Dimensionnement charpente ossature bois

  1. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Bonjour à tous,
    j'aurais besoin des conseils d'un expert pour le dimensionnement de ma charpente.
    J'ai trouvé un spécialiste dans le domaine des escaliers (Mr Lionel.P), donc je pense qu'il y a aussi des cracks dans la charpente!

    Voilà la situation:

    Je réalise une extension sur plusieurs niveaux (3 niveaux avec -2, -1 en béton et rdc en bois), accolé à l'habitation principale dont le niveau rdc est un garage en ossature bois.
    Dimension de l'extension au sol 10m x 6m

    Pour des raisons d'homogeneité, j'aurai une toiture monopente en panneau sandwich de 60mm d'épaisseur (batithane).

    Pente de la toiture 10%. Sens de la pente 6m

    Section ossature bois 45x120.

    La largeur de l'extension (6m) est mitoyenne de l'habitation.

    J'habite dans le 54, donc neige en hiver!!

    J'aurais donc besoin de vos lumières sur les sections, entraxes et positionnement des pièces de bois de la charpente, sachant que je privilégie les solutions manuportable soit 6m maxi et non 10m!!
    Je travaille seul la plupart du temps sauf exception si besoin.

    Je souhaite également isoler la toiture avec de la laine de bois ep 200mm, si possible dans l'épaisseur de la charpente pour ne pas perdre en hauteur.

    Voici un schéma avec les emplacements prévus des différentes menuiseries et portes de garages, car je suppose que l'on ne peut pas reposer des pannes de 6m au dessus de linteaux.

    [​IMG]


    Personnellement, je pensais diviser en trois les 10m avec 2 pannes de 6m, puis fixer à l'aide de sabots les chevrons perpendiculaires avec un entraxe permettant de loger la laine de bois (dans l'epaisseur de ceux ci).
    En divisant en 3, les appuis tombent tous les 3.30m me permettant d'adapter ainsi l'ossature bois (montants triplés ou plus).

    Mais par contre quel section pour chaque??
    Lamellé collé??
    (excusez moi pour le vocabulaire, mais entre pannes et chevrons et j'en passe j'en perd mon latin)

    Dites moi ce que vous en pensé ou n'hésitez pas à me soumettre une solution.
    D'avance merci pour votre aide.
    Cordialement.
     
    nico56 , 2 Mars 2014
    #1
  2. pipabo
    pipabo --
    Belgique
    nico,

    Votre plan est illisible, cotation incertaine, il faut plus de détails: coupe en long et travers. De surcroit, pour bien visualiser la jonction, quelques photos et l'orientation géographique, pour les vents dominants. Zone d'altitude ? Environnement ?
    Cette étude demande 2 ou 3 jours.

    Les contrôles de sections et portées seront à votre charge. Confirmation par un ingénieur. Ces plans seront purement un projet.( sans plus).

    ppb.
     
    pipabo , 5 Mars 2014
    #2
  3. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    Bonjour nico56,

    En supposant que les murs espacés de 6.00 m, soient porteur, voici pour info, à titre indicatif et sous toutes réserves, pour une toiture en pente de 10°, et pour une portée de 6.00, des pannes en SRN traitées, placées en milieu non chauffé, d'une section de 93 x 293 mm espacées de 1.05 m, seraient en mesure de reprendre une charge de 189 kg/m² uniformément répartie comme suit :
    Charges permanentes :
    Revêtement bitumeux = 10 kg/m²
    Support OSB 22 mm = 18 kg/m²
    Poids propre chevrons = 5 kg/m²
    Poids propre pannes = 19 kg/m²
    Isolation 20 cm = 10 kg/m²
    Finition int. placo 12.5 mm = 19 kg/m²
    Charge d'exploitation :
    Charge mobiles, 1 hom.+ Matériel et/ou vent et/ou neige = 120 kg/m².

    Chevrons SRN traités section 50 x 50 mm tous les 50 cm.

    Calculs des pannes basés sur une classe de bois C24 (E=12.000 N/mm²)
    Etat Limite de Service
    Flèche max. admise 6.000 / 300 = 20 mm. (Usuelle xxx / 250)
    Flèche instantanée Winst.= 13.6 mm
    Fléche différée Wcreep = 6.1 mm
    Flèche net Wfin = 19.7 mm < 20 mm donc OK.

    En plus des chevrons, la structure portantes devra être chaînée tous les +/- 1.50 m avec des entretoises de même section que les pannes.
    Les pannes seront fixées sur une sablière elle même ancrée chimiquement dans les murs porteurs.

    ALTERNATIVE:

    Dans les mêmes conditions de charges et de qualité de bois, vous pourriez doubler les pannes et les espacées de 2.00 m d'axe en axe.

    Dans cette hypothèse, les chevrons de 32 x 105 mm espacés de 50 cm pourraient être placés entre les pannes et ancrés dans des sabots.

    Bonnes réflexions :-'
     
    Dernière édition par un modérateur: 5 Mars 2014
    fradeco , 5 Mars 2014
    #3
  4. pipabo
    pipabo --
    Belgique
    Pour info,

    Un centimètre de neige peut faire deux kilogrammes sur un mètre carré.
    Il n'est pas rare, dans le 54, d'avoir soixante centimètres de neige , il ne faut donc pas oublier les charges accidentelles.
     
    pipabo , 6 Mars 2014
    #4
  5. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Merci fardeco,

    Je me permet de rectifier quelques données:

    il s'agit d'une pente de 10% donc 5,71°,

    La couverture est constituée de panneaux sandwich épaisseur 6cm en mousse polyuréthane de longueur 6m et de largeur 1m.

    Le poids est de 11,1kg/m2

    Ils parlent de charges descendantes qui peuvent être de 200dan avec 3 appuis espacés de 2,90m ou 2 appuis espacés de 2,70m
    Voir les données du site:

    http://www.batiroc.com/media/fiches_techniques/french/BATITHANE_T.pdf

    Avec ces infos, es ce que cela change la donne?
    Merci.
    Cordialement.
     
    nico56 , 6 Mars 2014
    #5
  6. fradeco
    fradeco
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    Belgique
    Oui, il faut reprendre le calcul. Je vous tient au courant dès que possible.
     
    fradeco , 6 Mars 2014
    #6
  7. fradeco
    fradeco
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    Belgique
    Re bjr, nico56,

    Après contrôle, sur la base d'une pente de 5.7° proche d'une toiture plate, la charge de 186 kg/m² reste d'application, ceci compte tenu que les chevrons (5/4 x 23 cm) restent en place. (Coffre pour l'isolation) Par conséquent, la section des pannes devrait être maintenue.

    De plus dans les calculs j'ai pris en compte une hauteur de neige de l'ordre de 60 cm sans déperdition de chaleur au travers de la toiture, ceci en me basant sur une hauteur de neige légèrement supérieure à celle que nous prenons en compte dans le sud de la Belgique.

    Il faut aujourd'hui être prudent avec le poids de la neige sur toiture plate et plus particulièrement si les averses de neige peuvent être fréquentes. Ce qui est dangereux, sont les fréquences de gel et dégel, qui peuvent doubler le poids spécifique en passant de 200 kg/m² pour atteindre +/- 400 kg/m².
    A cet effet, il serait bon de préciser l'état normal d'enneigement dans votre région et la hauteur de neige qu'il est possible d'atteindre.

    Cord.
     
    fradeco , 6 Mars 2014
    #7
  8. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Bonjour fradeco,

    Je ne comprends pas ce que vous voulez me dire " les chevrons (5/4 x 23) restent en place? La section des pannes devrait être maintenue?

    Pouvez vous me réexpliquer le positionnement, les section et les entraxes des différents composants de la toiture.
    Si possible un schéma serait parfait pour éviter toute confusion.

    D'avance merci.
    Cordialement.
     
    nico56 , 7 Mars 2014
    #8
  9. fradeco
    fradeco
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    Belgique
    Bonjour nico56,

    Puisse le petit croquis ci-après, rendre la compréhension plus aisée ;-)
    [​IMG]

    Cord. Slts.
     
    fradeco , 7 Mars 2014
    #9
  10. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Rebonjour fradeco,

    merci beaucoup,

    un croquis vaut mieux que toutes les explications!

    Si j'en déduit votre croquis et vos prècèdentes explications, vous prenez un entraxe de 2m entre les pannes doublés (93x293).

    J'ai encore un soucis au niveau des appuis de ces pannes, je souhaitais les renforcer en multipliant les montants d'ossature et avoir l'équivalent d'un poteau.

    Or là dans cette configuration tous les 2m je me retrouve au niveau de différentes ouvertures donc de linteaux. (entre autre porte de garage 2.40m)
    Voir le croquis des emplacements des menuiseries dans mon premier message.

    L'ideal serait un entraxe de 3.30m entre les pannes pour diviser en 3 les 10m et pouvoir ainsi renforcer les appuis.

    Par contre dans cette hypothèse, quel serait la section de ces pannes (20x40?)
    et des chevrons (50x230?) avec la même configuration que le croquis?

    Es ce qu'il ne faudrait pas passer sur du lamellé collé pour les pannes pour limiter le poids et la section?
    Il faut que je puisse les monter à la main!!!

    D'avance merci.
    Cordialement.
     
    nico56 , 7 Mars 2014
    #10
  11. fradeco
    fradeco
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    Belgique
    Ma proposition sous #3 tenait compte d'une manipulation manuelle mais quand même avec un poids de 96 kg/pièce. C'est pas léger non plus.
    En LC 24 d'une portée de 6.00 m espacées de 3.30 m entre axes, il faudrait deux 150 x 400 mm.
    Les chevrons 38 x 223 mm tous les 50 cm comme figuré ci-après.
    [​IMG]

    Poids par poutre, LC = 42 kg/ml = 269 kg.
    Charges uniformément répartie sur la toiture = 235 kg/m² dont 140 kg/m² de charges ''d'exploitation'' soit 1 homme + matériel et/ou neige ou vent.
    Ces poutres peuvent reprendre une charge de neige de 20 kg de plus mais c'est selon moi un maximum.
    En faisant fabriquer ce genre de poutre, vous pouvez faire contrôler la section et les charges. Deux avis valent toujours mieux qu'un. Surtout dans ce genre d'exécution.

    Vous avez encore une autre possibilité en plaçant deux poutrelles métalliques
    HEA 200 de 43.20 kg/ml = 276.50 kg,
    ou
    2 IPE 240 de 31.30 kg/ml = 200 kg.

    Bonne réflexion ;-)
     
    fradeco , 7 Mars 2014
    #11
  12. pipabo
    pipabo --
    Belgique
    quant je disais étude de 2 ou 3 jours, je ne suis pas loin du compte.
    Avec un dessin, c'est toujours plus explicite.
    Je m'aperçois que mes 60 centimètres de neige n'ont pas été perdus et que fradeco redemande la situation géographique et environnement (post 2 ) base logique à tout calcul de charpente.

    Pour info , en zone 2A, la charge de neige accidentelle est: Poa (N/m²) 800.

    Il y a encore d'autres possibilités, mais à chacun son domaine.
     
    pipabo , 7 Mars 2014
    #12
  13. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Bonjour et merci fardeco,

    Effectivement 269kg ça fait beaucoup! Mais il n'y en aurais que 2 à mettre en place!
    Avec un coup de main ponctuel de quelques gros bras cela pourrait coller.

    Sinon je pensais encore à une autre solution beaucoup moins lourde, positionner des pannes de 6m espacées de 57 cm (largeur des panneaux de l'isolant laine de bois 122 x 57,5), pour loger directement entre celles ci l'isolant.

    Le fait de répartir la charge sur les 10m me permet de ne pas renforcer ponctuellement les murs d'ossature, simplement en renforçant la lisse haute.

    Par contre quelle section pour ces pannes, en conservant toujours une marge de sécurité ++ au niveau charges.

    Je positionnerais des chevrons 63 x 75 sur les pannes pour fixer les panneaux Sandwich et avoir également une lame d'air.

    Avec ces différentes solutions cela me permettra de faire un choix en fonction de la manutention et du budget.

    D'avance merci pour votre rapidité et votre aide.

    Sincèrement.
     
    nico56 , 8 Mars 2014
    #13
  14. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    Bonjour nico56,

    J'avais aussi penser à un solution comparable à un solivage de plancher. Mais on ne sait jamais si la proposition sera acceptée. :-s
    Perso, je pense que dans votre cas ce serait la meilleurs solution.

    Ceci étant, voici pour info, à titre indicatif et sous toutes réserves, ce qui résulterait de cette solution.

    Pour une surface de toiture en pente de 5.7°, des solives de bois classe C 24, en SRN traitées, mises en oeuvre en milieu non chauffé, d'une portée de 6.00 m, d'une section de 75 x 250 mm (section commercialisée en France je crois) espacées de 50 cm d'axe en axe, seraient en mesure de reprendre une charge de 188 kg/m² uniformément répartie comme suit :
    Charges permanentes :
    Panneaux de toiture isolée 12 kg/m²
    Chevrons 40 x 60 mm = 3 kg/m²
    Poids propre solives = 26 kg/m²
    Isolation épais. 20 cm = 10 kg/m² (Ne pas oublier le pare vapeur)
    Finition int. Placo épais. 12 mm = 17 kg/m²
    Charges mobiles: 1 homme + matériel ou neige et vent = 120 kg/m²

    Si charges mobiles = 140 kg/m², les solives seraient à espacer de 45 cm d'axe en axe.

    Chevrons SRN traités section 40 x 60 mm tous les 50 cm.
    REMARQUE : Compte tenu du caractère auto portant des panneaux de couverture et de l'entre axe des solives, les chevrons ne sont pas indispensables voir inutiles.
    Si vous voulez créer une lame d'air, des tasseaux cloués sur les solives devraient faire l'affaire.

    Calculs des solives basés sur une classe de bois C 24 (E=12.000 N/mm²)
    Etat limite ultime (ELU)
    Résistance de flexion max. 16,25 N/mm²
    Contrainte de flexion = 7.53 N/mm² donc OK
    Etat Limite de Service (ELS)
    Flèche max. admise 6.000 / 300 = 20 mm. (Usuelle xxx / 250)
    Flèche instantanée Winst.= 13.5 mm
    Fléche différée Wcreep = 5.7 mm
    Flèche net Wfin = 19.2 mm < 20 mm donc OK.

    La structure portantes devra être chaînée tous les +/- 1.50 m avec des entretoises de même section que les pannes.
    Les solives seront fixées sur une sablière elle même ancrée chimiquement dans les murs porteurs.

    Bonne réflexion ;-)
     
    Dernière édition par un modérateur: 8 Mars 2014
    fradeco , 8 Mars 2014
    #14
  15. pipabo
    pipabo --
    Belgique
    GeogeV, bonjour.

    Uniquement pour info et sous toutes réserves, votre situation n'ayant rien de comparable aux post précédents.

    Votre projet étant soumis à autorisation de l'urbanisme de Bastogne.

    [​IMG]

    [​IMG]

    A user de précaution et confirmation par un architecte.

    couverture zinc de 6 à 8 kg m² .

    A+
     
    pipabo , 8 Mars 2014
    #15
  16. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Rebonjour fradeco,

    Je pense également qu'il s'agit de la meilleur solution.
    La moins onéreuse et la plus facile à mettre en place.

    Je calculerai quand même les différentes variantes.

    Et pour avoir une marge de sécurité encore plus conséquente, étant donné qu'il me faut une largeur de 57cm entre pannes (isolant 57,5 x 122), j'opterai pour une section se rapprochant des 10 x 30.
    (Donc entraxe entre pannes de 67cm environ).

    Qu'en pensez vous?

    Merci.
    Cordialement.
     
    nico56 , 8 Mars 2014
    #16
  17. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    Bien, pour respecter 57,5 cm entre faces de solives, il faudrait assembler une 75 x 250 avec une 40 x 250 mm pour obtenir 115 mm de large x 250 mm

    Sur cette base la charge admissible sur la toiture serait de 219 kg/m² dont 140 kg/m² de charge de neige maxi.

    Cordialement
     
    fradeco , 8 Mars 2014
    #17
  18. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Bonjour fradeco,

    merci pour cette variante très intéressante sur le point de vue manutention.

    Je vais quand même étudier chacune des solutions sur le plan budgétaire.

    Je vous ferai part de mon choix ultérieurement.

    Merci encore pour votre aide.

    Sincèrement .
     
    nico56 , 9 Mars 2014
    #18
  19. nico56
    (54) Meurthe-et-Moselle
    Bonjour fradeco,

    je te sollicite une fois de plus pour modifier quelque peu une des variantes proposées.
    Celle où on trouve les 2 LC en 15x40 dans le sens des 6m et les 38x223 sur sabots.

    C'est en effet celle qui semble être la plus stable après renseignement au niveau contreventement, n'oublions pas qu'il s'agit d'une structure en ossature bois en dessous.

    Par contre dans l'étude du fournisseur bois et en fonction des bois existants il s'agit de 2 LC 12x36 et de 45x220.

    La longueur entre appuis des LC n'est pas de 6m mais de 5.76m exactement (les appuis étants des bois d'ossature de section 45x120).
    Ceux ci sont toujours espacés de 3.30m.
    Et pour les 45x220 ceux ci sont positionnés perpendiculairement sur sabots tous les 62cms à l'axe (insertion de l'isolant entre eux.
    Le type de toiture en panneau sandwich ne change pas.

    Pouvez vous valider cette nouvelle configuration.
    D'avance merci.
    Bien cordialement.

    .
     
    nico56 , 12 Mai 2014
    #19
  20. fradeco
    fradeco
    Supporter
    Belgique
    Bonjour nico56,

    Je comprend que l'on revient à la proposition comme reprise sous #11.
    Dans les mêmes conditions de mise en oeuvre et de module d'élasticité, les pannes en LC 120 x 360 mm conviennent si on admet une flèche maxi. de 1/250. Ce qui est d'usage pour les charpentes.
    La charge uniformément répartie ''permanente'' serait de 63 kg/m² et la charge ''d'exploitation'', 135 kg/m²

    Pour raisons de sécurités, (On est quand même sur un forum) Perso je ne descend pas sous les 1/300 de la portée. C'est aussi pour cette raison que les sections que je propose sont souvent (pour ne pas dire toujours) légèrement surévaluées. ;-)
    Pour les chevrons, la section 45 x 220 mm c'est OK aussi dans les mêmes conditions que pour les LC. C'est un peu limite pour moi, mais c'est vrai que je suis toujours un peu pessimiste.

    Bons succès pour la suite de votre projet.
     
    fradeco , 13 Mai 2014
    #20
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