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Avis pour renforcer charpente afin de soutenir le poids de l’isolation

Ce sujet comporte 17 messages et a été affiché 197 fois
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Env. 20 message Nord
Bonjour à tous,

Voici ma charpente, je la trouve légère pour une maison 1930, en général c’est du lourd à cette époque avec de grosses sections bien lourde
Elle est en forme de A et composés de 16 planches de 175 x 30mm espacés d’environ 30cm

Voici quelques photos bien plus parlant qu’un long discours :









Dimensions :
Largeur de mur à mur : 5m70
Largeur de sablière à sablière : 8m10
Hauteur des versant du faîtage à la sablière : 5m20

Entrait posé à 2m40 du faîtage et a 2m50 de la sablière soit quasi au milieu
Hauteur faîtage entrait : 1m60
Largeur de versant droit à versant gauche au niveau de l’entrait : 4m30


Ma problématique est que je voudrais isoler ces combles perdus non aménageables.
Pour le confort d’été dans les combles je voudrais y mettre 50cm de ouate de cellulose soufflé (qui donnerons environ 40cm après tassement soit un R de 10)
Mais je me demande si la charpente peut supporter cette charge supplémentaire sachant qu’il y aura aussi dessus un osb 9mm pour contenir la ouate et dessous un faux plafond

Poids :
Surface à isoler = 24m2
Ouate de cellulose 50kg /m3
Donc environ = 675kg

+ osb 9 : 6kg/m2 = 150kg
+ le faux plafond ba13 : 10kg/m2 = 260kg

Soit au total environ 1100 kilos

Je voudrais donc renforcer cette charpente afin d’éviter de me la prendre sur la tronche...

Je pensait déjà dans un premier temps doubler les entraits horizontaux, un de chaque côté des arbalétriers

Puis j’hésitai entre 2 solutions :

Soit rajouter 3 pièces de bois un peu comme sur cette photo :



Ou rajouter une sorte de W comme sur cette photo :



Qu’en pensez vous ?

Il y a aussi les 3 pièces de bois de grosse section que l’on voit sur les photos que je voudrais enlever, j’ai bien regardé et elles ne soutiennent rien
La poutre n’est même pas en contact avec le faîtage
Et les deux autres ne reposent que sur 2 ou 3 poutres
J’en déduit qu’elle ne servent à rien à part alourdir inutilement la structure

Merci a ceux qui prendrons le temps de me lire et d’éventuellement me donner leur avis sur tous ça
Messages : Env. 20
Dept : Nord
Ancienneté : + de 1 mois
 
Env. 20 message Nord
Ne vous prenez pas la tête pour vos travaux de charpente...

Allez dans la section devis charpente du site, remplissez le formulaire et vous recevrez jusqu'à 5 devis comparatifs de charpentiers de votre région. Comme ça vous ne courrez plus après les charpentiers, c'est eux qui viennent à vous

C'est ici : https://www.forumconstruire.com/construire/devis-0-8-devis_charpente.php
 
Env. 4000 message 06 (6)
Bonjour

la ferme-chevron. Ancêtre de la fermette indus à connecteurs.
Sur la photo on dirait un entraxe de 35 cm.
Ce type de structure pousse en pieds d'arbalétriers tendant à l'écartement des murs gouttereaux.
Si ça ne s'est pas produit avec la charge actuelle, ça pourra devenir le problème si on ajoute de la charge.
Si vous ajoutez une triangulation dans le chapeau, selon vos images, cela ne change rien.

En plus, des fermes ont été coupées pour les velux, en reportant les charges sur les fermes adjacentes par chevêtre, mais sans renforcer ces dernières ...

Quelques questions :

quelle toiture ? (poids au m²)
je suppose que vous allez faire aussi un plafond rampant isolé ? (il faut tenir compte de sa charge en plus)
comment est la sablière : section, position
comment sont les murs gouttereaux : quelle épaisseur
je ne vois pas de quoi vous parlez à propos des "3 pièces de grosse section" ; pas compris sur la photo.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)
Et selon vos dimensions, on aurait une toiture à 128 % de pente ; c'est bien ça ? (angle 52 °)
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)


Et encore : qu'est-ce que c'est que ces encoches qu'on voit en haut du mur gouttereau, sous la sablière ?
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nord
Bonjour Ilovir,
Tout d’abord merci pour l’intérêt que vous portez à mon sujet

Je suis passé sur le chantier pour vous donner des précisions

Entre les arbalétriers il y a majoritairement un écartement de 35cm (donc un entraxe de 38), mais certains sont plus rapprochés et d’autres plus écartés (entre 31 et 37cm d’écartement)

Il s’agit d’une toiture en tuile mécanique :

Un versant fait 5,2m x 5,7m = 30m2
Poids moyen tuile mécanique à recouvrement 40kg/m2
Donc 1200kg par versant
2400kg de tuiles au total

Oui il y aura aussi effectivement un plafond rampant suspendu sous l’entrait
Je vais compter 15kg par m2 car j’isole davantage les rampants
Il faut donc ajouter à mes 1100kg :
2,5m sous l’entrait x 5m70 de largeur = 15m2
X 15kg par m2 = 225kg
X2 pour les deux versants = 450kg

Soit un total de poids supplémentaire pour l’isolation de 1550 kg

Le mur gouttereau est un mur de 33 - 35cm en brique pleine dont le ciment est devenu très friable
La sablière est de section 63x175 en deux morceaux, et est positionnée quasiment au ras intérieur du mur gouttereau (3cm de débord voir photo)
Sur mon chêneau rénové ils ont rajouté deux bois pour remplacer l’ancien système de retenue de la panne
J’ai prévu de faire rénover l’autre chêneau de la même manière

Voici des photos avec l’ancien et le nouveau système de retenue :




Les encoches sous la sablière sont des pièces de bois triangulaires qui tiennent le chêneau (voir photo façade avant)

Photos Façade avant et arrière :



Au niveau de la pente j’ai mesuré l’angle et je trouve effectivement 53 degré de pente


Pour les 3 pièces de bois de grosse section il s’agit de ces 3 bois au dessus de l’entrait
Elles on très peu de contact avec les arbalétriers, et celle au centre ne touche même pas le faîtage, je ne voit donc pas l’intérêt de ces bois

Voici des photos des 3 pièces de bois en question :




Donc je laisse tomber les triangulations dans le chapeau

Pour renforcer tout ça faudrait il envisager de rejointoyer le ciment friable de l’intérieur des mus gouttereaux pour les renforcer ?
Doubler les arbalétriers et doubler les entraits par clouage d’un bois accolé à l’existant ?
Multiplier les pièces de bois qui retiennent la sablière le long du mur gouttereau ?
Poser un bois fixé dans les deux murs pignons perpendiculairement aux entraits pour les soutenir ?
Messages : Env. 20
Dept : Nord
Ancienneté : + de 1 mois
 
Env. 4000 message 06 (6)
Pourriez donner ces cotes (regardez bien comme je les ai dessinées)

Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nord
Pour la cote A (largeur de mur gouttereau à mur gouttereau) : 815cm
La cote B (hauteur du bas du faîtage au haut du mur gouttereau) : 296cm
La cote C (hauteur de l’axe de l’entrait au haut du mur gouttereau) : 160cm
Messages : Env. 20
Dept : Nord
Ancienneté : + de 1 mois
 
Env. 10 message Le Relecq Kerhuon (29)
Bonjour The0,
J'ai aussi des questions pour isoler mes combles, est ce que je peux poser ici ? merci.
Messages : Env. 10
De : Le Relecq Kerhuon (29)
Ancienneté : + de 6 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)
Bonjour 29480

Il vaut mieux que vous ouvriez un nouveau sujet. Attention aux mélanges sinon.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)
J’ai fait une vérification d’une ferme courante, avec les hypothèses de charges suivantes :

Tuiles, liteaux, film : 45 kg/m²
Plafond rampant : 18 kg/m²
Plafond horizontal (avec osb dessus) : 28 kg/m²
Neige (en projection horizontale) : 45 x 0.64 = 28.8 kg/m² (pente 36 °)
Vent région 2, zone périurbaine, qp = 51 kg/m², soit une pression de 51 à 35 kg/m² au vent, et zéro sous le vent.

Analyse :

Il faut un effort horizontal pour empêcher les pieds de la ferme de s’écarter, ce qui de ce fait lui évite de s’affaisser, et qui d’autre part maintient à un niveau faible les contraintes dans la structure.

Si on relâche cet effort horizontal, la ferme s’affaisse, les contraintes augmentent, et on va vers la rupture (au milieu de l’arbalétrier).

La sablière est normalement là pour reprendre en une flexion dans son plan horizontal, ces poussées de pieds de fermes, en reportant le tout à ses attaches en pignons.
Dans votre cas, sa section est trop faible, et de plus elle est coupée en milieu de sa portée !

Donc en définitive, ce sont les murs en maçonnerie qui supportent l’effort horizontal venant des pieds de fermes.

Ils sont donc obligés de travailler eux-mêmes en flexion, et la maçonnerie n’est pas faite pour ça. Si elle s’est montrée de bonne composition pour le supporter, tant mieux, mais rien ne dit qu’elle va continuer si vous ajoutez de la charge.

Quelques chiffres de poussée horizontale (non pondérés, par pied de ferme), dans l’hypothèse de pieds de fermes immobilisé horizontalement :

125 kg sous les charges actuelles (sans vent ni neige)
43 kg sous le poids des plafonds soit + 35 %
50 kg en plus sous l’effet de la neige
Et un peu plus avec le vent.
Déformation de flexion : 6 mm maxi. Valeur pouvant être un peu plus élevée en tenant compte des déformations propres des assemblages.

Contrainte de flexion (composée) : < 5 MPa ce qui est faible, mais peut aller jusqu’à 30 MPa si les pieds sont rendu totalement libres de s’écarter.
Pour une référence de calcul de l’ordre de 12 MPa

Notez que les entraits eux-mêmes sont suffisants, en section, pour supporter sans flexion excessive (de l’ordre de 6 mm), le poids du plafond ajouté. Par contre, il resterait à vérifier que leurs assemblages sur les arbalétriers le supportent. Si vous voulez plus de rigidité, l’ajout de poinçons peut s’envisager, ce qui soulage alors les efforts sur les assemblages précités.

Pour une telle structure on doit normalement prendre des dispositions pour ne pas faire subir aux murs gouttereaux ces poussées horizontales de pieds de fermes, telles par exemple :

Soit avoir une sablière adaptée (plus forte section, et continue), et bien ancrée dans les pignons
Soit faire un système de ferme à blochets, avec un tirant ramené dans la structure du plancher
Soit réaliser une panne faîtière soutenant les fermes par le haut ; par exemple une poutre en treillis de pignon à pignon, dans la hauteur entre faîtage et entraits.

Je pense qu'il y a quelque chose à faire. Prenez conseil auprès de professionnels, surtout ceux qui peuvent bien connaître des structures analogues, s'il y en a plusieurs régionalement.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)
Au fait : 

Citation: Au niveau de la pente j’ai mesuré l’angle et je trouve effectivement 53 degré de pente


et

Citation: Pour la cote A (largeur de mur gouttereau à mur gouttereau) : 815cm
La cote B (hauteur du bas du faîtage au haut du mur gouttereau) : 296cm
La cote C (hauteur de l’axe de l’entrait au haut du mur gouttereau) : 160cm


Ça ne colle pas : il y a erreur sur les cotes, ou sur la mesure de l'angle
Sur les photos, on ne voit pas bien sur ce point.
NB : le mur gouttereau est celui qui arrive au niveau de la gouttière, donc son haut est sous la sablière.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nord
Merci pour toutes vos explications Ilovir, je comprends désormais beaucoup mieux comment travaille ma charpente avec la charge qu’elle supporte et les risques si je ne la renforce pas avec les charges que je prévoit d’ajouter

J’hésite entre mettre en œuvre la solution de changer la panne sablière et celle d’ajouter une panne faîtière
Car le système de ferme a blochet ne peut convenir dans mon cas, mon plancher est léger et donc inadapté à supporter des charges supplémentaires

Pour la panne sablière étant donné qu’il y a un cheneau neuf et l’autre à refaire
D’un côté le couvreur peut changer la panne sablière en même temps que la réfection du chêneau
Une sablière 75x225 serait il correct ?

Mais de l’autre côté pour le chéneaux qui est neuf, je ne pense pas qu’il soit possible de changer la panne sablière sans tout démonter le chêneau neuf...
Ce qui est dommage

Pour la panne faîtière c’est une solution que je pourrais moi même mettre en œuvre
Mais je m’interroge sur la manière de la faire passer entre les entraits
En effet pour qu’elle soit ancré dans les murs pignons elle doit mesurer au minimum 5,70 m
Ce qui induit :
Soit un assemblage de bois et donc une baisse de résistance
Soit d’enlever des entraits pour faire passer la poutre mais je doute que ce soit possible sans prendre le toit sur la tête
Soit de l’assembler directement au dessus des entraits avec une conception « maison » de poutre

Je constate que les poutres en treillis sont difficile à trouver dans le commerce mais que certains les conçoivent eux même
Un assemblage de bois massif ne serait il pas envisageable en guise de panne faîtière (assemblage à sifflet ou autre...) ?

Je m’interroge aussi sur le dimensionnement de cette panne faîtière

Concernant les entraits je vais ajouter des poinçons en lien avec le faîtage ou la panne faîtière qui sera éventuellement posé
Et pour améliorer la liaison entre entrait et arbalétrier je poserais des plaques d’assemblage métallique fixés avec des clous

Doubler les arbalétriers par clouage d’un bois identique sur l’existant est il vraiment utile ?
Du moins pour renforcer les extrémités des velux

Concernant les mesures, les cotes sont exactes, je pense que j’ai eu des difficultés à mesurer l’angle

Merci à vous pour votre investissement dans mon sujet

Théo
Messages : Env. 20
Dept : Nord
Ancienneté : + de 1 mois
 
Env. 4000 message 06 (6)
En sablière, comme en faîtière, on arriverait à des éléments relativement démesurés, pour une reprise complète de la totalité des efforts horizontaux.

Je trouve que les blochets, ça devrait être le plus simple, même s'il y en beaucoup à faire.

Les jambes de force s'appuieraient sur un corbeau dans la maçonnerie, voire un sabot scellé. Le tirant entre deux pieds de jambes de force opposées serait en rond ou plat acier, se glissant dans le plancher.

A moins que les solives soient dans ce sens et peuvent servir de tirant.

A étudier de près ; comment le détail avec le plancher prévu : plan des solives, montage, etc ?
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 4000 message 06 (6)
Et il va falloir combiner avec les fermes coupées par les velux. C'est un petit casse-tête.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nord
Pour mettre en œuvre la solution des blochets, à combien de cm les pieds de jambes de force doivent se trouver par rapport au sommet du mur gouttereau, pour avoir un angle de soutien correct sur l’arbalétrier ?
Parce que je ne dispose que de 70 cm entre le haut du mur Gouttereau et les linteaux de fenêtres de l’étage inférieur en fer ipn

Les solives sont perpendiculaires aux entraits donc ne peuvent pas servir de tirant
Le plancher est composé de deux muralieres en 75 x 225 sur les murs pignons
Il y a un mur de refend, ce qui fait pour les solives d’un côté une portée de 4m et de l’autre 150cm

Les solives en 63x175 sont fixées par sabots métallique sur les muralieres avec un entraxe de 47 pour la portée de 150cm
Et entraxe de 23 pour la portée de 4m

J’ai du mal a comprendre quelles forces s’exercent sur le tirant, les pieds de jambes de force ne poussent ils pas verticalement sur le mur gouttereau contrairement aux arbalétriers ?

Comment dissimuler le tirant dans le plancher, posé sur les solives avec l’osb par dessus ?

Je reste un peu sur l’idée de soutenir le faîtage, que pensez-vous d’un fer IPE 180 posé entre les entraits et le faîtage, ancré dans les murs pignons
Ça donne environ 2,5t de charge utile sur une portée de 5m70
Je poserai ensuite du bois massif dessus jusqu’à rejoindre le faîtage avec un bois carré coupé à 45° qui épouserai la forme du faîtage, soutenant ainsi son sommet
Messages : Env. 20
Dept : Nord
Ancienneté : + de 1 mois
 
Env. 4000 message 06 (6)
Hypothèse blochets :

Selon le principe de la ferme à blochets :

Aux points 1 et 5, la ferme glisse horizontalement sur le mur et ne s’y appuie que verticalement, ce que le mur supporte parfaitement.

Aux points 13 et 14, les jambes de force glissent verticalement et ne poussent qu’ horizontalement, ce que le mur n’aime pas, ce qui nécessite les tirants.

Exemple avec des blochets sur une ferme sur deux, toutes étant (bien) reliées sur la sablière, et sous la charge incluant plafonds et neige :

En 1 et 5
Effort vertical (non pondéré) : 210 daN        Déplacement horizontal : 5 mm (de chaque côté)
En 13 et 14
Effort horizontal :   390 daN     Déplacement vertical : 4.5 mm

Et déplacement vertical du faîtage : 7.5 mm.

On peut voir sur l’image la ferme et sa déformée, avec dans cette hypothèse, une jambe de force en 2 x 3 x 17. 5cm. C’est en fait la pièce la plus sollicitée, en flexion, de tout le montage.

NB : Il y a une correspondance quasi géométrique entre déplacements horizontaux en pied et verticale en haut.

Les tirants pourraient être en plat acier passant dans une petite encoche dans le haut des solives, sous les panneaux. Par exemple 25 x 6 mm, pour un allongement de 1 mm sous 390 kg (donc négligeable).

Mais il faudrait prendre en considération les cas des fermes coupées par les velux, ce qui nécessiterait de renforcer les adjacentes, avec aussi plus d’efforts dans leurs blochets.



Hypothèse faîtière :

Avec une faîtière acier dont la flèche ne dépasserait pas à 7.5 mm, ou disons 10 mm, on serait dans une section IPE 270, c’est-à-dire du gros, plus de 4 fois plus fort que le 180.

Avec par exemple deux IPE 180, on pourrait arriver à une flèche de l’ordre de 2 cm à la faîtière, mais il lui correspondrait un déplacement horizontal en pied de 1.5 cm (de  chaque côté). Cela pour la ferme au milieu de la portée, puisque toutes les déformations diminuent quand on se rapproche des appuis de la faîtière.

Peut-on considérer que c’est acceptable ?

Il faudrait dans ce cas un système pour les bloquer sous les arbas, pas loin du faîtage. Le nec serait de les mettre un peu en précharge, c’est-à-dire leur mettre déjà une contre déformation élastique qui viendra en déduction de celle que les charges futures vont appliquer à la structure.

Cette analyse n’est faite que pour débattre sur le sujet. Elle ne peut pas constituer une étude de projet, pour laquelle il vous faudra requérir un technicien professionnel, qui prendra en considération tous les paramètres nécessaires, de la façon la plus optimum possible.
Messages : Env. 4000
De : 06 (6)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nord
En effet l’hypothèse des blochets provoque des déplacements moindres

Je ne suis pas contre cette hypothèse, mais je viens de finir de poser mon OSB et ça me fait quasi tout démonter pour passer les tirants, sans compter les encoches à faire dans les 34 solives
De plus je dispose de facilités à me fournir des poutres métalliques

Dans l’hypothèse faîtière, en surdimensionnant les fers j’imagine qu’on pourrait amoindrir la flèche verticale et donc horizontale puisqu’elles sont liées
Passer d’un IPE à un IPN déjà
Et de 180 à 200
Donc :
Si je place 2 IPN 200 entre les entraits existants et le faîtage qui soutiendraient le haut des arbalétriers grâce à un deuxième entrait comme sur mon schéma (nouvel entrait solidement fixés aux arba)

Puis un autre IPN 220 sous les entraits existants les soutenant en leur centre

Arriverions nous a une flèche acceptable ? Sachant que si une section supérieure était nécessaire je peux encore l’augmenter


Je sais que dans l’idéal il faudrait avoir recours à un bureau d’étude qui effectuerait des calculs permettant de garantir le travail effectué
Cependant il s’agit d’une rénovation en auto construction avec un budget déterminé
Autant j’ai recouru à un professionnel pour l’étude de sol de l’extension mais concernant le toit je ne peux m’y résoudre.
Je comprend donc que notre discussion sur ce sujet n’est pas une étude de projet à mettre en œuvre tel quel

Mais vos explications et vos calculs me permettent d’envisager une solution légèrement surdimensionnée qui pourrait s’avérer durable pour ma construction sans pour autant recourir à une étude longue et coûteuse
Et pour tout cela je vous remercie grandement
Messages : Env. 20
Dept : Nord
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