reprenant les données des autres intervenants. Un avis sur la fiabilité de ce site ?
http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html
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[Jaunin]

Bonjour Tam_,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez vous joindre la feuille de calcul de Lamaison avec les valeurs que vous avez mis.
Cordialement.
Jaunin__

[inviteb5614a4a]

Bonsoir,
Je suis bien content d'avoir un écho à ma question alors que le dernier post datait de 2012 !
Voici ce que m'a donné le calcul avec un IPE de 400. En-dessous ça semble ne pas passer:

Calcul d'une poutre considérée comme une poutre travaillant en flexion, et reposant sur 2 appuis.
DONNEES
Caractéristiques du profil
Le profil est un profil du commerce de type IPE de hauteur 400 mm
qui a pour Ix 23130 cm4
pour I/v 1156.5 cm3
et pour masse linéaire 66.3 kg/m
la longueur du profil choisi est de L= 4510 mm

Les caractéristiques de la matière (acier) sont:
Masse volumique: Mv= 7.85 kg/dm3
Limite élastique: Re= 24 daN/mm2
Module d'Young: E= 21000 daN/mm2
Le coefficient de sécurité appliqué est de: s= 0.21

Le poids propre de la poutre est de 299.01 kg
Nom Valeur en daN Type de charge Distance/A (mm) Mf (mm x daN) Ix x flèche Réaction en A (en daN) Réaction en B (en daN)
Poids propre 299.01 Charge répartie 0 224 196,21 17 007 449,15 198,84 198,84
Charges 1 7977 charge répartie 2255 4 497 033,75 453 720 814,38 3 988,50 3 988,50
Charges 2 0 charge isolée 2255 0,00 0,00 0,00 0,00
Total - - - 4 721 229,96 470 728 263,53 4 187,34 4 187,34

La contrainte pondérée dans la poutre sera de 4,08daN/mm2
La contrainte maxi admissible est de 5,04 daN/mm2
Il est donc vérifié que la contrainte dans la poutre est inférieure à la contrainte maximale admissible
La flèche réelle de la poutre sera de 2,04mm
La flèche admissible pour la poutre est de 15,03 mm
Il est donc vérifié que la flèche est inférieure à la flèche maxiamle admissible
Le profil choisi est compatible pour cette application suivant les caractéristiques données

[Jaunin]

Désolé, je suis un peu perdu :

Charge répartie 0 224 196,21 17 007 449,15 198,84 198,84
Charges 1 7977 charge répartie 2255 4 497 033,75 453 720 814,38 3 988,50 3 988,50
Charges 2 0 charge isolée 2255 0,00 0,00 0,00 0,00
Total - - - 4 721 229,96 470 728 263,53 4 187,34 4 187,34

?

Vous avez :

Mon ouverture est de 4,51m et ma descente de charge rapportée à cette ouverture est de 7,98 tonnes.

Dimensions des appuis et y a t-il des encastrements ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb5614a4a]

La charge répartie est de 7977daN. Comme elle est répartie (par la dalle du dessus), j'imagine que la distance demandée par rapport à l'origine ne rentre pas en ligne de compte. J'ai quand même mis le milieu de l'ouverture et effectivement ça ne modifie pas le résultat.
En fait j'ai volontairement simplifié ma question. La réalité est un peu différente. Mon ouverture est en fait de 7,64m mais je conserve un poteau en béton banché de 20cm d'épaisseur et 30cm de long décomposant l'ouverture en une de 2,83m et une de 4,51m. Sur chaque côté des 7,64m, je conserve de l'ancien mur porteur 40cm en béton banché de 20cm d'épaisseur. De mur à mur j'ai donc en fait 8,44m. Pour info ma maison est de 1972 avec 2 étages d'environ 90m2 chacun.
Mon calcul de descente de charges sur la totalité des 8,44m me donne 14,928 tonnes. J'ai calculé au prorata sur chacune des ouvertures pour trouver mes 7,98 tonnes sur l'ouverture de 4,51m. J'espère que ce n'est pas aberrant de faire comme ça...
La prochaine fois que je vois le maçon, je lui demanderai si possible de poser une poutre de 8,44m plutôt que 2 courtes. En principe il n'y a de problème d'encombrement pour la faire entrer dans la pièce car on passe par la baie vitrée de la terrasse. C'est plus lourd à manipuler mais je préfère ça à 2 IPE soudés surtout que le poteau du milieu n'est pas si long (30cm).
Merci d'avance pour tous les conseils que vous pourrez m'apporter.

[Jaunin]

Auriez-vous un croquis de votre ouverture.

https://forums.futura-sciences.com/t...s-jointes.html

Je vais demander aux Modos de créer une nouvelle discussion.

[Flyingbike]

Ainsi soit-il

[inviteb5614a4a]

Voici le plan du rez de chaussée avec en vert les ouvertures dans le mur porteur. Evidemment la cloison séparant les 2 grandes surfaces saute aussi. Finalement comme appuis, j'essayerai si possible de garder 40cm du côté de la grande ouverture et seulement 20cm du côté de la petite ouverture. Ce qui ferait 4,51m d'ouverture pour la grande et 3,03m pour la petite.

[sh42]

Bonjour,

Ce qui m'interpelle dans ce genre d'opération, c'est la report de charge au niveau du sol. A priori beaucoup de personnes se focalisent sur la poutre support, mais pas beaucoup sur la pression exercée sur le sol.

[ilovir]

Bonjour

Ce que je peux dire, c'est qu'avec 7.98 tonnes répartis sur 4.51 m de long sur un IPE 400, je trouve exactement 2.05 mm de flèche, soit L/2200. (en fait 2.15 mm en incluant la flèche du au cisaillement).
Et également taux de travail en flexion 40.8 MPa ou N/mm². (non pondéré)
Ceci pour une poutre simplement appuyée, de portée 4.51 m.

Je doute que votre maçon prévoie un tel surdimensionnement.

Mais le projet est à examiner de façon plus complète.

D'abord, il faut examiner l'existant, ses caractéristiques, sont état. Apprécier l'état des murs en maçonnerie, apprécier, voire vérifier les fondations, évaluer l'incidence de la suppression d'un mur qui participait au raidissement d'ensemble de la structure.

Relever les charges, en distinguant charges fixes et charges variables.

Recalculer la descente de charges, notamment du fait qu'il va y avoir des charges ponctuelles élevées sur les fondations, là où il y avait actuellement des charges linéaires. Cela peut nécessiter de fonder des poteaux.

Dimensionner le linteau. Dans votre cas, il serait en deux travées sur un appui central (poteau à dimensionner aussi). Donc il pourrait former une poutre continue, ce qui diminuerait sensiblement la flexion en travées par rapport à des poutres indépendantes sur appuis simples ; ce qui permet de prendre une section plus petite.

Si la pièce est d'un seul morceau de toute la longueur, la continuité sera à 100 %. Avec juste une perte d'efficacité selon le mouvement d'appui (par exemple tassement du poteau), à évaluer. Si il y a une reconstitution par assemblage, ça ne sera plus 100 % parce que l'assemblage aura sa déformation propre ; sauf si c'est par soudure, mais à condition d'une soudure faite par soudeur qualifié.

En bref, voir ça avec un bureau d'études, avec audit de l'existant.

[inviteb5614a4a]

Merci pour cette confirmation des valeurs trouvées avec le site jean.lamaison.
Par contre pour ce qui est du surdimensionnement, il ne me semble pas évident si je me réfère à la contrainte pondérée limite donnée par le site à savoir 5,04daN/mm2 alors que je suis à 4,08daN/mm2 avec un IPE de 400.
Pour ce qui est de la concentration des charges, il y a un sous-sol sous ma dalle avec des murs porteurs alignés avec celui que je veux retirer. Je me dis que ceux-ci re-répartiront une partie des charges renvoyées sur les bords et le poteau central.
Pour ce qui est du bureau d'étude, je crains que pour faire une vraie étude, il va leurs falloir les plans de construction de la maison que je n'ai pas et que je n'ai pas trop envie de payer.
Pour l'instant mon affaire ne me semble pas trop exotique et je compte me fier à l'expérience et le flair du maçon appuyés de quelques calculs de mon côté...

[ilovir]

Le mur en sous-sol est très favorable à votre projet.

La contrainte limite de 5.04 daN/mm² c'est un choix personnel de l'auteur de la méthode de calcul que vous avez utilisée. Cela conduit à un surdimensionnement par rapport à l'application des règles Eurocode 3 (pour l'acier S235, le plus courant).

[inviteb5614a4a]

Quelle contrainte limite donnerait une application stricte des règles de l'Eurocode 3 ?
Un IPE 400 représente le maximum acceptable mais un IPE 360 me conviendrait mieux s'il n'y a pas trop de concession sur la solidité de l'ensemble.

[ilovir]

l'Eurocode applique une pondération des charges : 1.35 pour les fixes et 1.5 pour les variables, en regard de la limite de l'acier, réduit de 10 % si acier non certifié.
Donc pour une poutre en flexion.

Une limite inférieure peut apparaître du fait de la justification à donner à l'instabilité élastique. Pour une poutre, c'est la stabilité au déversement, qui se calcule au cas par cas selon une méthode spécifique.
Mais pour un IPE 400 sur une portée de 4.50 m, cela conduit nettement au-dessus des 50 MPa.

Il peut être intéressant dans votre cas d'utiliser la continuité sur le poteau, qui réduit nettement la flexion en travée, et permet donc une section de poutre plus petite. Calcul un peu plus attentif à faire dans ce cas, notamment avec l'interaction cisaillement / flexion au droit de l'appui central. A condition de mettre une poutre en un seul morceau tout du long. Ou sinon faire un assemblage d'aboutage en technique charpente acier, à étudier en détail aussi.

C'est là qu'un BET peut vous apporter un plus (éventuellement).

Mais je ne connais pas tous les tenants et aboutissants de votre projet, vos contraintes, vos souhaits ....

[inviteb5614a4a]

Merci pour tous ces éclaircissements. Il est clair que le bâtiment c'est un métier !
Mais j'aime autant comprendre ce que je fais faire ou qu'on me fait faire...
Donc si je prends une limite pour l'acier S235 à 23,50daN/mm2 et que j'y applique la pondération dynamique, j'ai une limite à 14,1daN/mm2. J'ai lu que la pondération pour le cisaillement est de 1,54 ce qui me donne une limite à 10,17daN/mm2. Si ça marche comme ça, ça me permet effectivement d'envisager autre chose qu'un IPE de 400 !
Par contre la simulation de jean.lamaison ne permet pas d'évaluer le travail d'une poutre avec un poteau central. Décomposer en 2 ouvertures ne permet pas de tenir compte du fait qu'on utilise une poutre en un seul tenant. Quelqu'un aurait-il le moyen de calculer la flèche et les contraintes dans mon cas avec un HEB200 et une charge répartie de 14,928 tonnes ?

[sh42]

Bonjour,

Tu as cette formule de Clapeyron : http://ecoconstruction.rpn.univ-lorr...DTEST_191.html

[ilovir]

C'est pas tout à fait ça, mais ça va un peu dans ce sens.

Comment avez-vous trouvé vos charges ?

C'est à partir de la constitution des plafonds, planchers, sols, cloisons (étage et comble), et aussi de la hauteur de mur qui arriverait sur le linteau.
Et ce mur, de refend donc, servirait-il aussi d'appui à la charpente ?

Moi aussi

j'aime autant comprendre ce que je fais faire ou qu'on me fait faire...

:=)

[inviteb5614a4a]

Merci pour la référence à Clapeyron. Il ne me reste plus qu'à voir comment exploiter ça...
Pour la descente de charge, j'ai appliqué un report de charge en fonction des surfaces définies par les lignes théoriques de rupture à savoir dans mon cas un trapèze de chaque côté du mur. J'ai appliqué une charge d'exploitation de 150kg/m2 et prévu 55kg/m2 de neige (Drôme à 200m d'altitude). J'ai considéré que chaque dalle re-linéarisait les charges. Pour ce qui est de la charpente, je crois quand même qu'elle est grandement prise en charge par les murs extérieurs bien qu'il y ait des murs en parpaing au grenier car au 1er au-dessus de ma grande ouverture, il n'y a pas de mur porteur mais un linteau énorme de 20cm de large, 50cm de haut et 5m de long. Ça a été prévu comme ça à la construction de la maison.
Là où j'en suis pour le moment de mon "étude" c'est qu'un HEB200 pourrait probablement faire l'affaire avec encore la flèche à calculer. Si un doute persiste, je mettrai un IPE 360.
Je cherche encore un peu et je verrai déjà avec mon maçon, s'il est équipé pour manipuler une poutre de 8,44m...

[sh42]

Bonsoir,

Une autre formulation de la formule de Clapeyron :

[Jaunin]

Bonjour,
Une petite représentation de la poutrelle HEB 200 sur 3 appuis.
Dite moi se que vous en pensé.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
Si cela peut encore aider :

https://www.google.com/url?sa=t&rct=...eVpqwZoSX-_COS

Cordialement.
Jaunin__

[ilovir]

La formule de Clapeyron, je vais la laisser de côté. Je me sers d'un logiciel, Freelem dans mon cas ; c'est nettement plus ergonomique . Surtout si on veut introduire un tassement d'appui milieu et des encastrements partiels aux appuis extérieurs (seul regret : Freelem ne sait pas faire le relâchement partiel entre deux barres qui correspondrait par exemple à un assemblage d'aboutage)... Mais je n'y suis pas encore.

Questions pour le moment :

Pourquoi deux marques (et poids) de tuiles ?
Où est le mur banché et celui en parpaings ?
Donc, on a une grande ouverture de largeur 5 m au-dessus de celle que vous voulez faire de 5.5. Du coup, tout ce qui arrive au-dessus de cette ouverture au 1er étage se reporte sur les appuis du linteau béton en charges concentrées.

Cela modifie un peu la descente de charges ; et de façon avantageuse pour votre linteau RSO (s'il est fait continu), puisque Jaunin vous a déjà dévoilé l'étape suivante, dans laquelle on voit que plus la petite travée est chargée, plus elle soulage la grande, laquelle est mieux à son aise si elle est moins chargée ... Hé hé.

En tous cas, on est bien d'accord que le refend reprend bien deux cotés d'appuis de pannes ?

Et les appuis du linteau RSO projeté vient bien arriver sur du mur de SS plein, pas sur des ouvertures ?

En fait, un petit dessin en coupe montrant le mur du bas en haut, toit, linteaux, ouvertures, c'est pas mal pour comprendre ...

Pour préciser le poids des planchers :

Supposons des 12 + 4 (vu les portées), à 280 kg/m²
Plafond plâtre disons 20 kg/m²
Sol carrelage posé au mortier ? si oui sans doute 140 kg/m²
Cloisons réparti à 50 kg/m²

Ca ferait 490 kg/m² pour le 1er étage.
La charge d'exploitation de 150 vient en plus.

Dans votre façon de compter, la longueur de 8.44 m supporte 23 m² de plancher (par niveau de plancher), ce qui ferait pour le 1er étage en charges fixes : 490 x 23 = 11 270 kg (et pas 2 280 kg).

Et moins si le grenier n'est pas prévu aménagé (ni cloisons, ni sol), mais avec quand-même une petite charge d'exploitation. Mais ne va-t-il pas être aménagé ?

Ou-bien je me suis complètement planté ?

Neige c'est 55 x 0.8 (coefficient de forme). Je vais laisser de côté la charge accidentelle à 135 (calcul un peu ch... avec d'autres coef de pondération). Car la neige, c'est peanuts sur le total.

[inviteb5614a4a]

Ouh la la la la...
Alors pour commencer, un grand Merci à Jaunin pour cette magnifique simulation dont j'avoue je rêvais un peu !
Par contre à la lumière des remarques d'ilovir, j'ai effectivement laissé traîner un coefficient de 0,2 dans mon calcul pour les dalles de l'époque où je calculais son volume...
Heureusement que le soulagement l'emporte sur la honte !!!
Ma formule du calcul de surface de la dalle rapportée est:
=(8.44*(3.52/2+3.24/2)-(3.52/2)^2-(3.24/2)^2) soit 22,8m2. Bravo à ilovir pour les 23m2 pressentis !
Pour les autres questions:
Ce sont des tuiles mécaniques classiques que j'ai. Ce fichier Excel c'était un peu ma base de données, tout ne sert pas...
Le mur banché c'est le mur porteur du premier étage et le mur en parpaing se trouve sous la charpente au grenier.
Les extrémités de ma poutre seront appuyées sur les parties de mur porteur que je conserverai. Il n'y aura pas d'encastrement dans les murs extérieurs.
Au sous-sol les murs sont en plein sauf un passage de porte avec un linteau qui se trouve de toute façon en-dessous de la grande ouverture du RDC.
Pour le poids de la dalle vous trouvez 490kg/m2 alors que j'avais compté 500kg/m2. Je suis bien content que l'on soit d'accord la-dessus ! La charge d'exploitation vient bien en plus et je n'en ai pas compté pour le grenier car l'accès n'est pas simple et la probabilité pour que l'on aménage un jour est quasiment nulle.
Du coup ma descente de charge rapportée à la poutre change de visage en passant à 33,172 tonnes !
Si j'osais, je demanderais à Jaunin une nouvelle simulation avec cette valeur. Et du coup, j'ai des doutes sur le HEB200...

[ilovir]

Et un petit dessin du mur de refend, toute hauteur, qu'on le voie bien, ça serait pas possible ?

[sh42]

Bonjour,

33t avec des bouts de mur de 20, 30, et 40 cm, vous n'avez pas peur qu'il y ait du flambement avec de telles charges ? Car il y a quand même une hauteur d'environ 2 m.

[inviteb5614a4a]

Vu que je viens déjà d'éviter une cata, je vais faire ce qu'on me demande ici !
Voici donc une coupe suivant mon mur de refend. Le tout est à l'échelle.

[Jaunin]

Bonjour,
Je crois qu'il doit y avoir une pression de "hertz" admissible sur les appuis en béton.
Cordialement.
Jaunin__

[inviteb5614a4a]

Concernant les appuis, je peux assez facilement si besoin rallonger celui de 20cm. Au début quand j'ai vu ce que des briques pouvaient prendre comme pression, je me suis dis que mon béton banché avait de la marge. Après j'ai l'impression que le travail en rotation sur les appuis peut réserver des surprises avec des efforts insoupçonnés...
Concernant votre simulation Jaunin, si je l'interprète correctement, on reste en contrainte toujours en-dessous des 100Mpa ce qui conviendrait à un acier S235. Pour ce qui est de la flèche, je m'imaginais un peu que la poutre travaillerait comme ça sur 3 appuis. Le rouge fait un peu peur mais je lis 3mm de flèche max sur ma portée de 4,51 soit un ratio de L/1500. Difficile de demander mieux.
Mais ça c'était avant que mes dalles prennent subitement du poids...

[ilovir]

au 1er au-dessus de ma grande ouverture, il n'y a pas de mur porteur mais un linteau énorme de 20cm de large, 50cm de haut et 5m de long.

Mais sur le dessin, on voit qu'il y a un poteau vers le milieu des 5 m du linteau. Ca change pas mal de choses ...

Bon, maintenant je vais passer à l'étape suivante.

[Jaunin]

Bonjour,
Le point zéro est à gauche sur votre image #15.
Vous avez une flèche de 6.5 [mm].
Les contraintes sont élevée.
Cordialement.
Jaunin__