Calcul force exercée / résistance point fixation

[Marco2444]

Bonjour,

J'ai besoin des services de personnes pouvant effectuer un calcul de force. Tout ça est un peu loin et j'avoue être rouillé avec les calculs vectoriels etc... D'ailleurs au delà du résultat je suis intéressé pour (re) comprendre comment on calcul tout ça.

J'ai installé un équipement de sport sur mon mur et j'aimerai vérifier que les points d'ancrage que j'ai fait, au scellement chimique, soient assez résistants vis à vis de l'utilisation que je veux en faire. J'ai 3 points d'ancrage, les tiges filetées (en rouge) sont en diamètre 16mm, mesurent 300mm et sont rentrées dans la brique de 180mm.

Voici l'équipement en question.

Il sert à faire ce type de mouvement. A noter que sur la vidéo il y a un pied en poids qui repose au sol, j'ai mis ça pour le moment n'ayant pas fait le calcul.

Voici quelques mesures :



La résistance de chaque point de fixation par scellement chimique est donné ici (en jaune pour moi, brique alvéolaire) :



Ma crainte : que les points d'ancrage ne résistent pas à l'équipement (50kg) + moi (90kg) avec le bras de levier (en ayant les fesses à 100cm du mur). J'ai déjà fait des essais, sans pied, ça tient, mais j'ai quand même peur dans le temps.

Je vous remercie
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[sh42]

Bonsoir,

A l'horizontal, le centre de gravité de ton corps est à environ 1 m, 1,20 m de tes pieds.
Par rapport au mur, cela fait un couple de 90 kg X 1,2 m , soit environ 108 daN.m.
Les vis extrêmes sont placées à 0,60 m l'une de l'autre. En admettant que les vis du bas reprennent le poids et que celles du haut reprennent le couple, cela veut dire que les vis du haut doivent absorber 108 / 0,6 = 180 daN.
Avec 2 vis et le tableau, cela ne passe pas.

[Naalphi]

Bonjour

Calcul plus barbare , mais pas foprcément plus précis :




.. non ça ne passe vraiment pas

[Marco2444]

Bonjour, merci pour votre retour.

Pour bien comprendre, pouvez-vous expliquer ce que vous entendez par "les vis du bas reprennent le poids et celle du haut reprennent le couple" ? Je ne visualise pas comment cela ce passe avec mes 3 vis.

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Marco2444]

Bonjour, et merci pour votre retour !

Si je comprends bien la vis du haut prend 1280N, celle du milieu 906N et celle du bas 53N. On parle ici de force de traction et non de cisaillement c'est bien ça ?

Il est possible de calculer ce que cela donne avec un pied que j'ajouterai à environ 60cm du mur (comme sur la photo suivante) ?

[Marco2444]

J'ai du de la chance jusqu'à présent donc car j'ai déjà testé de faire le mouvement, plusieurs fois, sans mettre de pied...

[sh42]

Bonjour,

Une force dans l'espace crée en un point quelconque de celui-ci une force et un couple.
Si le point est sur la droite de la force le couple est égal à zéro.

Dans ton montage, il faut admettre que certaines vis bloquent le mouvement de descente et que les autres empêchent la rotation dû au couple. Cela se traduit par du cisaillement et de la traction.
Après on peut aussi admettre un coefficient de frottement pour reprendre le mouvement de descente, mais dans ce cas, il faut connaitre l'état de surface et la matière des surfaces en contact. De toutes les façons, à moins d'un cas particulier, la contrainte de traction dans la vis dû au frottement sera très supérieure à celle dû au cisaillement.

Les essais que tu as faits se sont bien passés car dans le tableau du fournisseur de chevilles chimiques, il a sans doute pris un coefficient de sécurité pour ne pas être entrainé dans des procès suite à des accidents.

De plus, les mouvements de musculation vont entraîner de légers à-coups lors du relevage du corps, ce qui n'est pas bon pour la résistance dans la brique.

[Marco2444]

Merci pour ces explications !

J'ai donc bien, sur mes 3 points de fixations (mes 3 tiges filetées) de la force de traction et de cisaillement.

Si je mets un pieds, comme expliqué un peu plus haut, l'effort à reprendre doit être bien moins important ?

Sinon il faut que je trouve un système afin d'avoir plus de points de fixation.

[le_STI]

Salut à tous,

personne n'est étonné par les valeurs de résistance vraiment basses ?

129daN maxi pour du M16
Est-on sûr qu'on regarde le bon graphique ?

Je n'ai pas d'expérience dans le scellement chimique, mais une recherche rapide m'a donné un exemple à 9.6kN de résistance en traction avec du scellement chimique à 30€ la cartouche...

[Marco2444]

Bonjour,

C'est probablement une valeur dans le béton (non fissuré).

Voici la fiche technique complète :

[Marco2444]

Avant de faire mes scellements dans mon mur j'ai testé sur une brique "à nu".

La tige filletée était enfoncée de 13cm (contre 18cm dans mon mur). J'ai mis 90kg dessus ça n'a pas bougé (la tige était déjà inclinée lors du scellement).

J'aimerai refaire cet essai en mettant une barre métallique d'1m de façon à reproduire ce que j'ai au mur.

[le_STI]

C'est probablement une valeur dans le béton (non fissuré).

oui c'est ça, donc ok les valeurs sont cohérentes...

[le_STI]

Avant de faire mes scellements dans mon mur j'ai testé sur une brique "à nu".

D'après la photo, tu as testé ta tige filetée en flexion mais pas du tout en traction.

[Marco2444]

Effectivement je n'ai pas testé en "tirant" dessus, je m'en rends compte désormais.

[sh42]

Rbjr,

Autre point important dans la brique ou le parpaing, c'est : " comment est réalisé le trou " pour la mise en place du grillage. Si toutes les parois sont défoncées et éclatées, la tenu est plus faible que si les parois sont bien percées.

[Marco2444]

Effectivement, sur ce point là j'ai fait attention. J'ai pris un forêt spécial matériaux creux, ça fonctionne super bien ça n'éclate pas du tout, et en perçant sans percussion.

Derrière, évidemment, bien dépoussiérer.

Je me demande si je ne vais pas partir sur des tiges qui traversent mon mur de part en part. De l'autre coté c'est mon garage, je mettrais une platine au mur, et comme ça je ne pense pas que ça bougera.

[sh42]

Rbsr,

L'avantage du pied, s'il n'a pas de " jeu " en hauteur, fera que le couple créé par ton poids sera entièrement repris par les tiges filetées.
De plus, la longueur du bras de levier ne sera plus de 0,60 m mais de la hauteur entre ton " fessier " et le sol.

Cela change tout et diminue la traction sur les tiges filetées.

[Marco2444]

Merci.

Êtes-vous capable d’estimer à quel point ?

Sinon je vais mettre des tiges traversantes et fixer une platine de l’autre coté du mur..

[sh42]

Bonjour,

Oui, les calculs sont faisables.
Je prépare cela cet après-midi.

[Marco2444]

Merci beaucoup c'est super sympa de votre part !

[le_STI]

.... mettre des tiges traversantes et fixer une platine de l’autre coté du mur..

Dans ce cas la résistance sera sans commune mesure

L'avantage du pied, s'il n'a pas de " jeu " en hauteur, fera que le couple créé par ton poids sera entièrement repris par les tiges filetées.
De plus, la longueur du bras de levier ne sera plus de 0,60 m mais de la hauteur entre ton " fessier " et le sol.

Effectivement, les tiges filetées ne devraient travailler qu'au cisaillement, mais avec l'avantage d'avoir des forces a priori beaucoup plus faibles (à calculer).

Par contre, le bras de levier n'aura aucun rapport avec l'élévation par rapport au sol.
Les bras de levier à prendre en compte seront : la distance horizontale entre le centre de gravité et le pied d'une part, et la distance entre le pied et le mur d'autre part.

A moins que j'aie mal compris quelque chose ou qu'on ne modélise pas le problème de la même façon

PS : La force verticale au niveau du mur sera de :
poids*[distance CdG->pied]/[distance pied->mur]

[sh42]

Rbjr,

Voici la feuille de calcul.
Je dessine très mal. Mon petit bonhomme a des abdominaux surdimensionnés du fait de ses exercices.

[Marco2444]

Alors là, merci beaucoup ! C'est très sympa de prendre le temps de me répondre, surtout de cette manière.

[Sethy]

Tout d'abord, j'espère que c'est pour un usage exclusivement privé. Dans un centre de sport ... je déconseillerais fortement de ne pas faire appel à des pros.

Ensuite, ce qui m'inquiète, c'est la marge de sécurité. La question a déjà été abordée incidemment mais ici, il faut quand même envisager que la personne s'assied en glissant, de trop haut, en déséquilibre, etc. Il ne faudrait pas que cela cède à ce moment là.

On a tous déjà sauté "à pied joint" sur quelque chose à casser pour savoir qu'on multiplie son poids ...

[sh42]

Bonsoir,

Sauter à pieds joints à plus de 800 mm de haut, il faut être costaud. Mais certains disent que le pépé saute de l'armoire sur le lit conjugal.

[Marco2444]

Bonjour,

Effectivement ça n'est que pour du privé.

Par contre vu la configuration, l'équipement était assez haut, je ne pense pas que ça pose problème je ne me retrouverais jamais dans une situation où je mettrais plus de force.

[Marco2444]

Par contre je me demandais, vis à vis des données limites données par le fabriquant, je ne peux pas faire mon propre test ?

L'idée serait de serrer un écrou sur une tige filetée scellée pour le test. En utilisant une clef dynamométrique je saurais à quel couple de serrage le scellement cède.

Vis à vis de vos calculs, il y a une valeur qui faudrait dépasser pour rentrer dans les clous ?

Merci.

[sh42]

Bonjour,

Si vous mettez le pied, les vis ne vont théoriquement travailler qu'en cisaillement. Il n'y a donc pas besoin de serrer les écrous très fort.
Pour éventuellement éviter qu'ils ne se desserrent avec les vibrations des mouvement du corps, un peu de frein-filet ne peut être qu'avantageux.

Faire un test dans un mur fini de maison ne sert à mon avis à pas grand chose car suivant la position du trou, ( en milieu de brique, à la jonction entre 2 briques, à la jonction entre 3 briques, l'éclatement de la brique lors du perçage du trou, .......), les résultats risquent d'être très différents.

[Marco2444]

J'ai déjà mis des écrous frein pour éviter que cela ne se desserre.

Je vais quand même serrer au maximum jusqu'à ce que le scellement cède sur le scellement que j'avais fait pour le test (sur lequel j'avais mis 90kg de poids dessus).