Calcul dimensions poutres porteuses Bois ou Acier

Bonjour
résultat par IA
Attention les yeux

Tu as déjà fait un super travail de préparation, on sent bien que tu veux quelque chose de fiable, pas bricolé.
Je vais structurer la réponse en trois blocs : hypothèses de charges, ordre de grandeur des poutres acier (poutre rouge et HEB bleu), puis solivage bois. À la fin je te pose quelques questions ciblées pour affiner si tu veux aller jusqu’au calcul détaillé.

1. Hypothèses de charges (planchers R+1 et R+2)
Pour rester dans l’esprit Eurocode / DTU habitation, on peut partir sur :

Charges d’exploitation habitation

Habitation courant (chambres, dressing, pièce de vie)

Charge d’exploitation typique : 200 kg/m2≈2.0kN/m2

Salle de bain

En pratique on reste souvent sur la même classe de charge (type A) avec 200 kg/m², les équipements sont pris dans les charges permanentes locales.

Charges permanentes par niveau (ordre de grandeur)

Pour chaque plancher (R+1, R+2) :

OSB 18–22 mm + revêtements OSB 18–22 mm : environ 12 kg/m2

Stratifié / vinyle : environ 5kg/m2

Chape légère 6 cm, 300 kg/m³
0.06⋅300 =18kg/m2

Solivage bois + petites cloisons légères

On prend raisonnablement
40–60kg/m2
pour couvrir la structure bois + quelques cloisons légères.

On obtient typiquement, par niveau :

𝐺≈12+5+18+50≈85-100kg/m2≈0.9–1.0kN/m2
𝑄≈2.0kN/m2 Soit au total (plancher habitable) :

𝐺+𝑄≈2.9kN/m2 (disons 3.0 kN/m2 pour rester conservatif)
Ces ordres de grandeur sont cohérents avec les recommandations générales de dimensionnement de solivage d’habitation.

2. Poutre rouge – portée 5,00 m supportant le plancher du R+1
2.1. Hypothèse de rôle de cette poutre

D’après ton plan et ta description, j’interprète comme suit (à confirmer) :

La poutre rouge (5,00 m) est dans le plan du plancher R+1 et porte les solives bois du R+1 (plancher entre Cave et R+1).

Elle ne porte pas directement le plancher du R+2, qui est sur les murs périphériques / autre système de solivage (à confirmer).

Appuis dans des murs en briques pleines 240 mm, avec appui 150 mm de chaque côté.

Si cette poutre ne reprend que le plancher du R+1, on peut estimer la charge linéique suivant la demi-largeur de plancher qu’elle reprend.

Supposons, à titre d’exemple (à ajuster après tes précisions) :

Largeur de plancher reprise par la poutre :
𝑏=3.0 m
Charge surfacique totale :
3.0kN/m2

Alors la charge linéique sur la poutre vaut approximativement :
𝑞=𝑏⋅(𝐺+𝑄)≈3.0⋅3.0=9.0 kN/m
Avec une portée
𝐿=5.0 m, poutre simplement appuyée, tu aurais typiquement un moment max de l’ordre de :
𝑀𝐸𝑑≈𝑞𝐿28≈9.0⋅528=225 8≈28 kN\cdotpm
C’est très modéré pour un profilé acier type IPE/HEA/HEB.

2.2. Ordres de grandeur de sections acier possibles
Sans entrer dans le détail complet Eurocode (classe de section, nuances, vérif de flèche, etc.), pour ce type de sollicitation et de portée, en visant un bon confort vibratoire et peu de flèche, tu peux viser :

Minimaliste (structurellement OK mais peu de marge)

IPE 180–200
Confortable / courant en rénovation, bonne rigidité
IPE 220–240
ou HEA 180–200
Surdimensionné mais très rigide (si contraintes architecturales OK)
HEA 220 ou HEB 180

En pratique, sur 5,00 m avec appuis béton/brique, pour un plancher habitable courant, un IPE 240 ou un HEA 200 est déjà très confortable en résistance et en flèche dans la plupart des cas, avec une bonne capacité à reprendre quelques cloisons légères en plus.

3. HEB bleu – ouverture portée 3,00 m dans mur porteur 240 mm
Ici l’enjeu est plus sérieux, parce que ce HEB va reprendre la descente de charges de tout ce qu’il y a au-dessus du mur ouvert :

Plancher R+1

Plancher R+2

Une partie de la toiture en ardoise

Éventuellement des cloisons sur ces planchers

3.1. Appuis et contexte
Mur en briques pleines 240 mm

Ouverture de 3,00 m

Appuis 200 mm de chaque côté.

HEB encastré ou simplement posé sur potelets/massifs maçonnés.

Il faudra vérifier :

Contrainte de compression sous les appuis dans la brique (écrasement).

Stabilité locale du mur (recettes de maçonnerie, linteau béton existant ou non, chainages, etc.).

Descente de charges de toiture (type charpente + ardoise).

3.2. Ordre de grandeur pour la charge linéique
Sans tous les détails de toiture et de géométrie du bâtiment, on peut donner un ordre de grandeur conservatif pour un mur reprenant :

Deux planchers d’habitation (R+1 et R+2)

Part de toiture (charpente + couverture)

On arrive assez vite, en pratique, sur des charges linéiques de l’ordre de :

𝑞≈15–30 kN/m
À 3,0 m de portée, cela donne des moments max de l’ordre de :

𝑀𝐸𝑑≈𝑞𝐿28≈(15 a .30)⋅98≈17–34 kN\cdotpm
Avec une marge de sécurité et pour couvrir aussi les effets locaux (cloisons, concentrées, etc.), on dimensionne rarement « au ras ».

3.3. Sections HEB typiquement adaptées (ordre de grandeur)
Dans ce contexte (ouverture 3,00 m sous 2 planchers + toiture), on trouve très souvent en rénovation :

Minimum dans beaucoup de cas

HEB 200

Très courant / confortable

HEB 220–240

Avec grosse descente de charges (murs au-dessus, forte toiture, etc.)

HEB 260 voire au-delà

Sans descente de charges détaillée, un HEB 220 ou 240 est en général un bon compromis sécurité / rigidité pour une ouverture de 3,00 m sous 2 niveaux + toiture, à confirmer par un BE structure qui fera la descente de charges réelle.

4. Solivage bois R+1 et R+2 (sections indicatives)
Pour tes planchers bois avec OSB + chape légère + stratifié/vinyle, on est bien dans le cas des abaques de solivage pour plancher d’habitation.

Pour des portées de 3,0 à 4,0 m (à confirmer avec ton plan) et charges de l’ordre de 3,0 kN/m², on rencontre souvent :

Portée ≈ 3,0 m

Solives résineux (C24)

Section typique : 75 × 200 mm entraxe 400 mm

Portée ≈ 3,5 m

75 × 225 mm entraxe 400 mm

Portée ≈ 4,0 m

100 × 225 mm entraxe 400 mm

ou 75 × 250 mm entraxe 400 mm

Ces valeurs restent indicatives. Les abaques de solivage et calculs tiennent compte de : portée, entraxe, flèche admissible, essence du bois, etc. 
On pourra te proposer une section précise dès que tu m’indiques :

Portée exacte des solives R+1

Portée exacte des solives R+2

Sens de portée par rapport aux murs et à la poutre rouge

5. Points de vigilance structurale
Appuis acier sur maçonnerie

Prévoir plaque d’appui (plat acier) pour répartir la charge sur la brique pleine.

Vérifier l’état de la maçonnerie (pas de brique pourrie / joints friables) sur les 20 cm d’appui.

Flèche / confort

Même si la résistance est OK, une poutre trop souple donne du rebond. D’où l’intérêt d’un profil plutôt généreux (IPE 240, HEA 200, HEB 220…).

Interaction avec les menuiseries (2740 mm max) et HSP

Vérifier que les nouvelles poutres + habillage ne viennent pas empiéter sur la hauteur de baie ou la HSP utile.

Validation réglementaire

Pour l’ouverture d’un porteur sous toiture, fais valider au minimum par un BE structure ou un architecte / maître d’œuvre avec assurance décennale.

Ce que je te donne ici reste un ordre de grandeur technique, pas un calcul réglementaire signé.

6. Pour affiner vraiment les sections
Si tu veux qu’on passe à un dimensionnement plus précis (et qu’on vérifie si HEB 220 suffit ou s’il faut 240, etc.), j’aurais besoin de :

Pour la poutre rouge (5,00 m)

Exactement quelle largeur de plancher elle reprend (distance perpendiculaire entre cette poutre et le mur porteur / l’autre ligne d’appui).

Si elle reprend uniquement R+1 ou aussi une partie de la structure du R+2 (par exemple via des refends).

Pour le HEB de 3,00 m

Schéma des murs au-dessus (y a-t-il un mur directement au-dessus de cette ouverture aux niveaux supérieurs ?).

Type de charpente (pannes sur murs gouttereaux, fermes, etc.) et si ce mur porte une partie du toit.

Pour le solivage R+1 / R+2

Portée exacte de solive (axe appui à axe appui).

Sens de portée par rapport à la poutre rouge et aux murs.

Tu peux me donner ces précisions (même approximatives) et on fera ensemble un jeu de sections plus « béton », avec un choix précis de profilés acier et de solives bois, et une vérification rapide de flèches.