Dimensionnement des poutres bois support toiture plate

Bonjour

Je n'arrive pas à lire les écritures sur le plan, mais je peux sans doute me fier à vos explications.
Quelle est la section de la poutre bleue (sous noue) ?

Quelle est votre région, et l'altitude ?

On voit sur le dessin que cette construction se trouve en aval d'un toit en pente. Il faut donc tenir compte de l'effet d'accumulation de neige, et pour cela connaître des dimensions de la construction accolée : pente du toit, longueur de versant, hauteur.

Bonjour , merci de votre réponse , pour la région nous somme en neige A1, Vent 2 et altitude 20m . la poutre en bleue cyan est un IPE 270 ou 240 ( je doit le faire calculer ) .
En effet j'ai une accumulation de neige contre l'existant versant en tuile de 4m .

[img]no[/img]

Je vous fais part de mon analyse, à titre indicatif.

Charges permanentes :

Bac + isolation + PVC : 15 daN/m² (à vérifier)
Plafond placo : 12 daN/m²

Vent : n’agit qu’au soulèvement, non dimensionnant. Bien fixer les éléments contre le soulèvement, notamment la membrane.

Exploitation (travaux d’entretien) :

80 daN/m² (pour une villa, au lieu de100), à placer sur un rectangle de 10 m² : 4.5 x 2.25 m, positionnable n’importe où. Donc 80 daN/m² pour la vérification des pannes et arbalétriers.

Neige :

Région A1, Sk = 45 daN/m² - pas de neige accidentelle. Donc neige sur l’ouvrage Sd= µ x Sk.

Pour la neige, se pose un petit dilemme : neige ordinaire (µ1 = 0.8), ou neige avec accumulation (µs + µw)?

Selon l’eurocode 1, il faut considérer l’accumulation, mais certains projeteurs ne le font pas.
C’est très pénalisant, la structure se trouve chargée 3 à 5  fois plus avec l’accumulation.

Vous aurez à prendre les avis de professionnels pour savoir ce qu’il convient de faire dans votre cas, selon les usages dans votre région.

Pour ma part, je m’en tiens au cas de charge avec accumulation. Et à la charge d’exploitation.

Entre la toiture existante et la noue du projet, donc sur 5 m de long, il y a accumulation de neige, du fait de la hauteur du mur (µw=2.67) et du fait de la décharge du toit existant (µs= 3.04) Cette accumulation se répartit triangulairement, avec maximum (45 x (3.04 + 2.6) = 257 daN/m²) près de l’existant et un mini  (36) à 5 m plus loin et au-delà. Cf croquis.





On en déduit la charge sur chaque panne, et sa répercution sur l’arbalétrier.

NB : l’angle de toit existant est 50°, d’après le dessin, soit une longueur en projection horizontale recevant la neige de 4.024 x cos(50) = 2.58 m. Densité de la neige : 0.2.

RESULTATS

J’ai examiné quatre cas de charge :

avec la neige accumulée,
avec les 80 daN/m² d’exploitation,
le toit sans rien dessus

Pannes bastaing 6.3 x 17.5 entraxe 1.18 m, portée 2 m

Très largement dimensionnées, même sous la plus forte charge de neige. Cela est du à leur faible portée.

Arbas en poutre madrier 7.5 x 22.5 en bois C24, portée 5 m entraxe 2.09 m

Avec neige accumulée :

Contrainte en flexion :  28.5  MPa soit taux de travail 28.5/16.6 = 171 % >> 100 % Non conforme,
Flèche net finale : 47 mm, soit L/ 106 > L/200 Non conforme
Flèche instantanée (sous neige) : 33 mm soit L/151 > L/300 Non conforme

Compression de flanc à l’appui madrier :

Réaction d’appui (ELU) 16 620 N
Section d’appui : 75 x 150 = 11 250 mm².
Contrainte : 16 620 / 11 250 = 1.47 MPa - taux de travail : 1.47 / 1.73 = 85 % Conforme sur ce point
!! Si la longueur d’appui dans le mur est à 15 cm.

NB : La conformité (très à la limite) pour la flexion pourrait s’obtenir avec par exemple des 12 x 24 en C24 (au lieu des 7.5 x 22.5) : Contrainte 15.9 MPa et flèches  25 mm et 17 mm.

Je précise que pour la flexion, les charges venant des pannes appuyées à moins de 22 cm de l’appui de l’arba ne comptent pas dans la flexion mais comptent pour la compression de flanc.

Avec exploitation :

Contrainte :  21.1  MPa soit taux de travail 21.1/14.3 = 147 % >> 100 %  Non conforme,
Flèche net finale :  17.5 mm, soit L/ 286 > L/200  Non conforme
Flèche instantanée (sous exploitation) : 22.5 mm, soit L/222  Non conforme
NB : Moins défavorable que la neige accumulée.

Sans aucune charge sur le toit :

Contrainte :  5.1  MPa soit taux de travail 5.1/11 = 46 %   bien conforme,
Flèche net finale : 14.4 mm, soit L/ 350 bien conforme

Poutre acier sous noue centrale

Le cas défavorable sera celui de la neige.

Neige avec accumulation d’un côté en provenant du versant côté existant, et sans accumulation de l’autre côté de la noue au-delà des 5 m.

J’ai retenu comme hypothèses :

Toiture 15 + charpente 12 + plafond 12 = 39 daN/m²
Portée 7.67 m
Largeur chargée : 4.5 m
Charge neige moyenne sur les 4.5 m : équivalente à 100 daN/m² (donc beaucoup plus que la neige non accumulée de 36)
Acier S235 (non certifié)

Résultats :

Section IPE 270

Taux de travail en flexion élastique : 77 % < 100 %  conforme
La flexion se fait avec déversement, nécessitant de bloquer celui-ci, par la structure bois par exemple.
Flèche finale : 2.6 cm soit L /295 <  L/200 conforme
Flèche due aux surcharges : 2 cm soit L/ 383 < L/300 conforme

C’est conforme Eurocodes 3 et 5 du point de vue de  la charpente, mais peut occasionner des dégâts dans des cloisons dessous, s’il y en a.

Un IPE 240 serait insuffisant dans ces circonstances de charge.

Et sans aucune charge sur le toit :   Flèche 0.8 cm, soit L/950, quasiment invisible.

Voilà le résultat de mon analyse. Elle ne peut pas se substituer à une étude professionnelle. J’ai fait quelques approximations ; le but est d’explorer le sujet, de donner un ordre d’idée, non pas de valider une exécution.

N’oubliez pas de réaliser un système d’évacuation des eaux qui ne puisse pas se boucher, de façon à ne pas créer de risque de surcharge accidentelle.

Bonjour ILOVIR ,

merci pour votre réponse trés explicatif et détaillé .

Donc pour l'ensemble des sections le FER IPE 270 et les pannes ( 175*63) c'est bon par contre pour les arbaletriers en madrier de 225*75 ils ne passent pas en calcul , est il possible de les renforcer sur leur longueur avec un chevron de 75*63 pour augmenter leur hauteur . Pour info je pensai fixer mes madriers avec des consoles chevillé sur la maçonnerie .merci

Le renfort de sections bois existantes en augmentant la hauteur est un art délicat.
On n'obtient pas une section équivalente à une section monolithe de la hauteur totale obtenue.
L'équivalent est le fruit d'un savant calcul prenant en compte un glissement entre le renfort et le renforcé, car l'assemblage vissé glisse un peu.
En collage, dans cette situation, on ne peut pas aboutir.
Il faut des vis structurelles spécifiques, et un fabricant Heco donne un logiciel permettant de dimensionner.
J'ai essayé, et je vois, si j'ai bien compris, qu' avec un renfort 75 x 70 mm, ça passe, moyennant 32 vis Topix CC 6.5 x 190 mm sur 5 m de long.




Ca doit couter plus cher en fournitures et main d'œuvre (c'est délicat à faire)  que de mettre directement des 12 x 24. Le procédé vise plutôt à renforcer des existants.

Par ailleurs, on ne sait pas bien ce qu'on fait, car la donnée clé, qui est le module [EI]eff caractérisant la section résultante, est indiqué (dans les 17 pages de la note de calculs) mais pas explicité.

La fixation par chevilles dans la maçonnerie creuse ne porte pas beaucoup. Vous pourrez demander à des fabricants de fixations (chevilles, goujons ...) ce qu'il vous faut en fonction de vos charges. Mais dans le creux, je ne le vois pas bien ici.

Tout ceci relève tout de même d'une prestation de bureau d'étude, notamment pour définir quelles charges il faut, précisément, prendre en compte.

Merci c'est juste que j'avais commandé mes bastaings , je vais voir pour mettre une poutre plus haute . Pour les fixations j'ai construit mon extension avec des porotherms de 20cm épaisseur mais au droit de mes fixations j'ai fait des achelets beton pour y fixer des chevilles mécaniques HILTI HST M12 pour les arbalétriers et HST M16 pour l'IPE 270 . Merci pour vos réponses c'est très gentil de votre part .

Bonjour Ilovir , je vais voir pour passer les arbaletriers en IPE200 au niveau du versant avec l'accumulation de neige et mettre des bastaings sur l'autre versant ( moins de charge ) Faut il prévoir des contreventements en toiture ? merci