Dimensionnement carport bois

[nicoco1]

Salut à tous, je dois construire un carport avec toit presque plat de 5m de large par 5.5m de profondeur.
Les charges permanentes devront être au mieux une simple bâche, au pire une couverture en panneaux solaires. Donc je part pour des charges permanentes de 40 kg/m2 Par contre il devra résister à des surcharges de neige ponctuelles (même si la fleche est enorme quelques heures, il faut juste qu'il ne casse pas.)

Donc j'aimerai une flèche de 1/500 en standard, et qu'il resiste à un total de 140 kg/m2
Soit je fait deux poutres porteuses, comme sur le schema A carportA.jpg

auquel cas j'ai 550 mini 1900 kg maxi par poutre maxi, ce qui implique une grosse section
Soit je fait comme sur le schema B carportB.jpg et auquel cas les charges sont reparties sur 4 poutres. soit 275 à 950 kg par poutre.
Je precise que la surcharge eventuelle pour la neige est un cas exeptionnel, il faut juste que l'abri ne casse pas. J'ai essayé de modeliser avec FREECAD, apparament ca passe avec des bastaings 225x75 mais ca m'etonne un peu. Qu'en pensez vous ? Merci d'avance.
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[nicoco1]

Avec une section de 75x225 freecad me donne pour une charge repartie de 550kg sur 2 appuis une contrainte max de 2000 kpa et une fleche de 4mm ca me parait peu...

une feuille de calcul excel me donne une fleche de 14mm et une contrainte de 6000 kpa... ce qui ne passe plus du tout...

[nicoco1]

Bon, je m'etait trompé pour les supports sur freecad, il fallait laisser libre tous les axes du support sauf le deplacement en Z.
Maintenant les resultats sont semblables.

Quelle est la contrainte à ne pas dépasser ?

[nicoco1]

Pouvez vous m'indiquer si les deux schemas sont corrects ? Sur les carports du commerce la charge se repartie uniquement sur deux poutres, peut on la repartit sur 4 comme le dessin b ? Les assemblages seraient plus compliqués ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[sh42]

Bonjour,

Naturellement que l'on peut faire un montage comme indiqué en b.
Cela fait plus de matière à utiliser que celui de a, avec plus d'assemblages.

Personnellement, je pense qu'il vaut mieux éviter la bâche car avec l'eau ou la neige elle risque de faire des poches de rétention qui feront que la charge ne sera plus répartie. Du polycarbonate alvéolaire aura une meilleure tenu.

A 140 kg/m2, les charges de 275 et 950 kg par poutre ne sont pas réalistes.

[nicoco1]

Merci de la réponse.
Que veut tu dire par pas realistes ?
A 140 kg/m2 si on repartit les 27 m2 sur 4 poutres ca fait 960 kg par poutre non ?
Ce qui est sur c'est que l'on arrivera probablement jamais a 140 kg/m2...
J'aurais une charge permanante de 30 kg/ m2 maxi, voir moins avec du polycarbonate comme tu le proposes, mais c'est au cas ou il neige fort...

[ilovir]

Bonjour

Avec des madriers 7.5 x 22.5 en bois de classe C18 (solution B), ça ne passe pas avec 40 kg/m² de toiture et panneaux, et 50 kg/m² de neige.

Mais il y a le vent, qui pousse horizontalement, et qui soulève. Là, je ne vois pas comment ça pourrait tenir.

[sh42]

Bonsoir,

A 140 kg/m2 si on repartit les 27 m2 sur 4 poutres ca fait 960 kg par poutre non ?

Dans le cas b, tu ne peux pas répartir équitablement sur les poutres de 5 m, car celles des extrémités, ( haute et basse ), ne supportent que la moitié de la charge supportée par par chacune des autres.
Les poutres de longueur 5 m sont espacées de larg centimètre. Celles des extrémités ne supportent que larg/2 et celles du milieu larg/2 pour la partie haute et + larg/2 pour la partie basse.
Comme il y a 4 poutres de 5 m, cela fait 3 espacements de 5,5 / 3 = 1,83 m, soit une surface de 1,83 X 5 = 9,17 m2, à 140 kg/m2 cela fait 1283 kg pour les 2 poutres situées au milieu et environ 642 kg pour celles des bouts.

[nicoco1]

Ah, oui, bien vu, je suis une truffe...bon, après on peut augmenter le nombre de bastaings, mais les poutres de 5.5 devront de toute façon reprendre plus de charges, et leur section devront etre gaillardes...
et puis ça rend compliqué les assemblages...
Je vais rester sur A, tant pis, comme ça je peut faire un assemblage mi bois facilement.
j'ai revérifié les charges, 40kg/m2 me semble juste pour une couverture en PV, par contre je suis a 650m dans les pyrenees, même si il ne neige pas souvent, j'ai vu que je serai en zone D et qu'il faudrait partir sur 147kg/m2 en surcharges normales et 195 kg/m2 en surcharges extrêmes !!!

Ce qui voudrait dire dimensionner le toit pour une charge de 187 kg/m2 et 235 kg/m2 ne doivent pas déformer définitivement le toit !!! c'est énorme !
Si je part sur le schéma classique A, cela fait 5143 kg soit 2571 kg par poutre, c'est plus du tout la même chose...
Sur deux appuis simple ça me donne une section de 330x140 par exemple avec une flèche de 10mm et une contrainte de 7MPa... comment font les carports du commerce avec leur section de 250x80 ? je ne sait pas quoi faire...
un tube rectangle 100x200x4 renforcé avec des cornieres fait aussi bien en étant plus léger...

[nicoco1]

ilovir, c'est quoi le problème avec le vent ? l'ancrage des 4 poteaux ne suffira pas ?

Comment connaitre l'effort d'arrachement du au vent ?

[sh42]

Bonjour,

L'avantage du schéma b est qu'avec du polycarbonate alvéolaire en calculant bien les intervalles, tu peux te passer des chevrons. Surtout que sur internet il est vendu des plaques qui s'emboitent les unes dans les autres.

Pour les assemblages, il faut que tu penses aux contreventements qui reprennent une partie de la charge des poutres.

[ilovir]

Les charges climatiques de neige et vent peuvent se déterminer à partir de l'eurocode 1. C'est en fonction de la région, du site, de la forme du bâtiment, de ce qu'il y a autour.

L'ancrage des poteaux en pied, c'est à dire pour former un encastrement, ce n'est pas évident. Il faut suffisamment de béton, et au fil du temps le bois séche, se fissure, s'abime avec l'humidité, affaiblissant l'ancrage. Il vaut mieux prévoir des bras de contreventement, ou bracons.

Et aussi un contreventement dans le plan de la toiture, car ce n'est pas aux PV de jouer ce rôle.

Tout cela représente pas mal d'assemblages.

Vous en verrez différents exemples sur le web.

Les portées de 5 m et 5.5 m sont déjà conséquentes pour un tel ouvrage.

[nicoco1]

C'est bien l'eurocode 1 que j'ai consulté pour la neige. Pour l'ancrage, je pensait utiliser des supports en acier galvanisé boulonnés dans le béton et mettre des contrefiches pour contreventer.

Pour les poutres maitresses, que pensez vous de la réalisation autoconstruite de caissons avec des chevrons 75x63 et du ctp de 15mm, vissés et collé à l'époxy, le tout saturé de résine époxy ?

en theorie ca tient en 75x300...

[sh42]

Bjr,

Pour la relation bois/résine époxy, j'ai un doute sur la tenue dans le temps car le bois aime respirer et entièrement enduit, il ne peut le faire.

Pour les dessins, attention à la beauté car cela peut poser des problème de réalisations.

Pour protéger le bois, il est toujours bon de faire largement déborder les toitures.

[ilovir]

Neige région D à 650 m, j’ai 142.5 daN/m² au sol, et 180 en accidentel qui sera moins contraignant que le 142.5 lequel sera à pondérer par 1.5 pour la résistance. C’est déjà pas mal.
En déformation, il faut rester avec ce que peuvent demander les PV comme déformation maxi de leur support. Le maxi EC5 c'est 1/200, mais les panneaux peuvent demander moins.

A condition encore que vous n’ayez en plus une accumulation de neige, par exemple si le carport est adossé à un autre bâtiment, ou surplombé par un autre toit ?

Vous ne pourrez pas compter beaucoup sur les ancrages en pieds de poteaux pour contreventer, mais les contrefiches pourront faire le travail. Et elles peuvent aussi agir pour aider à la flexion verticale des poutres.
Par contre, ça va tirer fort dans leurs assemblages, parce que vous n’avez que 4 poteaux.

Dans quelle région de vent êtes-vous ? Et comment est située la construction par rapport au vent dominant ? Quelle est la pente du toit ? Vous compterez fermer certaines faces ?

Les poutres artisanales en caisson, c’est admis par l’eurocode 5. Il y a un petit calcul vérificatif à faire notamment au niveau de la contrainte de cisaillement qui va apparaître dans les plans de collage, en plus du calcul simple des contraintes de flexion dans la section composée (comme cela semble sortir de votre modélisation).

Mais comme dit sh42, je n’enduirais pas tout de résine, et protégerais la structure par des avant-toits. Notamment pour une bonne tenue des collages dans le temps.

Vous partiriez sur le schéma A ? Comment placerez- vous les poteaux, les débords de toit, les bracons ? (par exemple sur un plan coté)

[nicoco1]

Neige région D à 650 m, j’ai 142.5 daN/m² au sol, et 180 en accidentel

j'avais trouvé 147 et 195, soit, la différence est faible, mais il faut bien l'ajouter à la charge permanente de 40 DaN non ?

Dans quelle région de vent êtes-vous ? Et comment est située la construction par rapport au vent dominant ? Quelle est la pente du toit ? Vous compterez fermer certaines faces ?

Il n'y a que rarement de vent chez moi, et quand il souffle il est turbulent, il fait n'importe quoi, on est dans une cuvette au pied d'une grande montagne.
Je pensais faire un toit presque plat, 5% de pente, j'aimerai pouvoir fermer les coté de façon amovible, avec des bâches de camion par exemple, pour pouvoir bricoler au chaud en hiver et pouvoir bénéficier de lumière naturelle en été.

Après réflexion, je vais essayer de faire au plus simple, je vais laisser tomber la fabrication de poutres caisson, a la limite je me sentirai plus de faire des poutres treillis en fer avec des cornières, je suis plus équipé métal.

Pour l’époxy, on fait bien des bateaux ctp/epoxy, qui restent des décennies au contact de l'eau de mer, alors je me dit que ça doit être une bonne protection.

Vous partiriez sur le schéma A ? Comment placerez- vous les poteaux, les débords de toit, les bracons ? (par exemple sur un plan coté)

j'en sais rien encore, disons que le schéma A en bois je le visualise bien, il me semble que les assemblages sont simple (poteaux poutres mi bois) et tenons mortaises pour les contrefiches.
sur le schéma B je ne vois pas trop.

Un assemblage comme sur la photo pourrait convenir ? j'aurais tendance à dire moyen vu que les points de contacts sont des boulons au milieu des poutres, ce qui pourrait les "ouvrir" ?? mais ca simplifierai les choses, possibilité de prendre 2 madriers standard

[sh42]

Bonjour,

Pour éviter dans certaines poutres la flexion, il est possible d'adopter le schéma ci-dessous. Pour les poutres de 5,5 m les contraintes de flexion sont remplacées par des contraintes de compression-flambage. Lorsque l'on sait qu'en flambage un poteau bois de 3 m de long à une charge de sécurité de 1650 kg pour 10 cm de côté et que pour 13 cm cela passe à 3500 kg, cela ouvre des possibilités.

Dans la photo de la charpente, pour moi, il aurait mieux fallu mettre les vis au milieu des assemblages.

Pour la bâche type camion, attention, c'est relativement lourd.