Modification panne intermédiaire

J'ai un petit doute : la hauteur indiquée pour la ferme en chêne, c'est 3.65 ou 3.45 ? Je vois pas bien sur l'image.

La hauteur est 3.65m

Vous avez fait une belle communication, avec photos et croquis cotés. Cela donne une bonne idée d’ensemble, ce que l’on n’a pas toujours.

J’ai regardé cet ensemble sous l’angle des Eurocodes 1 (neige et vent) et 5 (charpente), et il en ressort que le souci n’est pas seulement au niveau des lucarnes, mais sur toutes les pannes en fait, et sur les fermes.
J’ai supposé que le plafonnage que vous ajoutez (placo, isolant, contre-chevrons, solives …) pèse 40 kg / m². Je peux revoir si ce n’est pas ça.
Sur les photos, le sapin de votre ferme me paraît être au moins de classe de résistance C24.
Par contre, je revois mon appréciation du chêne à D24, à vérifier éventuellement. Pour l’apprécier in situ, il faut en avoir une grande habitude, et s’aider de matériel tel un Sylvatest.
Pour ces deux bois, la valeur de résistance de calcul f,m,d sous l’effet du vent (kmod =1.1) sera de 20.3 MPa en flexion (composée, mais avec très peu de contrainte axiale)

Le vent : il est à prendre en compte plein pot :
parallèle au faitage, ce qui lui fait exercer un soulèvement de chaque versant ; ce n’est pas le plus défavorable car compensé en partie par le poids
perpendiculaire à chaque versant (alternativement), sur lequel il exerce un enfoncement s’ajoutant au poids, ce qui est le cas le plus défavorable. On ajoute la neige mais dont l’incidence 12 kg/m² est faible.
On peut minorer l’enfoncement du versant de 30 % (coef Cdir = 0.70), s’il est orienté plein est (pour votre région), mais c’est sans intérêt puisque la minoration ne s’appliquera pas sur le versant opposé ouest, ni sur d’autres orientations.

Chevrons : j’en reste à ce que j’ai dit, puisque je note l’entr’axe de 35 cm alors que j’avais 40 cm. Chevrons correctement dimensionnés, qui travaillent bien appuyés en pied.

Chevêtre : celui de droite de la lucarne en travée de 5.50 m reprend maintenant 3.6 m de panne coupée (au lieu de 2 m quand elle était au milieu) Sans calculer, le chevêtre peut être doublé de ce côté.

Pannes : en situation actuelle, puis en situation avec plafonnage, indépendamment des lucarnes, j’ai :
5.50 (5.32) : taux actuel 100 %, taux ensuite 120 % ; flexion vent + plafond = 4.5 cm (1/120)
4.70 : taux actuel 80 %, taux ensuite <100 % ; flexion vent + plafond = 2.8 cm (1/120)
3.80 : taux actuel 50 %, taux ensuite 65 % ; flexion vent + plafond = 1.2 cm (1/322)

Il vaudrait mieux je pense ne pas dépasser une flèche active (vent + neige + plafond et son fluage) de l’ordre de 1/400 de la portée.
Cela conduit à renforcer toutes les pannes par doublage en joue, tel que la charge à venir (vent, neige, plafond et fluage) se répartisse sur l’existant et sur le renfort, en limitant la flèche correspondante à 1/400 de la portée :

Travée 5.50 m : en 2 x 7.5 x 22.5, mais 2 x 10 x 22.5 pour celle reprenant le chevêtre
Travée 4.70 m : en 2 x 7.5 x 20, mais en 2 x 10 x 20 coté chevêtre
Travée 3.80 m : en 10 x 20, mais en 10 x 22.5 côté chevêtre

Choisir un bois classe C24, avec un taux de séchage à 15 à 17%, à l’équilibre pour éviter un mouvement relatif avec l’existant.

Fermes

La ferme en sapin (appui pour travées 2.35 et 5.50 m) est de constitution robuste, grâce à ses sections et grâce à sa géométrie permettant aux arbalétriers de ne fléchir qu’en continuité et sur de faibles longueurs. Elle ne pose à mon avis aucun problème, avec un taux de travail avant / après de 30 à 40 %

Les fermes en chêne, avec leur arbalétrier de droite travaillant fléchi de la rive au faitage, constituent une aberration technique. Je me demande s’il n’y avait pas à l’origine une jambette comme sur le côté gauche, qui s’est perdue dans le temps (voir s’il y a la trace).

Taux de travail en flexion composée ELU dans la ferme appui des travées 5.50 m et 3.80 m :

pour le cas de charge : 1.35 G + 1.5 W (transversal de gauche en pression) + 1.05 S (neige):
de l’ordre de 175 à 190 % en l’état actuel (enfoncement arbalétrier gauche),
de l’ordre de 200 à 220 % avec les plafonds ajoutés (et plus avec les lucarnes)

pour le cas de charge 1 G + 1.5 W (longitudinal en soulèvement) :
de l’ordre de 80 à 95 % en l’état actuel (soulèvement arbalétrier gauche),
de l’ordre de 60 à 70 % avec les plafonds ajoutés (diminution du soulèvement)

Rem : Estimation pour la ferme entre travées 3.80 m et 4.70 m à faire par règle de 3.

Rem : quand le vent transversal souffle de droite, le taux dans l’arbalétrier de droite reste entre 60 et 70 %, grâce à la présence de la jambette (si son assemblage résiste)

Le mieux serait de renforcer ces deux fermes par mise en place d’une jambette côté droit entre arba (un peu au-dessus de la panne du bas) et sol, à incliner si possible vers le centre pour diminuer l’effort dans l’assemblage sur arba.
La mise en place d’un entrait retroussé utile au maintien du plafond complèterait le système si bien que le taux de travail serait théoriquement ramené vers 50 %, sans autre renfort.
La déformation active se trouverait ramenée sous 5 mm.

Les arbalétriers peuvent donc théoriquement être conservés. En pratique, je serais tenté de quand-même prendre la précaution d’un petit renfort par moises. Genre 6.3 x 17.5 – en bois bien séché à 15 / 17 %. En effet, on n’est pas dans la matière, et par ailleurs tous les ajouts vont nécessiter des perçages qui affaibliront un peu la section, ce qu’il faut compenser.

Et justement, revers de la médaille, si les systèmes à barre de blocage soulagent la flexion des arbas, c’est parce que ce dernier s’appuie au maximum sur elles. Pas de problème vis-à-vis de leur section, mais il faut que l’assemblage transmette. On a ainsi facilement 2 tonnes à l’ELU à transmettre de l’arba sur la jambette (3 t si verticale). Pratiquement autant au niveau de l’entrait retroussé.

NB : Penser, lors de la réalisation de tous ces assemblages, que la toiture peut tirer au soulèvement sous l’effet du vent.

Enfin, comment tiennent les fermes chênes avec près de 200 % de taux de travail ? Sans doute parce que le vent réel a été moins fort que celui de calcul (86 km/h), et aussi parce que le protocole de calcul inclut différents coefficients de sécurité, à plusieurs niveaux, situant le dimensionnement bien loin de la rupture probable.

Je vous invite à prendre toutes ces indications comme un simple avis, ne constituant pas une prescription à laquelle vous fier directement. Je ne vous fais pas un projet. Sollicitez d’autres avis, avec notamment vue des lieux, et par des professionnels puisque vous devez en avoir dans vos connaissances, avant de finaliser votre projet.

Encore un grand merci pour votre aide.
Pour revenir au sujet est il possible de remplacer le chevêtre doubler en 2*75*225 par 1*100*300?
Pour le renfort des fermes chênes prendre les arbalétriers existant entre deux section 38*225 ? Avec bien sûr la création de jambes de forces, et bien plus de largeur pour le maintient des renfort de pannes
Après mesure des flexions existante sur les pannes (charpente redressée par calage sous chevrons),le renforcement par du 100*300 sur toutes les pannes me permette de fixer mon contre chevronnage bien droit sans avoir de calage.
Cette section est certe au dessus des sections calculer mais qui peu plus peu moins.

Pour le chevêtre doublé, 1 x 10 x 25 suffit.
Pour les pannes, 1 x 10 x 30 est plus fort que 2 x 10 x 22.5. Donc, si ça vous arrange, pas de Pb. mais vous serez ainsi très excédentaire sur les plus petite portées.
Comme vous dite qui peut le plus peut le moins.
Mais le 10 x 30 ne va-t'il pas avoir tendance à se vriller ? En tous cas, prendre un bois séché vers 17 %.
Surtout vérifiez bien vos appuis de chevrons en pied : je vous rappelle que les pannes s'appuient sur les chevrons pour ne pas descendre le long du toit. Quand vous chargez les pannes, vous chargez les chevrons (en poids propre, pas avec le vent).
Pensez à laisser une bonne ventilation de la charpente sous les tuiles : passage d'air depuis la rive, jusqu'au faitage avec sorties en chatières ou autres.

Je vais voir pour ajuster la section des renforts de pannes.
Pour la ventilation pas de problème les chatières sont déjà posées.
Pour le renfort des fermes que pensez vous de la section 38*225 pour doubler les arbalétriers ?

Bonjour

Pour les arbas, en 2 x 3.8 x 22.5, ce n'est plus un renforcement, c'est une nouvelle ferme largement dimensionnée (toujours en ayant les jambettes)

Bonjour
Ci joint mon plan corrigé avec les nouvelles données pour la travée de 5,50m

En espérant avoir rien oublié et bien compris vos explications.
Merci