Dimmensionnement IPE

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Dimmensionnement IPE

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27/01/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonjour à tous,

Je fait appel aux experts en dimmensionnement de poutres métalliques.

Voilà, je construit une extension à ma maison.
Cette extension de 5 metres de long sur 6,5 metres de large.
Au bout de l'extension, j'ai prévu une baie vitrée de 4,40 de large (reste donc environ 1 m de chaque coté de la baie.

La toiture sera réalisée en bois :

Solives de 8/25
Osb 18mm
Isolation
Derbigum et enfin toiture verte.

Ma question porte sur le dimmensionnement de la poutre au dessus de la baie en sachant que j'ai encore 1 m de macconerie qui doit poser au dessus de celle ci.

Je m'oriente vers un IPE mais je ne suis pas sur de la dimmension de celle ci, une ipe 200 suffit t-elle ?

Merci d'avance.
27/01/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonjour Mgharmao,

Votre descriptif est très explicite, mais pas suffisant pour donner un avis constructif.
Voici ci-après les croquis sur lesquels résultent les réponses ci-dessous.

PLAN DE L'EXTENSION (Supposée)
Dimmensionnement IPE
TOITURE VEGETALE (Supposée)
Dimmensionnement IPE

Sur cette base, veuillez noter pour info, à titre indicatif et sous toutes réserves, que des solives de bois résineux (SRN) de classe C24 misent en œuvre dans un milieu sec classe de service 1, d'une portée de 4.66 m d'une section de 73 x 223 mm espacées de 33 cm d'axe en axe, seraient en mesure de reprendre une charge de 349 kg/m² uniformément répartie comme suit :

Charges permanentes ;
Végétal et substrat ép. 100 mm = 150 kg/m²
Drainage ép. 70 mm = 5 kg/m²
Etanchéité et pare vapeur = 4 kg/m²
Isolation PU ép. 120 mm = 6 kg/m²
Plancher de support ép. 22 mm = 15 kg/m²
Poids propre solives = 20 kg/m²
Plafond gyproc ép. 12.5 mm = 19 kg/m²

Charges temporaires:
Neige ou 1 homme + matériel = 130 kg/m².

Pour la poutrelle il faut tabler sur une charge de 7.700 kg uniformément répartie ou 1 HEA 200.

Bonne réflexion.

Dernière modification par fradeco 27/01/2015 à 14h00.
27/01/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonjour,

Je suis épaté par la qualité de la réponse, je vous en remercie !

Quelques questions subsidiaires svp :

- En ce qui concerne les 7700 kg, ne doivent-ils pas être répartis en deux, étant donné que les solives reposent également de l'autre côté ou cela est déja pris en compte ?

- Justement, de l'autre côté, j'ai pensé fixer une solive sur le mur à l'aide de chevilles chimiques et ensuite fixer les solives à l'aide de sabots, ceci afin d'éviter de faire des percements. Qu'en pensez vous ?

- Un HEA 200 à une largeur de base de ...200, hors je construit avec bloc de 14cm. Puis-je passer en IPE et si oui de quelle dimmension ?


Merci d'avance
27/01/2015 Vieux  
 
  39 ans, Liège
 
Bonjour,

Si je puis me permettre, je dirais qu'une IPE 270 devrais convenir. 135mm de large et peut reprendre plus de 8000kg (L/500 < flèche L/300) pour une portée de 5 mètre. Poids de la bête, 36.8 Kg/mct.
Ou une IPE 300, 150mm 10484Kg (flèche < L/500) pour 5m de portée. 43.1Kg/mct.

A confirmer par le grand maître...

Sam
27/01/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Re,

Petit contrôle de charges sur le linteau :

Surface de toiture intéressée: 5.82 x 2.33 = 13.56 m² x 350 kg/m² = ~4.750 kg.
Mur acrotère : 4.60 x 0.24 x 1.35 (?) x 1.800 kg = ~2.685 kg
Poids propre de la poutrelle IPE 240 = 5.60 m x 33.10 kg = ~185 kg.
Total : 7.620 kg.
L'IPE 240 est légèrement sur dimensionnée. f/500

Pour la reprise des solives sur la partie existante, j'ai également imaginé que vous fixeriez une muralière sur laquelle les solives viendront se fixer dans des sabots.

Bonne suite d'analyse.

Dernière modification par fradeco 27/01/2015 à 18h02.
28/01/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Merci bien Messieurs,

Pouvez-vous me dire à quoi correspond les 0.24*1.35 ?

bien à vous,
28/01/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonsoir Mgharmao,

0,24 m = un mur de 14 cm + un parement de 10 cm d'épaisseur.
1.35 m, est la hauteur supposée du mur qui repose sur la poutrelle.
30/01/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Ok ok compris

Allons y pour un IPE 240.

Conaissez vous une alternative aux cornieres Korbo pour les briques de parement ?
C'est en fait tres bien mais assez cher je trouve.
30/01/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Voir ''Halfen'' Système de fixation de parement de façade.
Mais Korbo, pour moi, c'est le top.
05/03/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonsoir Fradeco,

Une petite question svp concernant le dimensionnement de la poutre svp.
Les calculs que vous avez réalisés tendent à mettre en évidence la flèche que la poutrelle subira. De ce côté là pas de soucis.

Mais pour être complet, ne faut il pas estimer quelle est la charge par (N/mm²) que le poutrelle subira par rapport ?

J'ai fait un exercice sur le net et j'obtiens ceci :
Qu'en pensez vous ?
Dimmensionnement IPE
06/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonjour Mgharmo,

Pour les poutrelles métalliques, il existe des abaques qui donne le type de poutrelle a mettre en œuvre pour la charge et la longueur précises.
http://www.rocourt-metaux.be/

Une IPE 240 est OK pour 7.653 kg sur 4.00 m de portée avec une flèche de L/500.
Je sais que la charge est un peu surestimée. (Un peu de sécurité quand même)

En réalité, cette charge serait de 4.60 x 2.33 x 349 kg = 3.740 kg + acrotère 2.685 kg + poids propre 5.20 x 31.30 = 163 kg. Total 6.588 kg. + (+/-) 1.000 kg de réserve

Sur cette base, j'ai opté pour une IPE 240, car l'IPE suivante IPE 270 reprend 10.150 kg. Ce qui est vraiment beaucoup plus.

Dernière modification par fradeco 06/03/2015 à 11h52.
06/03/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Effectivement la charge max fonction de la fleche max mais ne tient pas compte de la contrainte admissible max sur la poutrelle (5 daN/mm2 dans notre cas).

Peut etre que je vais trop loin, mais je ne comprends pas pourquoi la feuille de calcul refuse lIPE 240.

Vous pouvez y jeter un oeil ? http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html

merci
07/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Là je n'y suis plus ?

Je me suis toujours basé sur les abaques des vendeurs de profilés métalliques et je ne suis pas le seul dans le cas.

Je ne comprend pas, car si ces abaques n'étaient plus d'actualité, je pense que ces revendeurs ne les laisserait pas sur le net Un autres lien qui donne ce genre de renseignements.
http://www.aciers-mottard.be/catalog...cat=POUTRELLES

Je ne sais sur quoi est basé cette manière de calculer ? Elle ne correspond pas non plus à mes anciennes notes de syllabus que j'ai été rechercher pour tenter de comprendre ? (Il faut dire que cela ne date pas d'hier . mais quand même)

Y aurait - il des nouvelles normes dont je n'ai pas connaissance ? Un Eurocode peut-être ? Cela est possible et je vais faire quelques recherches.

Maintenant, si on se base sur cette page de calculs, dans les conditions de charges et de longueur, il faut une IPE 300 qui selon l'abaque, de mes jeunes années, cette poutre posée librement sur deux appuis serait en mesure de reprendre une charge une charge de 10.4 T sur une longueur de 5.00 pour une tension R de 12 kg/mm².
Soit presque 4 T de plus que la charge calculée.
07/03/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonsoir Fradeco

je suis content que vous partagiez mon incomprehension.
Je ne comprends pas le principe et cela me derange, generalement je vais jusqu au bout des choses.

Cela dit, dans mon projet de construction je poserai bien un ipe 240.

Merci en tout cas
08/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonjour Mgharmao,

Entre temps, je n'ai pas ''chômé''. Il existe depuis un certain temps un Eurocode 3 qui traite des poutrelles métalliques.

Il faut que je trouves (gratuitement) sur le net la matière qui explique le cheminement des calculs.

Il est vrai que cela fait très, très longtemps, que je n'avais plus pratiqué, et qu'a une certaine époque dans les bureaux d'études, les abaques étaient d'actualité (sans exigence d'Eurocodes).
La vérification de la flèche était primordial, mais on s'arrêtait là.

Mais on doit vivre avec son temps, je vais donc voir comment me conformer à ces exigences qui à ce stade sont nouvelles pour moi.
08/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bon voila, en fait, le résultat négatif résulte du coefficient de sécurité appliqué en final d'opération. 0.20 = 5x, 0.33 = 3x, 0.5 = 2x. Pour moi un coefficient de 2 convient, car c'est une toiture.

Sur l'origine du calcul ce coefficient est 0.21 soit un coefficient de 5 (0.20)
Si vous appliquez un coefficient de 0.5 soit un coefficient de 2 (0.5), tout rentre dans l'ordre.

Je vous remercie d'avoir fait cette remarque, cela m'a permis de me remettre en question.
Je sais maintenant comment vérifier les contraintes conformément à l'Eurocode 3.
Cela n'empêche qu'au départ on se base sur les profils proposés dans l'abaque dont il faut vérifier (par acquis de conscience) la contrainte de flexion, la flèche par rapport à la flèche maxi. admise et le coefficient que vous avez choisi.

Cord.
09/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonsoir Mgharmao,

Voici le résultat détaillé de ce qui résulte des calculs selon l'Eurocode 3.
Portée 4.60 m
Charge uniformément répartie = 6.506 kg ou 1.414 kg/ml.
Poutrelle IPE 240. Ix = 3892 cm^4, i/v = 324 cm^3 Re = 24 Mpa.
Etat limite ultime
Mmax = pL²/8 = 3.741 kgm
Contrainte max. admissible = Re*s = 24*0.5 = 12,00 Mpa
Contrainte de flexion dans la pièce = M / i/v = 11.55 Mpa < que 12 = OK
Validation de l'état limite ultime
Contrainte de flexion max. admise Rpe = Re/s = 24/2 = 12 Mpa
Module de flexion de la poutre Wz = I / v ou (ht/2) = 3.892/12 = 32.433
Contrainte max. Qmax = M/Wz = 11.53 Mpa < que 12 = OK

Etat limite de service (Déformations)
Flèche max. admise = 4.60/450 = 10 mm
Flèche instantanée Winst = (5/384)*(pl^4)/(EI) = 10 mm
Vérification moment quadratique I= (5/384)*(Pl^3)/(Ef)=3.841 cm4 < que 3.892 = OK
09/03/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonsoir Fradeco

merci pour ces verifications.

Je ne me souviens plus de mes cours de rdm, et je n'ai plus pratique la matiere depuis la fin de mon cursus.

Je ne peux donc comprendre tous les details de votre calcul mais je vous fait confiance.

Merci
14/03/2015 Vieux  
  39 ans, Brabant Wallon
 
Bonsoir

j'hesite a ouvrir une nouvelle discussion mais je pense que la continuite de la reflexion est interressante et pourra servir a ceux qui ont le meme projet d extension avec toiture plate

Voila, la charge globale qui doit reposer sur la poutre est connue (merci Fradeco)

Elle est de 6500 kg et sera repartie sur la poutre qui repose elle meme sur les deux murs de chaque cote de la baie vitree.

Chaque mur reprend donc la moitiee de la charge donc : 3250 kg.
Ce mur sera construit en bloc de terre cuite de 14 cm.
Ce mur repose lui meme sur une fomdation de 33 cm de large et de 80 cm de profondeur ( fondation armee).

la fondation reprend donc 14 cm de blocs de terre cuite + 8 cm d isolant+ 2cm de vide + 9 cm de brique de parement. Tout cela pour dire que le bloc ne repose pas au milleu de la fondation, il est desaxe vers l,interieur ou une dalle de 14 cm est realisee.

Voila pour le descriptif, maintenant le "stut:

1. Le fait que la charge soit desaxee peut il poser probleme ?
2. Le bloc de 14 est il suffisant pour reprendre une telle charge?
3. La fondation ou la dalle de 14 cm d epaisseur peut elle reprendre cette charge.

Petites precision : la dalle de 14 et la fondation ne sont pas en angle droit. L epaisseur de la dalle est plus epaisse a l approche de la fondation.

Merci d avance pour vos eclaircicements
15/03/2015 Vieux  
 
  72 ans, Flandre
 
Bonjour Mhharmao

La largeur et hauteur de fondation résultent des charges à supporter et de la résistance mécanique du sol.
Pour 33 cm de largeur, la résistance du sol doit être de très bonne qualité.

Ceci étant, on peut se poser la question de savoir si la toiture végétale était prévue au départ ? Car 33 cm de large, c'est pas beaucoup pour un mur porteur.

Pour les fondations désaxées, c'est pas bon. Les fondations doivent être axées sous l'élément porteur.
Pour moi, la dalle de sol n'équilibre pas l'éventuel déséquilibre du mur.

Il est clair, qu'avec une baie de 4.60 de large, il allait y avoir des concentrations de charges de part et d'autre de cette baie. Il aurait dû y avoir une augmentation de surface de fondation à ces endroits.

Maçonnerie : Pour une charge de +/- 3.250 kg, il faut une surface d'appuis d'au moins 14 x 50 cm de chaque côté de la baie. Ceci correspond dans ces conditions de charges à une compression de 4.48 kg/cm². Ce qui est admissible pour une maçonnerie de terre cuite. Il faut évidemment mettre des achelets de répartitions en béton sous la poutrelle pour répartir cette charge sur la maçonnerie.
La longueur de la poutrelle sera d'au moins 2 x 50 cm plus grande que la largeur de la baie.

Mais que pense votre Architect de tout cela ?
Il est quand même responsable de cette mise en œuvre !
Il devrait pouvoir vous répondre sur tous ces points. Sa responsabilité est en jeu dans cette affaire.

Maintenant une autre piste peut-être plus optimiste a examiner :

La charge sur la poutrelle, résulte principalement de la végétallisation.
A elle seule, celle ci représente une charge de 155 kg/m².

Dans une autre discussion, sur Bz.be, un membre Français avait le même projet.

Il m'a indiqué que dans son cas, le poids total du système de toiture avec végétallisation, se situait autour des 140 kg/m² incluant, le végétal, le drainage, l'étanchéité, l'isolation, le pare vapeur et l'Osb.
Cela réduirait sensiblement la charge sur ces murs et poutrelle. (+/- 80 kg/m² en moins ou 2.400 kg globalement)

Dans mon calcul des charges en début de discussion, je me base sur un système de toiture végétale supposé car non précisé. Il semble qu'il existe plusieurs systèmes.

Peut-être faudrait-il creuser de ce côté là, et arrêter le système que vous souhaitez mettre en œuvre en fonction de sa charges/m². Cela permettrait de revoir le support sur une base bien arrêtée.

Cordialement.
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