Détail calcul d'un solivage existant et reprise sur poutre

  1. jmatthieu
    (80) Somme
    Bonjour à tous,

    Je souhaite aménager mes combles, ancien grenier à foin je pense (il y avait une porte sur le pignon).
    Je vous expose mes calculs de charges, pourriez-vous me dire ce que vous en pensez ? j'ai repris les abaques sur ce site : http://macharpente.free.fr/Calculs.htm
    Le tableau fournit propose pour chaque couple (section, portée) une charge "bonne" et une charge "max admissible".
    Première question, les valeurs du tableau vous semblent-elles correctes ?

    Voci le schéma avec les cotes pour plus de clarté (solives en vert et en bleu selon leur section, poutres double trait crayon)
    Voir la pièce jointe 49850_9fec390bee8fa8bf7f7764f7c7bc8c0e.JPG

    Détail des calculs :
    Bande de chargement sur une solive (notée BC) = Longueur solive * entraxe solives
    Calcul de charges : charge acceptée par la solive / bande de chargement

    pour la zone I :
    BC = 2.2 * 0.4 ~ 0.88 m2
    CA (charge admissible max) = 291 kg / BC ~ 330 kg.m-2
    CB (charge "bonne") = 83 kg / BC ~ 94 kg.m-2

    pour la zone IV :
    BC ~ 0.96 m2
    CA ~ 303 kg.m-2
    CB ~ 86 kg.m-2

    pour la zone V :
    BC ~ 1.36 m2
    CA ~ 227 kg.m-2
    CB ~ 66 kg.m-2

    pour la zone VI :
    BC ~ 1 m2
    CA ~ 310 kg.m-2
    CB ~ 90 kg.m-2


    Bref, si on ajoute le poids du plancher, environ 15 kg.m-2 (plancher 22mm), les Charges Admissibles sont correctes, mais la charge "bonne" est extrêment limite ! Comment renforcer tout ceci si nécessaire ? Doubler les solives, ajouter des poutres parallèles à A, B et C ?

    Du coup j'ai également fait un petit calcul sur les poutres, la charge qu'elles doivent reprendre pour ce que les solives elles-mêmes peuvent reprendre.
    Exemple pour la poutre C :
    Bande de chargement = ((2.2 *0.5) + (2.1 *0.5) ) * 4.75 ~ 10 m2
    Donc sur les zones I et II comme j'ai une charge max admissible par les solives de 330 kg.m-2 cela fait 3300 kg
    auxquels on ajoute masse du plancher (15kg.m-2) et masse des solives (25 kg.m-2) soit 150 + 250 = 400 kg, soit une charge totale sur la poutre de 3700 kg. Est-ce que ce calcul est correct ?

    Je vous remercie par avance,
    jmatthieu
     
    Dernière édition: 16 Septembre 2019
    jmatthieu , 15 Septembre 2019
    #1
  2. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    @jmatthieu, bonjour,

    Je suppose que vous souhaitez que la structure de plancher corresponde aux normes actuelles selon l'Eurocode 5. Dés lors, il faut prendre le problème autrement. Dans un premier temps, de quoi sera constitué le revêtement de cette structure. Je comprend qu'il y aura un plancher parquet que je suppose de résineux. Il y aura aussi un cloisonnement qu'il faudra prévoir du type léger en placo. Je suppose aussi que vous souhaitez une isolation phonique entre les étages. :-'
    Pour alléger la structure je propose que le plafond soit de placo auto porté. Sur cette base, on est en mesure de calculer la charge que devront supporter les poutres.
    Il faut savoir qu'en France, la charge d'exploitation pour locaux habitables dans une maison privée est de 150 kg/m² à laquelle s'ajoute les charges permanentes uniformément répartie comme suit :
    Plancher massif de résineux ép. 22 mm = 13 kg/m²
    Cloisons légères placo sur MS= 57 kg/m²
    Poids propre des solives de résineux = 12 kg/m²
    Isolation acoustique laine ép. 100 mm = 4 kg/m²
    On obtient ainsi une charge totale à considérer de 236 kg/m².
    Sur cette base et en prenant la portée courante la plus défavorable soit 2.20 m, il faudrait pour une classe de service 1 (local chauffé) des solives de résineux de classe C 24 d'une section minimum de 63 x 90 mm espacées de maximum 44 cm d'axe en axe, et ceci sur la base d'un état limite de service dont le résultat du calcul de la flèche instantanée est inférieur à la flèche maximum admise basée sur la contrainte de L/350.
    Il est donc possible de calculer les charges que doivent reprendre les poutres et qui sont reprises sur le croquis ci-après
     - PLANCHER matthieu.jpg
    Les sections indiquées sont les sections minimum pour répondre aux normes.
    Vous pouvez les adapter vers le haut, mais pas les dimibuer.

    Bonne réflexion.
     
    fradeco , 20 Septembre 2019
    #2
  3. jmatthieu
    (80) Somme
    Bonjour @fradeco , je vous remercie pour votre retour !

    Il est vrai que cela manque un peu d'informations sur mes intentions : j'ai donc repris votre plan avec quelques annotations :
     - planfradeco.jpg


    Dans la zone 1, l'idée est de faire une chambre, donc dans cette zone 1 ce serait en effet important de faire une isolation acoustique par rapport à la pièce du dessous, qui est également une chambre.
    Dans la zone 2, ce serait plutôt pour un espace de jeu, peut-être avec un canapé lit, je ne prévois donc pas d'ajouter d'isolation et faux plafond, surtout que j'aimerais conserver l'aspect "bois" du salon qui se trouve sous cette zone 2.

    Je me retrouve avec de nombreuses questions par rapport à votre proposition (j'espère ne pas abuser de votre gentillesse !)

    1/ Dans ces combles il n'y a que la bande centrale de 1m50 où la hauteur sous plafond est > 1m80 (toit en pente à 45°, qui part à 40 cm du sol). Est-ce que ce point permettrait de diminuer un peu la charge à supporter nécessaire ?

    De plus la cloison entre la zone 1 et 2 se situera comme indiqué sur le schéma au niveau de la maçonnerie de la cheminée, ce sera en effet une cloison légère. Du coup elle sera surtout reprise par la maçonnerie, est-ce que cela permettrait de réduire les charges sur les poutres ?

    2/ Cependant les fermes de la toiture reposent sur les poutres A, B, E comme ceci :
     - appui_ferme.JPG
    Est-ce que cela a un impact significatif ?
    De plus actuellement le toit en tuiles n'est "isolé" en intérieur que par une vieille laine de verre d'environ 100mm entre les chevrons, je souhaite donc reprendre l'isolation (sûrement en double couche avec du placo en finition, est-ce à prendre en compte également, vu que l'appui se fait sur les poutres ?)

     - fermes.JPG


    Concernant les solives :
    3/ Vous indiquez des solives de section 63*90, sont-elles équivalentes aux solives déjà existantes de 70*80 ? (la section est comparable, mais je sais que une forme plus rectangle sur champ offre une meilleure robustesse)

    4/ Concernant les solives 63*100 de portée 3100mm en sortie d'escalier, il faudrait les remplacer par une section 63*143, est-il possible de plutôt les renforcer (vu qu'elles sont encastrées côté mur) et dans ce cas avec quelle section ?
    Au niveau de la trémie d'escalier si je comprends bien il faudrait renforcer la solive du palier haut de l'escalier, est-il possible de venir renforcer la solive existante directement (en prenant appui en extrémité sur la poutre A ?)
    Une autre option (dites-moi si cela est possible) serait d'ajouter une poutre entre la poutre A et la trémie pour réduire la portée des solives de 3100 et mieux reprendre la charge du palier. Est-ce jouable ? Ce serait via une fixation par sabots directement dans les murs en parpaing (pas possible de faire des encastrements)
    Cela éviterait peut-être aussi de renforcer la poutre A (les poutres existantes dans la zone 2 sont belles et j'aimerais si possible garder l'aspect)

    Encore merci pour votre aide,
    jmatthieu
     
    jmatthieu , 20 Septembre 2019
    #3
  4. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    @jmathhieu, compte tenu de votre réponse sous poste #3 tout est à revoir, car les charges diminuent. Conclusion certaines sections existantes vont probablement être maintenues. Les charges permanentes se répartiraient uniformément plutôt comme suit :
    Plancher massif de résineux ép. 22 mm = 13 kg/m²
    Cloisons légères placo sur MS plus d'actualité
    Poids propre des solives de résineux = 12 kg/m²
    Isolation acoustique laine ép. 100 mm = 4 kg/m²
    On obtient ainsi une charge totale à considérer de 170 kg/m².
    Sur cette base et en prenant la portée courante la plus défavorable soit 2.20 m, il faudrait pour une classe de service 1 (local chauffé) des solives supposées de résineux de classe C 24 d'une section minimum de 70 x 80 mm espacées de maximum 44 cm d'axe en axe, ce qui correspond à l'existant. En revanche pour la portée de 3.10 il faudra une section de 65 x 120 mm avec le même espacement et tout ceci sur la base d'un état limite de service dont le résultat du calcul de la flèche instantanée est inférieur à la flèche maximum admise basée sur la contrainte de L/300.

    Pour les poutres, les photos laissent supposer que nous sommes plutôt en présence de bois massif de feuillus type chêne. Cela a également un impacte sur les performances de ces poutres.
    Je vais regarder tout cela dans cette optique et voir ce qui est possible de faire de vos suggestions. :-'

    A +
     
    fradeco , 20 Septembre 2019
    #4
  5. jmatthieu
    (80) Somme
    @fradeco je suis désolé pour ce manque de précisions qui vous fait revoir tout le calcul !

    Pour information cette maison est une ancienne fermette qui doit dater de 1920
    Les murs en colombage / torchis ont été remplacés à la fin des années 80 par des murs en parpaing. Les fermes semblent être d'époque mais la toiture a été reprise fin 80 aussi je pense (les pannes et chevrons sont plus récents). Les poutres elles semblent être d'époque, ainsi que le solivage + plancher de la zone 1 jusqu'à la poutre A. Entre la poutre A et le mur de droite, il y a ces nouvelles solives en 65*100 avec du plancher récent.
    Je vous joins d'autres photos qui aideront peut être :

    Zone 1 (poutre E)
     - piece_gauche.JPG

    Zone 2 (poutre B en premier plan, poutre A au loin) :
     - piece_droite.JPG

    Poutre A (on voit bien la différence entre le plancher ancien et le plus récent, ainsi que les solives) :
     - poutre_A.JPG

    Et enfin la trémie d'escalier (effectuée il y a peu) :
     - tremie0.JPG
    merci pour le temps que vous m'accordez,
    jmatthieu
     
    jmatthieu , 20 Septembre 2019
    #5
  6. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
     - PLANCHER matthieu.jpg
    Sur la base d'une charge de 170 kg/m² dont 150 kg/m² de charge d'exploitation, et sur sur la base d'un état limite de service dont le résultat du calcul de la flèche instantanée est inférieur à la flèche maximum admise basée sur la contrainte de L/300. (Limite minimum)

    Poutre E 475 cm = 1.790 kg. il faut une section (b*ht) de 215 x 195 mm
    Poutres C +/- 130 cm = 367 kg et D +/- 90 cm = 254 kg. Section 165 x 195 mm existante OK
    Poutre B 475 cm = 1.382 kg. Section 165 x 195 mm OK
    Poutre A, 125 + 350 cm = 2.155 kg. Section 120 x 155 mm. Hauteur vraiment insuffisante. Cette poutre doit être renforcée. section minimum 184 x 150 mm. Pour atteindre cette section il faut appliquer sur chaque face latérale de cette poutre une gîte de chêne de 32 x 150 mm.
    La mise en place d'une nouvelle poutre de 4.75 m dans l'alignement de la trémie d'escalier, ne permet pas de garder la poutre A comme existante. La hauteur de cette poutres est vraiment trop faible.

    Les solives de 3.10 m section 65 x 100 mm peuvent être renforcées par l'application par collage et vissage sur chaque face des solives de cette portée d'une planchette de sapin de 18 x 100 mm.

    Le fait que les jambes de forces de la toiture reposent près de l'appuis des poutres, n'apporte aucune contrainte supplémentaire à l'état limite ultime de ces poutres.
    En revanche si vous avez l'intention d'ajouter du poids en toiture, les pannes ventrières devront certainement faire l'objet d'un contrôle de stabilité.
     
    fradeco , 20 Septembre 2019
    #6
    jmatthieu aime ça.
  7. jmatthieu
    (80) Somme
    Bonjour @fradeco ,
    Merci pour votre retour !

    1/
    Si je comprends bien la poutre E devrait être renforcée par deux gîtes de 25*195 pour une charge de 170kg/m2.
    Cependant étant donné la pente de la toiture, il y a environ 1m sur chaque côté où la hauteur sous plafond est inférieure à 1,4m. Sur ces bandes, si on considère qu'il n'y aura rien (personne n'y marchera) ou des placards de rangement, du coup avec 30kg/m2 de charges dues aux plancher/solive/faux plafond et disons 30kg/m2 pour du rangement soit 60kg/m2
    Du coup si je reprends le calcul de charge sur la poutre E avec ces valeurs j'ai comme bande de chargement sur cette poutre 5,7 m2 à 170kg/m2 et 4,2 m2 à 60kg/m2, soit une charge totale de 1220 kg sur la poutre E. Qui du coup serait suffisante ? Est-ce que cette approximation fait sens ?

    2/
    Si ce même raisonnement est appliqué à la poutre A j'obtiens une charge de 1545 kg au lieu de 2125 kg (d'après mon calcul qui ne doit pas être très éloigné du vôtre à 30kg près).
    La relation entre la charge et la section semble être quasi linéaire (à largeur constante) de ce que j'ai pu lire dans les abaques, avec une estimation grossière la poutre A semble pouvoir actuellement supporter environ 1450kg. Pourriez-vous me confirmer la charge que cette poutre peut actuellement supporter avec les contraintes de flèche et d'état limite de service ?

    3/
    Pour les solives de 310 vous indiquez une section idéale de 65*120, étant donné que les solives actuelles font 65*100 faudrait-il les renforcer avec une planchette de 65*20 à venir placer sous la solive ou peut-être partir sur par exemple du 90*100 en vissant/collant des gîtes sur les côtés ?
    ----

    Encore merci pour vos retours qui m'aident à y voir plus clair et prendre conscience des renforcements nécessaires !

    Bonne journée,
    jmatthieu
     
    Dernière édition: 30 Septembre 2019
    jmatthieu , 30 Septembre 2019
    #7
  8. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    Bonjour jmatthieu,

    Postes 1) et 2) :
    En stabilité, on ne peut tenir votre langage.
    Une poutre quelle qu'elle soit doit être en mesure de supporter à n'importe quels endroit la charge pour laquelle est a été calculée.
    Votre analyse est certainement correcte mais on ne peut en tenir compte, car elle vous appartient, même si on sait qu'il est probable que la charge pour laquelle la poutre a été calculée ne sera jamais atteinte.
    Et c'est pas parce que les charges sont moins importantes vers les appuis, qu'elles diminuent au centre de la pièce.

    3) Pour les solives de 3.10 m, petite rectification : La section idéale serait plutôt de 101 x 100 mm.
    En effet selon le poste #6, ces solives pourraient être renforcées par l'application par collage et vissage sur chaque face des solives d'une planchette de sapin C 24 de 18 x 100 mm.
     
    fradeco , 30 Septembre 2019
    #8
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