Les poutres périphériques sont primordiales dans la mesure où elles reprennent les charges venant de la toiture et du mur qu’elles supportent. En d’autres termes, elles assurent en grande partie la stabilité de la construction.
Il faut donc déterminer les charges appliquées sur la surface d’influence des poutres qui sont en dessous des murs porteurs supportant la toiture.
Pour vérifier et déterminer correctement la section de vos poutres périphériques, nous avons mis à votre disposition l’outil de calcul Vérifier une poutre. C’est un outil
Ainsi, cet outil vous permettra de vérifier que les caractéristiques des poutres (essence, portée, section) que vous avez choisies sont suffisantes ou pas.
Pour ce faire, il vous faudra remplir l’outil de calcul en 3 étapes :
1. Caractéristiques de la pièce :
- Section de la pièce
- Portée de la pièce
- Charge permanente sur la pièce
- Classe de résistance de la pièce
- Choix du type de charge sur la pièce
2. Charge(s) sur la pièce où vous avez 4 cas possibles :
- Cas 1 : Charge uniformément répartie
- Cas 2 : 3 charges ponctuelles
- Cas 3 : 2 charges ponctuelles
- Cas 4 : 1 charge ponctuelle
3. Mise en œuvre de la pièce :
- Classe de service
- Classe de durée
- Type d’appui
- Nature du bâtiment
- Nature de la pièce
Pour remplir l’outil de calcul avec les bonnes données, nous vous invitons à consulter tout d’abord l’article sur le Guide d’utilisation de l’outil "Vérifier une poutre" qui vous expliquera en détails les caractéristiques à insérer.
Après avoir rempli toutes les caractéristiques, l’outil effectuera les calculs et vous informera si la structure que vous souhaitez mettre en œuvre est viable ou non. Si les caractéristiques ne sont pas vérifiées, vous serez alors dans l’obligation de faire quelques modifications sur la section de la pièce, la portée de la pièce ou la classe de résistance, etc. par exemple.
Exemple
Prenons comme exemple ce modèle d’extension qui a été réalisé dans le département de l’Isère avec une altitude de 800 m.
Calcul de la charge sur la toiture
Pour commencer, il faut donc calculer la charge sur la toiture avec l’outil de calcul.
1. Charge de la couverture
- Type de couverture : Plates petit moule (y compris liteaux)
- Charge de couverture (daN/m²) = 55
2. Charge du plafond
- Type de plafond : Panneau OSB ou particules 18 mm
- Charge de plafond (daN/m²) = 11
3. Charge de l’isolant
- Type d’isolant : Isolant Thermique liane de verre 200 mm
- Charge de l’isolant (daN/m²) = 3,1
4. Surcharge climatique (neige)
- Département : 38 Isère
- Altitude de la construction (m) : 800
Le résultat que nous obtenons avec l’outil de calcul est :
- Charge totale : 219,1 daN/m²
- dont Charge de structure : 69,1 daN/m²
- dont Charge climatique : 150 daN/m²
Détermination de la charge permanente
Pour tout les calculs, nous avons pris un bois de classe de résistance C18 dont la masse volumique est de 380 Kg/m3 afin d’avoir le cas le plus défavorable.
- Poids propre de la lisse haute, de la lisse de chaînage et de la lisse basse
Leur section est de 45 x 120 [mm] avec une longueur de 370 cm.
Poids propre de la lisse haute = (380 [Kg/m3] x 0,045 [m] x 0,120 [m] ) / 3,70 [m] = 0,5546 Kg/m²
Or, 1 daN = 1,02 kg
Poids propre de la lisse haute = ( 0,5546 [Kg/m²] x 1 [daN] )/ 1,02 [Kg] = 0,544 daN/m² que l’on arrondi à 0,55 daN/m²
Comme les lisses ont la même section et à peu près la même longueur
=> Poids propre de la lisse de chaînage= 0,55 daN/m²
=> Poids propre de la lisse haute = 0,55 daN/m²
=> Poids propre de la lisse basse = 0,55 daN/m²
- Poids propre de l’ossature
La section de l’ossature est de 45 x 120 [mm]. Ils sont espacés de 58 cm pour la mise en place des isolants.
Poids propre de l’ossature = (380 [Kg/m3] x 0,045 [m] x 0,120 [m] ) / 0,58 [m] = 3,54 Kg/m²
Comme 1 daN = 1,02 kg
=> Poids propre de l’ossature = ( 3,54 [Kg/m²] x 1 [daN] )/ 1,02 [Kg] = 3,471 daN/m² que l’on arrondi à 3,48 daN/m²
- Poids des éléments du mur
- Isolant d’épaisseur 120 mm entre les montants de l’ossature = 2,70 daN/m²
- Isolant d’épaisseur 60 mm avec les rails de fixation = 7,10 daN/m²
- Revêtement intérieur en placoplatre BA 13 = 9,30 Kg/m² = 9,12 daN/m²
- Panneau de contreventement OSB en 15 mm = 9,00 daN/m²
- Tasseaux de bardage 27 x 40 [mm] espacés de 58 cm = (380 [Kg/m3] x 0,027 [m] x 0,040 [m] ) / 0,58 [m] = 0,71 Kg/m² = 0,70 daN/m²
- Revêtement extérieur en bardage de 18 mm = 9,00 daN/m²
=> Poids des éléments du mur = 2,70 [daN/m²] + 7,10 [daN/m²] + 9,12 [daN/m²] + 9,00 [daN/m²] + 0,70 [daN/m²] + 9,00 [daN/m²] = 37,62 daN/m²
- La charge l’ensemble du mur
=> Charge de l’ensemble du mur = 0,55 [daN/m²] + 0,55 [daN/m²] + 0,55 [daN/m²] + 3,48 [daN/m²] + 37,62 [daN/m²] = 42,75 daN/m²
- Poids du plancher
- Solives de 75 x 225 [mm] espacés de 58 cm = (380 [Kg/m3] x 0,075 [m] x 0,225 [m] ) / 0,58 [m] = 11,06 Kg/m² = 10,85 daN/m²
- Poids propre de la poutre 100 x 225 [mm] = (380 [Kg/m3] x 0,100 [m] x 0,225 [m] ) / 3,70 [m] = 2.32 Kg/m² = 2,28 daN/m²
- Platelage = 13,00 daN/m²
- Isolant d’épaisseur 160 mm = 2,90 daN/m²
- Panneau OSB ou particules 18 mm = 11,00 daN/m²
=> Poids du plancher = 10,85 [daN/m²] + 2,28 [daN/m²] + 13,00 [daN/m²] + 2,90 [daN/m²] + 11,00 [daN/m²] = 40,03 daN/m²
- Poids de la toiture
- Charge de structure = 69,10 daN/m²
- Poids propre des chevrons 75 x 200 mm espacés de 58 cm = (380 [Kg/m3] x 0,075 [m] x 0,200 [m] ) / 0,58 [m] = 9,83 Kg/m² = 9,64 daN/m²
- Isolant d’épaisseur 60 mm avec les rails de fixation = 7,10 daN/m²
- Revêtement intérieur en placoplatre BA 13 = 9,30 Kg/m² = 9,12 daN/m²
=> Poids de la toiture = 69,10 [daN/m²] + 9,64 [daN/m²] + 7,10 [daN/m²] + 9,12 [daN/m²] = 94,96 daN/m²
- La charge permanente de l’ensemble plancher et toiture
=> Charge permanente de l’ensemble plancher et toiture = 40,03 [daN/m²] + 94,96 [daN/m²] = 134,99 daN/m²
Détermination des charges d’exploitations
- Charge climatique = 150 daN/m²
- Charge d’exploitation pour un espace de bureau en France = 250 daN/m²
La surface d’influence
Pour obtenir les charges transmises aux poutres périphériques, il faut déterminer la surface de plancher reprise par les poutres qui est appelée surface d’influence.
Un plancher en bois n’est porteur que dans un seul sens ce qui signifie que la surface du plancher est donc à diviser en deux parties égales parallèlement aux deux poutres. Par conséquent, une poutre ne supporte que la moitié de l’espacement de chaque côté.
Pour notre exemple :
=> Surface d’influence = (3,15 [m] /2 ) x 3,70 [m] = 5,8275 m²
Calcul de la section des poutres
Pour la détermination de la section des poutres, nous avons utilisé l’outil de calcul « Vérifier une poutre »
Formulaire Poutre 1/ 3
1. Caractéristiques de la poutre
- Sections commerciales courantes : -
- La largeur b (mm) : 100 mm
- La hauteur h (mm) : 225 mm
- La portée de la poutre P (cm) = 140,85 cm
- Charge permanente sur la poutre daN/m
Charge permanente sur la poutre périphérique = (Charge permanente de l’ensemble plancher et toiture x Surface d’influence / Longueur de la poutre) + (Charge de l’ensemble du mur x largeur de la poutre)
=> Charge permanente sur la poutre périphérique = (134,99 [daN/m²] x 5,8275 [m²] / 3,70 [m]) + (42,75 [daN/m²] x 0,100 [m]) = 216,89 daN/m
=>Charge permanente sur la poutre daN/m = 216,89
- Classe de résistance de la pièce : Classe C18
- Choix du type de charge sur la poutre : Charge uniformément répartie
Une fois les données saisies, vous pouvez cliquer sur Page suivante.
Formulaire Poutre 2/3
2 : Charges uniformément réparties
- Charge d’exploitation totale sur la poutre (daN/m) = ( 150 [daN/m²] + 250 [daN/m²] ) x 5,8275 [m²] / 3,70 [m] = 630 daN/m
3. Mise en œuvre
- Classe de service : 1 : Local chauffé (Ex : toiture d’habitation) ; Classe de durée : Permanente (>10ans)
- Appuis : Appuis simple ; Nature du bâtiment : Bâtiment courant, Nature de la poutre : Autre éléments structuraux
En appuyant sur « CALCULER », nous obtenons alors comme résultat :
- Vérification des contraintes aux états limites ultimes (ELU) : Taux de travail : 88,4% (<100%), l’élément peut supporter les charges sans rompre.
- Vérification des déformations (ELS) : Flèche finale = 0.52 ≤ 7.04 (max), OK, les déformations sur l’élément (flèches) sont inférieures aux valeurs maximums autorisées.
Conclusion
Il faut adopter des poutres périphériques avec une section de 100 x 225 [mm] si on utilise du bois de classe C18 .
[...]
- Ainsi vous découvrirez :
- 1. Caractéristiques de la pièce :
- 2. Charge(s) sur la pièce où vous avez 4 cas possibles :
- 3. Mise en œuvre de la pièce :
- Exemple
- Calcul de la charge sur la toiture
- Détermination de la charge permanente
- Détermination des charges d'exploitations
- La surface d'influence
- Calcul de la section des poutres
- 1. Caractéristiques de la poutre
- 2 : Charges uniformément réparties
- 3. Mise en œuvre
- Conclusion
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