Renforcer poutres pour nouveau plancher

Bonjour

Je vous fais part de mon analyse perso, à titre indicatif. Cela ne vaut pas étude technique.

Comme charges j’aurais (à vous de vérifier) :

Plafond 12 + isolant 5 + panneau 12 + parquet 15 + cloisons 50 = 94 daN/m² + poids des solives.
Exploitation : 150 daN/m² (ou 200 daN ponctuel).

Solives 7 x 9, supposées en bois de classe C24 (ce qui reste à vérifier), entraxe 0.55 m :

En portée 1.50 m :

Satisfaisant,

Taux de travail flexion  70 %  et flèche totale 4.5 mm sous la charge ponctuelle. Confort vibratoire convenable

Flèche 3 mm sous charge répartie.

En portée 2.30 m :

Le taux de travail dépasse 100 % sous charge ponctuelle, avec flèche totale 1.6 cm.
Flèche 1.5 cm sous charge répartie. Et mauvais score en confort vibratoire.

Je pense que les solives de 2.30 m seraient à bien renforcer, d’autant plus qu’il y aura la Salle de Bains, qui met un peu de poids et ne supporte pas bien la flexion du plancher.

Solutions possibles : placer de nouvelles solives plus fortes, dans l’intervalle de celles existantes. Par exemple des 5 x 15 en C24

Poutres sommiers en bois de classe C 24 (ce qui reste à véfifier).

Poutre en section 16 x 20, avec un poteau à 1 m du mur.

Si on considère la poutre portant de mur à mur sur 5.12m, la flexion est très importante, avec une flèche de 5 cm, et un taux de travail en flexion à 125 %.

La mise en place du poteau vient diminuer cette flexion, en réalisant une poutre continue à deux travées de 1 m et 4.12 m.

Mais je ne pourrais pas dire de combien ça va diminuer parce que cela dépend du comportement du poteau dans son rôle d’appui de continuité pour la poutre.

Si le poteau arrivait à faire un appui parfaitement fixe, on pourrait estimer la flèche de la poutre en milieu de travée de 4 m, à 9 mm, ce qui serait quand-même pas mal.
S’il se tasse en tête de 5 mm (ce n’est pas beaucoup ?), la flèche passe à 15 mm, ce qui est moins bien, voire un peu trop. De toute façon on ne sait pas.

Donc réponse indéterminée.

Poutres en section 16 x 30 : portée 5.12 m.

Flèche totale 15 mm, soit L/340 et taux de travail en flexion à 55 %.

Cela pourrait être acceptable en l’état, à condition que les encoches faites pour l’appui des solives ne vienne pas affaiblir la section, donc la force.

Remarque : Dans la mesure où le fluage du bois en déformation tel que pris en compte dans les calculs est actuellement quasiment terminé, la situation réelle à venir sera un peu moins défavorable que ce qui ressort du calcul. Mais ce qui est faible reste faible.

Donc, à mon avis :

Renforcer les solives de 2.30 m (en ajouter d’autres)

Dans le doute concernant les poutres, leur renforcement en place serait un choix prudent.

Je verrais bien pour chaque poutre, un UPE 140 plaqué contre, qui permettrait de ramener la flèche totale à moins de 10 mm. En gardant le poteau, sinon prévoir là un UPE plus fort. Mais le poteau est bien, vis à vis de la SdB.

Le renfort serait en une pièce continue sur toute longueur totale de la poutre, avec des assemblages renforcés près des appuis, car ce sont ceux qui travaillent le plus. Disons 500 daN (ELU) en cisaillement.
Mieux seront faits les assemblages (minimum de jeu, minimum de glissement), meilleur sera le résultat.

Bonjour, merci beaucoup pour votre réponse je vais y voir bien plus clair !

Pour les solives de 2.30m j'ai très peu de possibilités... en effet je ne peux baisser le plafond, car j'ai ma porte d'entrée et les solives de 5x15 de hauteur dépasseraient. Pour l'étage pareil ce sont des combles aménagés et je ne veux pas perdre en hauteur.
J'avais donc pensé à remplacer toutes les solives par des 10x10 avec entraxe de 30cm . Pour les 5x15 vous pensiez en ajouter une entre chaque ancienne solives ? Car en réfléchissant je pourrais les laisser apparentes et faire mon placo entre les solives.

Le poteau, excusez moi mais je n'ai pas compris cette phrase "en réalisant une poutre continue à deux travées de 1 m et 4.12 m.". Et comment faire un appui le plus fixe possible ?

Pour les poutres en 160x300 effectivement elles sont déjà courbées mais ça ne risque pas de s'aggraver ?

Pour les UPN ce n'ai pas un problème de n'en mettre que un d'un côté, je pensé qu'il  fallait en mettre un de chaque côté ? C'est sur que ça m'arrangerais vue le prix de l'acier...
Est-ce que les upn doivent être encastrer dans le mur ?

Si je résume bien donc:

-solivage 2.30m à renforcer avec 5x15 entre chaque (pouvez vous me dire si les 10x10 entraxes 30 passent)

-poutre en 160x200, poteau (quelle section 15x15?) plus upn 140 d'un côté.

-poutres 160x300 pourraient restées comme cela mais un upn de 140 d'un côté serait beaucoup mieux.

Désolé pour ce long message j'espère avoir été assez clair.
Encore merci pour votre aide

Pour la continuité veut dire que sur la longueur de 5.12 m la poutre est d'un seul morceau. Cela a beaucoup d'influence sur sa déformation.


Si les renforts acier pouvaient s'appuyer directement dans les murs au lieu de se fixer sur les poutres bois, ça serait nettement mieux. Mais ça va être sans doute difficile à faire ?

Pour le poteau, vous ferez de votre mieux mais je ne peux pas savoir ce que ça donnera ; d'où le renforcement d'office de la poutre.

Poteau 15 x 15, ça va. il faudra qu'il ait un bon appui, une fondation.

Solives 10 x 10 tous les 30 cm, ça va. En bois de classe C24, bien sec. Si vous n'avez que du C18, ça ira encore tout juste, mais ça serait beaucoup moins bien.

Les U ont tendance à vriller en fléchissant, du côté ouvert. C'est pourquoi on ne les utilise pas tout seuls en flexion, mais plutôt par deux dos à dos. Ou bien collé à une bonne poutre bois, ce qui empêche le vrillage.

Ne mettre qu'un renfort d'un seul côté de la poutre bois, ça déséquilibre un peu. Mais comme elle est bien tenue par les solives sur les côtés, le déséquilibre est compensé.

Pour la section d'UPE proposée, c'est en supposant que les poutres bois sont en bon état, équivalent C24. Ce n'est qu'un renfort, c'est à dire que pour la suite le bois et l'acier travaillent, pas l'acier seul.

Si vous avez des poutres en mauvais état, peut-être puisque vous dites que c'est déjà courbé, il faudra éventuellement prévoir un peu plus de renfort, par exemple UPE 160.

Ca, je ne peux pas le voir.

En cas de difficulté pour faire le poteau, un gros renforcement de la poutre en lui laissant sa portée de 5.12 m, pourrait convenir. Je n'ai pas regardé de plus près. Et d'ailleurs, je n'ai pas demandé comment était l'escalier : appuie-t'il en haut sur la structure du plancher lui ajoutant une charge ?

A titre indicatif, on n'irait probablement pas au-delà d'un UPE 180, parce qu'il serait capable de reprendre seul toute la charge en laissant zéro sur le bois (si le bois avait une valeur nulle).

Ok encore merci, tout est encore plus clair, j'arrive à la fin du casse-tête grâce à vous !

Pour le poteau j'ai de vieilles poutres en chênes que je pourrais utiliser, qu'est-ce que vous en pensez ? Peut-être du lamellé-collé serait mieux.

Oui je peux encastrés les UPE (d'ailleurs UPE ou UPN). Du coup faut-il quand même les fixer à la poutres ? Si oui, pour les fixations, des tires fonds feront l'affaire ?

Pour les solives super, je vais essayé d'avoir du C24 et oui l'escalier appuis sur la structure.

Vue les poutres je pense que je partirais sur des UPE de 160 par sécurité.

Voilà bonne soirée encore merci
Je prendrais des photos pour que ce soit plus clair.

Bonjour, vue le pris de l'acier, est-ce que vous pensez que des solives de 60x200 boulonnées de chaque côté des poutres, pourrait être une autre une solution ?

Bon je vais rester sur les upn, j'ai reçu un devis et au final pas si cher que ça, 110€ ht la barre de 6m en 160. Je pense du coup partir sur des UPE 160 et même en mettre un de chaque côté pour la poutre la plus faible.Là au moins je suis sur que tout ira bien. Vous en pensez quoi ?

Je reprends avec les nouvelles dispositions :
Pas de poteau
Escalier appuyé sur le plancher
Poutrelles acier appuyées dans les murs

Si les poutrelles sont appuyées dans les murs comme les poutres bois, elles vont fléchir de la même façon, et se partager la charge selon la loi simple : Pbois/Pacier = Eb x Ib  / Ea x Ia

Ia est celui catalogue de la poutrelle (ex : 605 cm4 pour un IPN 140) Ea = 210 GPa c’est constant tous aciers,  Ib résulte de la section (36 000 cm4 pour la poutre 20 x 30), l’inconnue est le Eb qui résulte de la qualité du bois. Il faut donc « se donner » cette valeur. 11 GPa ce serait pour du vrai bois C24, pour du C18 ça serait 9 GPa.

On part sur des poutres en place parfaitement sèches, donc sans fluage à venir. Néanmoins il peut s’en produire un peu quand-même.
Pour rester prudent, et tenir compte de ce qu’il peut rester un peu de fluage, et qu’il y a une petite perte dans les jeux d’assemblage acier / bois,je vais prendre très subjectivement, Eb = 7 GPa.
Ca correspondrait un bois de classe C14 dans la terminologie Eurocode. Ce qui lui donnerait un f,m,d de flexion de 8.6 MPa.

J’ai trouvé les charges suivantes au ml, par travées (hors poids des poutres) :

Poutre 16 x 30 = Charge permanente G =  170 daN/ml  Charge d’exploitation Q = 250 daN/ml
Poutre 16 x 20 G =  200 daN/ml    Q = 290 daN/ml
Soit total par poutre (hors poids des poutres) : 2 150 daN  et 2 509 daN

Je peux facilement corriger dans ma feuille de calcul si ce n’est pas ça.

Travées de poutres 16 x 30 + UPN 140

Pb = 66.5 %  et Pa = 33.5 %  (c’est-à-dire les pourcentages supportés respectivement par le bois et l’acier)
Flèche totale 1 cm   soit L/512 ce qui est confortable
Contrainte dans le bois : 5.5 MPa  < 8.6  Contrainte (élastique) dans l’acier : 77 MPa < 235

Travée de poutre 16 x 20 + UPN 140 (sans poteau)

Pb = 37 %  et Pa = 63 %
Flèche totale 2.2 cm   soit L/230 ce qui est trop
Contrainte dans le bois : 3.6  MPa    Contrainte (élastique) dans l’acier : 170  MPa
Pour arriver à la même performance que sur les autres poutres, il faudrait 2 UPN 160.
Avec dans ce cas Pb= 16 %  et Pa = 84 % - flèche <= 1 cm.


A titre indicatif, si le bois était totalement nul, il faudrait un UPN 200 pour substituer la poutre bois en totalité. Mais dans ce cas, il vaudrait mieux deux poutres acier moisées pour équilibrer.

Waouh merci beaucoup pour ces calcul ! Tout ça m'a l'air parfait ! Donc deux UPE 160 pour la plus faible et un pour les grandes.

Du coup plus besoin du poteau ?

Par contre au niveau de l’escalier je vais avoir un problème pour passer l'UPE.
Pensez-vous que je peux le couper à ras de l'escalier et ajouter la chute de l'autre côté ? voir plan


Pouvez-vous s'il vous plait me dire aussi ce qu'il me faudrait en boulonnerie ?
Voilà à quoi je pensais:
poutre 160x200 tiges filetées de 14 traversantes, boulonnées contre chaque UPE  tout les 50cm.
poutres 160x300 tires fonds de 14x100 tout les 50cm.

Merci encore pour tout !

Plus de poteau

les tiges traversantes 2 upn + bois, c'est pas évident à faire bien tomber juste, sans trop de jeu.

Je verrais mieux les tire-fonds dans tous les cas. En diam 14, c'est quand même fort. Avec des 10, ça suffirait (env 400 à 500 kg l'un en cisaillement.

Ok merci. Super, plus de poteau un truc à moins à faire ! Pour les tires fonds parfait ce sera plus simple effectivement. Pour la coupe de l'upe au niveau de l'escalier vous en pensez quoi ?

Couper l'upe ? je n'avais pas vu ça. Vous pouvez précises le détail de cette coupe ?

Une coupe au niveau de l’escalier. Comme il est fixé sur la poutre, ça va être compliqué de passer l'UPE. Je pensais donc couper l'UPE en deux morceaux (voir le plan). C'est pas très précis sur le plan mais c'est pour avoir une idée

Dans ce cas :

Solution du riche : UPE 200 sur une seule face, tout le long, appuyé dans les murs

Solution du pauvre : UPE 180 au lieu de 200

Solution de fortune (peut-être), à peu près le même résultat que solution du pauvre :
UPE 160 tout le long sur une face
UPE 160 entre le mur du fond et la trémie, soit sur env 4.20 m, sur l'autre face. Avec un soin tout particulier dans la connexion des UPE, de façon qu'ils ne jouent pas par rapport au bois, ni donc pas non plus entre eux, surtout dans la zone où il y a la coupure.

Bonjour, ça y est j'ai attaqué les travaux je vous posterai les photos une fois fini.
Pour l'escalier je vais essayé de le modifier pour passer l'upe ce sera mieux. Pour les fixations des upe un tire fonds tout les 50cms suffit ? Dans l'axe de l'upe ?

Je n'alignerais pas parfaitement les fixations. Disons sur deux parallèles distantes de 5 à 10 cm

Salut, voilà des nouvelles j'ai fini la fixation des UPN ! Voici quelques photos, encore merci.

Voilà une bonne chose de faite. Quel résultat au niveau sensation ? IL manque pas quelques tire-fond dans la zone escalier, photo du haut ?