help! dimensionnement charpente

Publié par br625 il y a 5 ans

Bonjour à tous !

Je suis actuellement en train de réfléchir l'autoconstruction de notre maison ossature bois et j'aurais besoin d'un petit coup de pouce pour dimensionner les pièces de bois de la charpente.
Concrètement, ce sera une maison avec un rdc et les combles aménagées. L'ossature est en 145*45. La toiture est en 2 pans (pente 35°) avec débord de toit de 60 cm environ. J'arrive à une longueur de panne de 9,70m qui poseront sur deux murs pignon et une ferme au milieu.
(distance pignon-ferme : env. 4.30m).
La maison sera construite dans le jura (zone C1 si je ne m'abuse ;-) ) à 750m d'altitude. Elle formera un rectangle simple de 10m (pignon) sur 8.50m (façade)
La couverture sera en tuile alpha 10 (~45Kg/m²), l'isolation sera en laine de bois probablement (55Kg/m3), et l'habillage intérieur sera un lambris bois. Le rampant de la faîtière à la sablière devrait être de 6.10m.
Initialement, je pensais à trois pannes intermédiaires par pan (env. 1.50m sur le rampant entre pannes) mais après m'être inspiré des calculs que j'ai pu lire au travers des forums, je trouve des sections assez importante à mon gout.... (12*38 pour une panne d'aplomb)
J'ai comme l'impression que je me suis égaré dans les comptes !! J'arrive à une charge de 340 Kg/m² (surcharges climatique incluses)

Si une âme bienveillante pouvait m'apporter son aide pour dimensionner les pièces de bois (y compris la ferme) je lui en serais très reconnaissant :-)

composition (de l'ext vers l'int.) :
tuile - lattage - contre-lattage - film HPV - chevrons sur pannes - panneau laine de bois entre chevrons et pannes - pannes - pare-vapeur - bardage vertical sous pannes (pour fixation du lambris) - lambris en sapin

UN GRAND MERCiiiii pour votre aide

Boisphile

Publié par Boisphile il y a 5 ans

C'est bien de vouloir faire une maison soi-même, mais dans le jura, en zone de sismicité 3 et à 750 m d'altitude, c'est gonflé ……..

Avant même de vous parler de votre toit, il ne serait peut-être pas inutile de savoir comment ont été calculés les murs, le contreventement et les ancrages, en onction des dimensions, de la forme, de l'orographie du terrain et des ouvertures.

Publié par br625 il y a 5 ans

Merci de vous intéresser à notre projet.
Pour résumer la conception des mur, il s'agit d'une ossature en 45x220 (entraxe 60cm) qui reposera probablement sur un radier (a définir après étude de sol mais c'est ce qui se fait pas mal ds le secteur). Le contreventement se fera par l'extérieur avec des panneaux agepan 16mm. la ferme et le solivage du plancher (75x225 entaxe 40cm) seront fixés par queue d'aronde sur une poutre 20x30(du mur de façade au mur arrière) dont la portée n'excedera pas 4m (2 appuis un à 2m du mur de façade et le second 4m plus loin)
la fixation de la lisse d'ancrage à la dalle n'est pas encore définie (d'ailleurs je suis preneur pour les conseils) les montants seront assemblés aux lisses avec des pointes torsadées je pense + equerres métalliques
S'il vous faut d'autres info n'hésitez pas
Merci
J'oubliais, le terrain est quasi plat

Boisphile

Publié par Boisphile il y a 5 ans

Je vous rappelle que votre construction se situe en zone de sismicité 3modérée, ce qui n'est pas anodin.

Compte tenu du contreventement en Agepan DWD, qui, dans ce cas n'a pas d'utilité particulière, il convient, à mon avis, de bien faire calculer vos contreventements, dans la mesure où le DWD n'a pas le pouvoir contreventant d'un OSB ou d'un CTBX.

Je vous rappelle quelques lignes de l'avis technique que je vous conseille de lire attentivement, notamment pour le calcul du contreventement :

Sécurité en cas d’incendie

Les panneaux AGEPAN DWD ne pourront être pris en compte dans leur participation à la stabilité en cas d’incendie que s’ils sont protégés contre l’action du feu pendant la durée de stabilité au feu requise.

Il est rappelé que les dispositions réglementaires en matière de protection des isolants vis-à-vis d’un feu intérieur nécessitent que les isolants soient protégés dans les conditions définies par le « Guide de l’isolation par l’intérieur des bâtiments d’habitation du point de vue des risques en cas d’incendie » (réédition Cahier du CSTB 3231 – Juin 2000).

Les panneaux AGEPAN DWD bruts (non revêtus) d’épaisseur 16 mm sont classés E selon la norme NF EN 13501-1.

Sécurité en cas de séisme

Le dimensionnement des bâtiments à ossature bois en zone sismique avec panneaux contreventant AGEPAN DWD est possible en respectant les spécifications de la norme NF EN 1998-1 (Eurocode 8) - calcul des structures pour leur résistance aux séismes - partie 1 : règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments et notamment le chapitre 8 « Règles particulières aux bâtiments en bois » en complément de la norme NF EN 1995 (Eurocode 5).

Selon les directive de l’annexe national de l’Eurocode 8 (NF EN 1998- 1/NA) le coefficient de comportement q=3 est pris en compte afin de déterminer la ductilité H, pour les panneaux de murs cloués, avec diaphragmes cloués, assemblés par clous et boulons.

Comportement aux chocs de sécurité

Les panneaux AGEPAN DWD d’une épaisseur 16 mm peuvent, associés à deux plaques de parement en plâtre de 13 mm en face intérieure, assurer la sécurité en cas de chocs.

Isolation thermique

Les panneaux AGEPAN DWD n’apportent qu’une très faible contribution à l’isolation thermique des murs.

 

2.22 Durabilité - Entretien

La durabilité des panneaux AGEPAN DWD peut être estimée comme équivalente à celle des panneaux traditionnels (DTU 31.2), lorsqu’ils sont revêtus par :

un système de bardage de type XIV,

un film pare-pluie et d’un système de bardage de type XIII,

 

2.3 Cahier des Prescriptions Techniques

2.31 Conditions de conception

Lorsque posés côté intérieur, le calcul des efforts par mur devra être effectué en considérant le nombre de panneaux inclus dans chaque mur diminué de 1.

Un film pare-vapeur devra être mis en place dans les murs comportant une paroi AGEPAN DWD.

2.32 Conditions de mise en œuvre

La Société ISOROY devra apporter une assistance technique sur demande de l'entreprise de pose.

Dans le cas de finition par bardage rapporté de type XIII, un film pare-pluie (défini dans le DTU 31.2) devra être disposé sur la face extérieure du panneau de mur AGEPAN DWD.

La mise hors d’eau des panneaux AGEPAN DWD devra être exécutée sans délai.

Si un risque d’exposition aux intempéries est à craindre, un bâchage efficace devra être assuré par l’entreprise de pose.

 

Pour les autres questions :

L'entraxe de 400 vous condamne à utiliser un seul type de dalles, OSB 3 en 2400 x 675 x 16mm

Il conviendra également de vous renseigner auprès d'une autorité compétente pour savoir si l'assemblage par queue d'aronde est accepté en zone sismique.

Concernant la poutre, compte tenu de ce que vous écrivez, sa portée n'est pas de 4 mètres, mais de 6 mètres avec appui intermédiaire à 2m, à moins qu'elle soit en deux éléments 4 + 2. Dans tous les cas pas moyen de vérifier car la portée des solives n'est pas indiquée.

ATTENTION : Le plancher intermédiaire devra dans ce cas jouer le double rôle de plancher et de diaphragme horizontal. S'il s'agit d'un plancher plateforme posé et ancré aux murs périphériques, il conviendra de penser à ménager les surfaces de fractionnement nécessaires.

Porter une attention particulière à la fixation des dalles et au collage des assemblages.

 

Concernant les pannes :

Les pannes d'aplomb posent une complication de mise en œuvre dans la mesure ou leur déformation sous charges vous oblige à laisser les chevrons coulisser sur la sablière et donc à prévoir des fixations spéciales.

Les pannes traversantes ne posent pas de problèmes particuliers en combles perdus, mais, à priori, elles seront en plein volume, visibles de l'intérieur. Comment comptez-vous réaliser l'étanchéité à l'air et maîtriser le pont thermique ?

 

Calculs :

Je pense que vous avez omis de compter la pente du toit à 71% qui abaisse la charge de neige sauf bien sur si vous placez des arrêts de neige pour la maintenir sur le toit comme isolant.

Dans le premier cas portée 8m60 avec appui milieu – Section 75 x 250 – Réactions aux appuis 480 – 1570 – 480

Second cas portée 8m60 avec appui milieu – Section 100 x 250 – Réactions aux appuis 600 – 1980 – 600

 

Je pense que vous avez les cartes en mains et il n'est pas inutile de vous rappeler que vous ne serez couvert par aucune assurance de type décennale, ce qui est un handicap immédiat, mais aussi en cas de revente.

Pour information, temps passé pour cette réponse 110mn.

Publié par br625 il y a 5 ans

Un grand merci pour cette précieuse analyse

Le contreventement :
Je m'étais orienté vers l'agepan DWD pour son aspect "respirant". En fait, j'ai réalisé une simulation sur le site uparoi.fr et en mettant de l'osb il m'indiquait la présence de condensation à l'intérieur du mur, alors qu'avec l'agepan cette condensation n'y était pas. Il est vrai que j'ai effectivement négligé le côté "contreventement" (pensant que les deux étaient similaires en ces termes).
J'avais indiqué cette composition de mur : (ext. vers int.)
- épicéa 22mm - air - pare-pluie - osb3 - laine de bois 220mm - frein-vapeur - air - BA13
A ce sujet est-il mieux de poser un frein-vapeur ou un pare-vapeur ?

A vous lire j'en conclus qu'il pourrait être judicieux de contreventer à l'extérieur et à l'intérieur.
Je vais me renseigner sur le CTBX que je ne connais pas (vu l'épaisseur préconisée en comparaison à l'OSB j'imagine que cela doit être un bon contreventement). A étudier...

La poutre :
Concernant la poutre maitresse, elle est située perpendiculairement au mur de facade et mesure 10m (elle divise la surface du plancher en 2). Sur cette poutre je souhaiterais fiser les solive en queue d'aronde côté poutre et ancré dans le mur de l'autre côté (pour pouvoir garder le solivage avec un ''sous-plancher" apparent). Chaque solive mesurera 4.00m d'un côté et 4.20m de l'autre. le plancher de l'étage sera fixé sur ce sous-plancher avec un double contre-lattage croisé (2 x 40 ou 50mm) contenant un vide technique et un isolant (à définir).
Et c'est sur cette poutre également que les jambes de force de la ferme sur blochets seront ancrés. Pour dimensionner le plancher j'ai utilisé les abaques de solivages pour la charge maxi (120Kg + 120Kg)
J'ai effectué une estimation de sa section (200*300). 200 parce qu'elle portera, depuis la façade, sur un mur intérieur (220mm de large) de 2m ; réduisant donc l'entraxe entre porteurs à 8m. Et au milieu de cet entraxe une poutre (200/200) est prévue pour réduire sa portée à 4m. (je n'ai pas réalisé de réel calcul à ce sujet)

Les pannes :
Merci pour la section, effectivement il y aura des arrêts de neige.
Je ne sais pas exactement si je les poserai d'aplomb ou déversées... mais sachant que l'isolation sera intégrée entre chevrons et entre pannes (en croisé) je pense que le plus simple serait de les poser en dévers... Ainsi pas de soucis avec le pare-vapeur qui serait fixé sous les pannes avec un contre-lattage vertical (30mm) ; lequel recevra le lambris bois de finition.
Par contre étant donné le débord de toit de 600, est-il judicieux d'ancrer la panne sablière horizontalement ? Ne pourrait-il pas y avoir certaines choses qui y stagneraient (neige, pluie par exemple) compromettant la durée de vie de la panne ?

Si les pannes sont posées d'aplomb, les chevrons ne doivent pouvoir coulisser que sur la sablière ou sur d'autres pannes également ?

D'aplomb ou en dévers je pense que j'y mettrai dans les deux cas du 100/250.

Dans vos calculs vous me donner la réaction aux appuis 600 - 1980 - 600. Est-ce avec une charge "ultime" répartie sur la toiture d'environ 350 daN/m² ?

La ferme :
Avec la section des pannes (100/250), comment dois-je dimensionner la ferme ?
J'avais pensé à ça :
- arbalétrier : 140/300
- poinçon 200/200
- double entrait retroussé moisé (poinçon) : 100/220
- contre-fiche : 100/220
- blochets : 2 x 100/250
- jambe de force : 140/250

Qu'en pensez-vous ?
Quels types d'assemblage préconiseriez-vous ? Mortaise avec cheville bois ou métallique?

Merci du temps que vous m'accordez

Boisphile

Publié par Boisphile il y a 5 ans

Vous avez un choix personnel à faire qui est simple : Est-ce que je respecte les règles ou est-ce que je m'en passe ?
Si vous les respecter, il faut commencer par utiliser des matériaux traditionnels et reconnus, donc pas de laine de bois qui par ailleurs n'est pas très écologique et obligation d'un pare vapeur avec un SD minimum de 18 mètres.

En terme de panneaux, les panneaux de particules, l'OSB ou le CTBX, peut importe dès l'instant que les épaisseurs sont respectées. Le contreventement c'est surtout le clouage qui le réalise, avant que le panneau ne se déchire, les fixations auront sautées ………

Concernant la poutre principale, vous n'avez aucune idée de son mode de fonctionnement et de ses déformations pas plus que l'interaction entre les charges de plancher et celles de la toiture
Pour le reste, il faut passer du temps à calculer, je trouve quelque peu hasardeux de ne pas le faire, avec même une pointe d'inconscience.
La solution ne se trouve pas dans les livres où Internet, une construction comme celle-ci ne s'improvise pas avec des suppositions.

Publié par br625 il y a 5 ans

Je ne demande pas mieux que de calculer et de vérifier mes sections et c'est bien la la raison pour laquelle j'ai sollicité l'aide du forum.
Si quelqu'un a un peu de temps pour m'expliquer comment calculer la déformation d'une poutre, les efforts qu'elle devra reprendre.
Par contre je ne vois ce que vous entendez par interaction entre plancher et toiture si vous pouviez l'éclairer un peu.

Les estimations de dimensionnement que j'ai citees pour la poutre et la ferme sont des choses q j'ai vu dans une construction voisine. c'est donc parce que je ne sais pas les calculer que je demendais votre avis.

Pour ce qui est du contreventement pensez-vous qu'il soit judicieux que je contre vente intérieur et extérieur ?

Enfin pour ce qui est de l'isolation quel isolant me conseille riez vous en dehors des laine de verre / laine de roche?

Boisphile

Publié par Boisphile il y a 5 ans

Je vous rappelle que vous êtes situé dans une zone sismique de niveau 3 si je ne me trompe.

Il est extrêmement important de prendre cela en considération, pour trois raisons essentielles :

1)       La stabilité de votre construction est directement liée aux divers assemblages des éléments constructif, murs et ancrages, Plancher intermédiaire comme diaphragme horizontal indispensable, toiture et son contreventement. Chacun de ces éléments doivent être calculés et il est indispensable de justifier la transmission des différents efforts entre ces éléments. Sans cela c'est conduire avec les yeux bandés.

2)       Parce que le respect de la prise en compte des risques sismiques n'est pas dans le domaine normatif pour lequel on peut éventuellement déroger, mais du domaine réglementaire, donc de la loi que vous êtes obligé de respecter, tout comme la Rt 2012, le calcul aux Eurocodes, les règles incendies etc etc …

3)       Parce qu'il est probable que vous soit demandé un certificat de prise en compte des risques sismiques dans les calculs de stabilité de l'ouvrage, le tout accompagné bien sur de l'étude de sol. Tous les départements ne le font pas encore, bien que ce soit obligatoire.

Je vous conseille donc vivement de prendre contact avec la préfecture et de leur poser la question qui, dans l'affirmative vous obligera à passer par un BE charpente et un bureau de contrôle qui devra viser l'étude du BE.

Je précise qu'il est également possible qu'un prêt bancaire soit soumis également à ces conditions qui vont très rapidement se généraliser.

 

Pour le plancher, reprenons les choses dans l'ordre :

Pour les solives, OK pour des 75 x 225, mais avec des entraxes de 417 pour des dalles OSB 3 de 2500 x 675 x 18mm.

Les réactions d'appuis sont de 225 kg sur la base de la portée de 4200.

Bien sur, il faut ajouter le poids de ces solives aux charges que vous avez pris en compte et qui sont celles de solives et non pas de poutre.

Ce qui ajoute quelques 25kg/m² si l'on ajoute les lambourdes.

Là nous rencontrons un premier problème :

1)       Soit vous utilisez du lamellé-collé et cela pourrait éventuellement passer dans la mesure où je n'ai pas ajouté l'effet des jambes de force de la charpente.

2)       Soit vous passez avec du bois massif qui, dans cette longueur et section ne sera pas sec et il faudra passer à une section de 200 x 350 en précisant bien que je n'ai pas ajouté l'effet des jambes de force de la charpente.

Pour votre information, les réactions aux appuis seraient (toujours sans l'effet des jambes de force de la charpente :

Dans l'ordre en partant du mur de 2 mètres : 5100 kg sur le mur, dont 3650 kg sur l'angle qui devra nécessairement être un poteau – 5180 sur le poteau milieu et 1750 kg à l'extrémité.

 

Tous ces détails pour bien vous montrer qu'on ne monte pas une maison comme "la cabane au fond du jardin".

L'auto construction est déjà quelque chose de périlleux dans la mesure où vous partez sans ceinture ni bretelle, alors si en plus vous ne calculez rien, je vous le répète, c'est conduire les yeux bandés.

Vous me direz sans doute que c'est pour cela que vous demandez conseils, certes, mais on ne peut pas tout faire pour vous, une étude complète ce sont des heures de travail.

 

Il y a Cette ferme qui n'est sans doute pas calculée non plus, quelles sont ses réactions ? C'est un tout et tout fonctionne ensemble, la neige, le vent auront une influence sur l'ensemble.

Maintenant, à vous de voir ……….

Publié par br625 il y a 5 ans

Merci pour votre réponse.
Depuis votre premier post sur ce sujet, je me pose la question de mandater un bureau d'étude pour effectuer tous ces fastidieux calculs, j'ai bien conscience qu'il s'agit d'un gage de qualité de construction et surtout de longévité....
Cependant, et vous vous en douterez, l'une des raisons (non la principale mais tout de même) du choix de l'autoconstruction est le budget.
C'est vrai qu'il s'agira de ma première construction mais j'en suis tout de même à quatre maisons rénovées ces dix dernières années (qui n'étaient pas pour moi au passage et non situées dans ma région). Bref tout ça pour dire, qu'une fois les calculs faits et les techniques d'assemblage établies je me sens tout à fait capable de réaliser la construction.
Mais le hic ce sont ces calculs.
Déjà le BE pour l'étude de sol, le BE pour l'assainissement et la récupération d'eau, et quelques liasses sont déjà parties alors que nous n'avons encore pas de permis de construire.
Ceci dit, effectivement je vous rejoins il s'agit là de nombreuses heures de calculs. C'est pourquoi je pense que nous confierons la partie "calculs" aux bureaux d'étude.

D'ailleurs, à ce sujet auriez-vous un ordre de budget pour une étude du genre ?

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