Exemple de calcul d’un plafond à poutres en bois

1. Système, dimensions des pièces de construction

Plafond à poutres de construction à une travée

Espacement des poutres: e = 62,5 cm

Matériau: bois de construction massif KVH®, C 24

 

2. Effets caractéristiques

Permanents (charges mortes) gk = 1,75 kN/m²

Variables (charge utile, cloisons séparatrice légère incluse) qk,N = 2,80 kN/m²

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Combinaisons de cas de charge pour les justificatifs sur la portance

No. Combinaison Règle de combinaison Valeur de dimensionnement KLED kmod
LK 1 g 1,35 · gk Σqd = 2,36 kN/m² longue 0,60
LK 2 g + p 1,35 · gk + 1,5 · qk Σqd = 6,56 kN/m² moyenne 0,80

C’est clairement la combinaison de cas de charge LK 2 qui est déterminante et sera étudiée plus avant

3. Caractéristiques de solidité et de rigidité C24

(Kopie 1)

[Translate to fr:] Ergebnis aus Bemessungstabelle Einfeldträger, e=62,5 cm:

für Bemessungskriterium B:       erf b/h = 12/24 cm

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Valeurs de dimensionnement de la sollicitabilité

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4. Contraintes – Valeurs élastiques et réactions des appuis

Valeurs élastiques par poutre (e = 62,5 cm)

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Réactions caractéristiques des appuis pour la combinaison LK2, déterminante, de cas de charge:

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5. Prédimensionnement

Moment résistant nécessaire:

Wy,req = Md / fm,d = 10,38 · 10³/ 14,8     Wy,req = 701 cm³

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6. Justificatifs à la limite de la portance

Valeur de dimensionnement de la tension en flexion:

σ m,y,d = Md / Wy = 10,38 / 768 · 10³

σ m,y,d = 13,5 N/mm²

Justificatif:

Résultat issu du tableau de dimensionnement(valeurs des sections):

pour Md = 10,38 kNm       erf b/h = 8/24 cm

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Valeur de dimensionnement de la contrainte de poussée:

τ d = 1,5 · Vd / A = 1,5 · 9,23 / 192

τ d = 0,72 N/mm²

Justificatif:

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7. Justificatifs à la limite de l’aptitude à l’emploi

Selon DIN 1052 section 9.2, il faut étudier les trois cas suivants présentés ici chacun avec seulement un effet variable:

a) Restriction de la flexion à la suite de charges variables (flexions initiales sans facteurs de fluage):

wQ,inst = wQ,1,inst + χ0,2 · wQ,2,inst ≤ l/300

b) Restriction de la flexion finale avec facteurs de fluage, en conséquence de toutes les contraintes, sans tenir compte de la flexion initiale:

wfin – wG,inst = wG,inst (1 + kdef) + wQ,1,inst (1 + y2,1 · kdef) – wG,inst ≤ l/200

c) Restriction de la flexion dans la situation de dimensionnement avec effet quasi-permanent, pour assurer l’utilisabilité générale et l’aspect visuel:

wfin – w0 = wG,inst (1 + kdef) + wQ,1,inst · y2,1 (1 + kdef) – w0 ≤ l/200

Calcul des flexions

E0,mean · Iy = 1.100 · 9.216 = 10,14 · 106 kNcm²

wG,fin = wG,inst (1 + kdef) = 0,58 · (1 + 0,6) = 0,928 cm

Justificatifs des flexions

Cas a) wQ,inst = 0,92 cm = l/489 < l/300

Cas b) wfin – wG,inst = 0,58 (1 + 0,6) + 0,92 (1 + 0,3 · 0,6) – 0,58 = 1,43 cm = l/313 < l/200

Cas c) wfin – w0 = 0,58 (1 + 0,6) + 0,92 · 0,3 (1 + 0,6) - 0 = 1,37 cm = l/329 < l/200

Justificatif simplifié sur les vibrations

(Restriction de la flexion à la suite d'un effet quasi permanent sur w = 6 mm conformément à DIN 1052, section 9.3):

w = wG,inst + c2 · wQ,inst = 0,58 + 0,3 · 0,92 = 0,86 cm

w = 8,6 mm > 6 mm (Justificatif pas respecté)

1e possibilité:

Hausser le moment d’inertie ou la largeur de poutre de 8,6/6 · 100 = 43 %.

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2e possibilité :

Il est recommandé d’établir avec précision un justificatif des vibrations avec lequel on peut s’attendre à des résultats plus économiques. Par exemple les « Commentaires sur DIN 1052 :2004-08 » [1] contiennent des procédures correspondantes d’établissement de preuve.

Ag,k = 3,94 kN/m

Aq,k = 6,30 kN/m

Ag,k = Bg,k = 1,75 · 4,50 / 2

Aq,k = Bq,k = 2,80 · 4,50 / 2

Appuis terminaux A et B:

 

Md = 10,38 kNm

 

Vd = 9,23 kN

Moment de dimensionnement pour LK 2:

Md = Σqd · l² / 8 = 6,56 · 4,50² / 8 · 0,625

Force transversale de dimensionnement pour LK 2:

Vd = Σqd · l / 2 = 6,56 · 4,50 / 2 · 0,625




 

fm,d = 14,8 N/mm²


fv,d = 1,23 N/mm²


kmod = 0,80

ΨM = 1,3


fm,d = 0,8 · 24,0/ 1,3


fv,d = 0,8 · 2,0 / 1,3

Coefficient de modification pour le bois massif

Coefficient partiel de sécurité du bois

Valeur de dimensionnement de la résistance en flexion

Valeur de dimensionnement de la résistance à la poussée

fm,k = 24,0 N/mm²

fv,k = 2,0 N/mm²

E0,mean = 11.000 N/mm²

Tension caractéristique à la flexion

Contrainte caractéristique de poussée

Module d'élasticité

Résultat issu du tableau de dimensionnement – Poutres de plafond, à une travée, e = 62,5 cm, C24

Résultat B (avec justificatif

simplifié sur les vibrations)

KVH® C24: 12/24 cm

Autre solution: Duobalken®,Triobalken® C24: 14/22 cm

Résultat A (sans justificatif

sur les vibrations)

KVH® C24: 8/24 cm

Pour : l = 4,50 m

gk = 1,75 kN/m²

qk,N = 2,80 kN/m²

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