Dimensionnement de poutres acier pour création de plancher d'habitation à l'étage

[myghalloween]

Bonsoir

Ce nouveau post fait suite à celui-ci car après différents échanges ici et ailleurs nous savons que les poutres bois de notre vieille maison en pierre ne sont plus en mesure de reprendre la charge d'un plancher d'habitation avec les normes actuels.
Aussi nous avons fait le choix de les remplacer pour repartir sur du solide.

La dalle béton a été exclu pour de nombreuse :
- rigidité de l'ensemble qui "verrouille" le travail de la maison
- risque sismique, rare mais existant, sur le parement intérieur des murs.
- dénaturation de l'habitat ancien.
- quasi impossibilité d'intervenir si besoin de modification par la suite (trémie d'escalier ou je ne sais quelle fantaisie encore...).
- mise en œuvre plus lourde (étaiement...)

2 options s'offrent alors à nous : des poutres bois ou des aciers type IPN / HEB pour former une structure sur laquelle reposera le plancher et les cloisons.

Rappel des données :
- maison ancienne avec mur en pierre
- la pièce concernée fait 6.10x5.75m (sens de portée des poutres bois actuelles)
- les 10 poutres actuelles en chêne vont être remplacées, leur entraxe est de 66cm
- le plancher devrait avoisiner les 37.5 kg/m² (OSB, lambourdes, parquet...)
- la cloison du couloir avoisinera 750kg (dans le sens de portée des poutres)
- la cloison de la SDB avoisinera 650kg (perpendiculaire au sens de portée)

Objectif L/400 à L/500. Si nous choisissons le bois voilà ce qui nous est proposé :
- solive lamellé-collé GL24 Section 185 x 264 - Poids unitaire 155 kg - Flèche à terme après fluage L/ 445 - Réactions aux appuis 550 kg.

La hauteur étant un critère important, j'aimerais connaitre les possibilités avec des aciers IPN/IPE/HEB pour voir si cela me permettrait de gagner un peu sur ce point.
Quel serait le profil d'acier qui répondrait le mieux à nos critères en lieu et place des solives bois ?

Merci pour votre aide !
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[ilovir]

Bonjour

La solive chargée par une cloison sera donc plus chargée que les autres.
Par ailleurs il faut tenir compte d'exigences un peu plus sévères vis à vis de la SdB, avec sanitaires et parois carrelées, que vis à vis des chambres.
Quel poids de carrelage au sol pour la SdB ?
Pourriez-vous montrer le plan avec la disposition de la SdB.

[myghalloween]

Le carrelage ne représentera que la partie douche italienne, sol et mur. Aucune idée du poids car pas choisi mais probablement du 8 ou 10mm.
Voici le plan des pièces prévues

[ilovir]

GL24 en 18.5 x 26.4, portée 5.75 m entraxe 66 cm

37.5 daN/m² plancher et sol
50 daN/m² cloisons pour la solive courante ; c'est à dire la cloison CH / sdB
150 daN/m² exploitation

Je vais trouver une flèche net finale à L/454 en locaux classe 2 (RdC non chauffé)
Comme le RdC est habité chauffé (classe 1), la flèche diminue à L/494
Mais c’est la flèche active qui nous préoccupe, et en classe 1 elle est de L/570, ce qui est tout à fait confortable.

Par contre la solive coté couloir est chargée par la cloison à 130 daN/ml, et dans ce cas on arrive à une flèche finale L/295 et active L/320 pour cette seule solive. C’est moins bien.

Pour retrouver le même confort en solives acier, je dirais :

Solive courante en HEA 140, flèche active à L/580 (151 kg la bête)
Solive sous cloison en HEA 160, flèche active à L/550 (185 kg)

Le HEB, ça serait plus lourd.

Si vous voulez rester dans les 140, le HEB 140 à la place du HEA 160 donnerait une flèche active L/500, donc toujours bien ; pour 205 kg

[A voir en vidéo sur Futura]

[myghalloween]

Étant donné qu'il y aura sur les aciers des lambourdes réparties tous les 50 pour fixer les OSB, est-ce que la cloison du couloir pourrait être considérée comme répartie sur 2 aciers pour envisager des laisser tout en HEA 140 ? Si nécessaire les lambourdes peuvent être plus resserrées.

[ilovir]

Je dirais que ça ne risquerait rien. Si le H 140 fléchit de 0.5 mm de plus que les autres, ça ne pourra engendrer que des désordres très mineurs.
On resterait sur L/400 en flèche théorique, donc encore dans le domaine de l'acceptable.

[myghalloween]

Compliqué d'avoir des aciers pour les particuliers en ce moment avec cette flambé de la demande et des prix...
J'ai quand même reçu, enfin, mon devis. Attention ça pique : 3096 TTC pour 10 poutres HEA140 en 6m / 3780TTC pour des HEA160.
Elles poseront d'environ 10cm de chaque coté et je me demandais justement sur quoi les faire poser et si il fallait protéger pour éviter le contact avec le scellement pour la corrosion de l'acier ? Et surtout avec quoi protéger ? Je sais qu'on goudronne le bois, mais l'acier aucune idée...

[ilovir]

pour l'appui des poutrelles dans le mur, le mieux est de faire une petite assise en béton dans l'alvéole que vous creuserez dans la maçonnerie. Faites un bon béton, car sur 10 cm, il ne faut pas qu'il s'effrite sous la charge
vous arrivez à 1.70 €/kg d'acier HT, ce qui est "dans les prix", mais pas cadeau. livré sur chantier se suppose ?

[myghalloween]

Oui je prévois bien des assises béton renforcées pour faire poser chaque extrémité des poutrelles d'environ 10cm mais doit-on faire un traitement particulier pour éviter la corrosion dans ces cavités qui deviennent ensuite inaccessibles, ou on bourre "bêtement" de mortier une fois en place pour empêcher tout mouvement des poutrelles ?
La livraison sur chantier me coûte un billet supplémentaire de 250€.

[ilovir]

S'il n'y a pas de venue d'humidité, je ne vois pas de nécessité de traitement anti corrosion.
10 cm, ce n'est pas beaucoup. Normalement on se cale sur une longueur d'appui de la hauteur de la poutre.
Je suppose que vous vous êtes assuré de la bonne stabilité des murs, qui ne vont pas avoir tendance à s'écarter.
Certains font, à titre de précaution, un ancrage plus profond de chaque d'appui d'une ou deux poutres. Avec par exemple des morceaux de cornières, soudés ou boulonnés sur les poutres, entrant dans le mur à mis épaisseur, voire plus.
Je ne sais pas dire si, dans votre cas, ça serait à faire.

[myghalloween]

Il y a toujours un peu d'humidité ou de vapeur dans ces vieux murs et c'est ce qui me fait peur pour la corrosion d'où mon interrogation pour prévenir les risques.
Je suis resté sur 10cm d’appuis puisqu'à la base j'étais sur du bois et il semble qu'on prenne habituellement la moitié de la largeur, ce qui faisait 8 dans mon cas donc j'avais arrondi à 10, mais il est vrai que dans l'acier, j'ai lu certaines de vos interventions (rappelant les DTU) où il est préconisé de prendre 1/10 de la portée avec un minimum de 20cm si j'ai bien suivi.
La stabilité des murs je n'en suis pas assuré à vrai dire. J'ai simplement déduit que la maison ayant plus de 200 ans, les murs ne bougeront plus de façon importante.
J'ai du mal à visionner les précautions de certains avec les cornières, mais je dirais que si ça devient trop rigide, autant partir sur une dalle béton ferraillée (ce que j'ai exclu justement pour la trop grande rigidité vis à vis du bâti ancien).
Maintenant faut quand même que ça bouge vachement pour sortir de son ancrage un HEA. Les huisseries auront vrillé bien avant...

[ilovir]

En fait, la longueur d'appui, pour des linteaux, c'est leur hauteur et mini 20 cm, dans la maçonnerie. Ca vient des DTU maçonnerie. On peut dire que ça vaut pour les poutres.

Je ne crains pas que les murs s'écartent et les poutres tombent (ou alors, il y aurait vraiment un gros Pb), mais peuvent bouger un peu, entrainant des fissures. Les cornières dont je parle prolongent un peu les poutres pour leur faire un scellement dans l'épaisseur du mur.

Je ne peux pas vous dire si ca serait nécessaire dans votre cas. Peut-être est-ce une précaution vu la faible longueur d'appui.

[myghalloween]

Pourquoi ne pas remplir la cavité, une fois le HEA en place, avec du mortier ou une mousse expansive ? Il serait calé et sous l'effet de la charge globale du plancher il ne devrait pas bouger ?

[ilovir]

pourquoi pas

[myghalloween]

Bonjour,
Je viens de regarder ce qu'il est possible de faire pour les ancrages et ça me chagrine un peu : Les murs de refends dans lesquels s'ancrent actuellement les poutres chêne font approximativement entre 50 et 60cm d'épaisseur, et les poutres des pièces voisines se font face dans ces murs au niveau des ancrages. Au niveau du seuil de passage entre les pièces, je peux voir une tête de poutre qui s'ancre d'environ 25cm, ce qui veut dire qu'entre 2 têtes de poutre il doit y avoir tout au plus 10cm. Ça veut aussi dire que je vais avoir au mieux 30 à 35 cm de cavité pour enfiler les HEA, donc des appuies en moyenne de 15cm de part et d'autre...
Vous en pensez quoi ? Quand je vois le minimum à 20 ça me fait peur...

[ilovir]

Je n'avais peut-être pas bien réalisé que les murs d'appui des poutres sont des refends, pas des façades. Donc, là, aucun risque d'écartement, surtout s'il y a d'autres poutres des autres côtés de ces murs .

[myghalloween]

Voila la composition des murs de refends :






Pour les assises d'appuis j'ai prévu un ciment fibré mini 350kg/m3. Quelques ferrailles ne feront peut être pas de mal non plus.

[yaadno]

bonjour:ce genre de mur je connais bien:assemblage des pierres par un mélange terre+ chaux(un peu) traversé par endroit par le passage des souris(je crois apercevoir des restes de paille de blé sur la photo1);pas toujours bien monté comme le montre la photo 1 avec des pierres empilées au lieu de se chevaucher d'un rang sur l'autre;donc,tant qu'on n'y touche pas ça tient des siècles;
Donc ici,après démontage de l'existant avec précaution,il va falloir dépoussiérer et reboucher (chaux /sable) pour assurer une bonne cohésion des pierres ,avant de réaliser les appuis;
cdlt

[myghalloween]

Merci Yaadno pour cette remarque très intéressante !
Effectivement il s'agit de murs en tout venant, dont le parement intérieur reste plus propre que le parement extérieur, mais ça reste des murs qui ne sont pas vraiment faits pour être laissé en pierre apparentes, en tout cas pas partout...
L'assemblage est à base de terre pour sur, par contre le dosage en chaux je l'ignore complétement... Les souris, et tout autres petits mammifères ou insectes doivent s'en donner à cœur joie pour y établir leur résidence.
Les restants de paille que vous apercevez proviennent du mélange terre paille qu'il y avait autour des fusées qui composaient le hourdi de l'ancien sol en terre et tomettes.

Je suis très intéressé par les détails et conseils que vous pourriez me donner si vous connaissez bien ce type de mur, notamment si il est plutôt recommandé de les enduire intérieur extérieur ou pas ?
Donc pour mes appuies, en les nettoyant correctement puis rejointoiement des pierres à la chaux sable et séchage avant de faire un ciment bien costaud pour accueillir les poutrelles en appui sur 15cm ça le fait ?

[yaadno]

Donc pour mes appuies, en les nettoyant correctement puis rejointoiement des pierres à la chaux sable et séchage avant de faire un ciment bien costaud pour accueillir les poutrelles en appui sur 15cm ça le fait ?

exactement:aspirateur de chantier;virer ce qui n'adhère pas,mouiller la veille et avant de commencer;pour les proportions:tu prends un sac de NHL2.5 (ou 5) et selon le travail à faire,les proportions sont bien décrites sur le sac;
si tu as des trous difficilement accessibles,tu peux faire de l'injection avec un pochon de pâtissier;

mais ça reste des murs qui ne sont pas vraiment faits pour être laissé en pierre apparentes, en tout cas pas partout...

Dans ce cas,quelle sera la finition? enduit chaux + badigeon;placo devant?
cdlt

[myghalloween]

Dans ce cas,quelle sera la finition? enduit chaux + badigeon;placo devant?
cdlt

Je ferai sauter par la suite tout l'enduit intérieur (car fragilisé un peu partout et adhérence très douteuse) et selon l'aspect des différents murs, soit rejointoiement NHL propre laissant apparaitre les pierres, soit enduit chaux pour couvrir complétement et, selon type de mur, mise en place de panneau avec isolant perspirant, ou panneau mur chauffant...

[yaadno]

et selon l'aspect des différents murs, soit rejointoiement NHL propre laissant apparaitre les pierres

2 façons de faire:_
-les pierres sont belles et on les montre entièrement
-pas très belles ou peu épaisses(trop de joint): on fait "à pierre vue" ne montrant que les têtes;(avec NHL+CL90)
d'ici là:bon courage;
cdlt
Pas de chaux au contact de l'acier;

[myghalloween]

Pas de chaux au contact de l'acier;

C'est bien ce qu'il me semblait avoir lu quelque part, d'où mon interrogation sur comment "sceller" et traiter les HEA au niveau des appuis pour être sur qu'ils ne seront pas attaqués ni par la chaux, ni par le ciment ?

[yaadno]

c'est surtout pour la chaux;tu peux traiter les extrémités avec une peinture antirouille;
cdlt

[ilovir]

Bonjour

Je vais revoir à propos de cette limite de portée de poutre

[yaadno]

bonjour:je reviens donc sur "le pierre vue"
Tomber l'enduit et les joints sur 2/3cm;boucher les trous éventuels;opération que je ferai avant de poser les poutres,au cas ou il y aurait des surprises au droit des appuis;
La veille de l'opération:mouiller abondamment ;
Le jour : préparer un mélange 50/50 NHL2.5/CL90 +sable;la CL90 étant une aérienne elle va ralentir la prise et apporter + de blancheur;
Projeter partout(ça doit faire splach);
tirer le + gros à la règle;
A l'éponge,passer sur les pierres en ne laissant voir que les têtes +ou- prononcé;puis les laver;le lendemain griffer l'enduit à la brosse métal;
cdlt

[ilovir]

Je ne vois pas de limitation de portée pour une poutrelle acier. La portée possible dépend des charges.

Dans votre cas, j'avais retenu les charges mentionnées dans mon post #4. Vérifiez si ce sont les bonnes. On peut y ajouter un plafond suspendu en placo pour daN/m², ce qui pousse la flèche active à L/550 et L/440 en flèche totale.

Ensuite, c'est une question de confort. Avec les HEA 140, c'est la limite avec une fréquence (calculée approximativement) à 6.5 Hz, pour > 8 Hz souhaité, et un w/l (déformation sous une charge au milieu) de 1.8, pour 1.5 maxi pour un très bon confort.
Ce ne sera pas un trampoline, mais il peut y avoir une perception de souplesse, gênante ou pas selon les sensibilités.

Avec un taux de travail en flexion élastique à 30 %, vous ne risquez pas de passer à travers. Et le H ne présente pas de risque de déversement.

Sous la cloison, les lambourdes peuvent être resserrées, ou doublées (moisées), par des pièces se prolongeant sur 3 travées : sous la cloison, et une travée de part et d'autre.

Si vous avez un entrepreneur qui vous préconise des 160, vous ne pourrez pas le contredire. C'est de sa responsabilité, qu'il faut lui laisser.
Et si cela ne vous convient pas, prenez quelqu'un d'autre qui fait confiance au 140.

Où-bien choisissez de vous donner un super confort vibratoire, avec des 160.

[myghalloween]

Merci Yaadno pour les précisions, c'est plus clair !

[myghalloween]

Je ne vois pas de limitation de portée pour une poutrelle acier. La portée possible dépend des charges.

Dans votre cas, j'avais retenu les charges mentionnées dans mon post #4. Vérifiez si ce sont les bonnes. On peut y ajouter un plafond suspendu en placo pour daN/m², ce qui pousse la flèche active à L/550 et L/440 en flèche totale.

Ensuite, c'est une question de confort. Avec les HEA 140, c'est la limite avec une fréquence (calculée approximativement) à 6.5 Hz, pour > 8 Hz souhaité, et un w/l (déformation sous une charge au milieu) de 1.8, pour 1.5 maxi pour un très bon confort.
Ce ne sera pas un trampoline, mais il peut y avoir une perception de souplesse, gênante ou pas selon les sensibilités.

Avec un taux de travail en flexion élastique à 30 %, vous ne risquez pas de passer à travers. Et le H ne présente pas de risque de déversement.

Sous la cloison, les lambourdes peuvent être resserrées, ou doublées (moisées), par des pièces se prolongeant sur 3 travées : sous la cloison, et une travée de part et d'autre.

Si vous avez un entrepreneur qui vous préconise des 160, vous ne pourrez pas le contredire. C'est de sa responsabilité, qu'il faut lui laisser.
Et si cela ne vous convient pas, prenez quelqu'un d'autre qui fait confiance au 140.

Où-bien choisissez de vous donner un super confort vibratoire, avec des 160.

Désolé pour la réponse tardive, nous avons ici une nouvelle venue qui nous prend pas mal de temps !

qui n'indique plus de valeur de résistance pour un HEA 160 au delà de 5.5m.

Qu'entendez-vous par risque de déversement ?
Sous la cloison parallèle aux poutrelles j'ai bien prévu de doubler les lambourdes pour répartir la charge plus largement.
Je n'ai pas d'entrepreneur, c'est moi même qui vais entreprendre les travaux et je me penche effectivement sur le HEA 160 pour des questions de confort vibratoire car je ne supporte pas les planchers qui restent trop souples. j'y suis sensible.
C'est le vendeur de poutrelles qui me parlent des HEA 180 car le HEA 160 n'a pas de valeur de résistance au delà de 5.5m sur le lien Arcelor dont je parlais.


ça me fait douter, par contre la note est beaucoup plus chère en 180...

[yaadno]

Qu'entendez-vous par risque de déversement ?

Quand une charge importante est appliquée sur une poutre étroite par rapport à sa hauteur au lieu de fléchir dans le plan vertical,elle a"envie de se coucher";pas de risque avec un H;
Sinon,je ne vois pas ou est ton pb avec le HEA160 comme expliqué en 4 par ilovir;si tu as des craintes,tu peux aussi diminuer l'espace 0.66m en rajoutant une poutre...
cdlt