Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

Points d’article



Si vous prévoyez la construction d’une maison à deux étages ou à un étage, mais avec un sous-sol ou un grenier, il est nécessaire de calculer et d’ériger correctement les planchers inter-étages. Tenez compte des étapes et des nuances de la réalisation de dalles de plancher sur des poutres en bois et calculez les sections transversales des poutres qui fournissent une résistance suffisante.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

Le dispositif des plafonds inter-planchers nécessite une attention particulière, car fabriqués «à l’œil nu», ils peuvent ne pas résister aux charges qui tombent sur eux et s’effondrer, ou exiger des coûts inutiles et non motivés. Par conséquent, vous devez considérer et calculer de manière exhaustive une ou plusieurs options possibles. La décision finale peut être prise en comparant le coût ou la disponibilité des matériaux.

Exigences relatives aux planchers interfloor

Les sols intercalaires doivent résister à des charges constantes et variables, c’est-à-dire qu’en plus de leur propre poids, ils doivent supporter le poids des meubles et des personnes. Ils doivent être suffisamment rigides et ne pas permettre de dépasser la flèche maximale, fournir une isolation phonique et thermique suffisante.

Avant de commencer les travaux, nous vous conseillons de vous familiariser avec les matériaux présentés dans SNiP II-25-80 (SP 64.13330.2011), il y a beaucoup d’informations utiles.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

Les charges spécifiques des meubles et des personnes pour les locaux d’habitation sont prélevées conformément aux normes. Cependant, si vous envisagez d’installer quelque chose de massif, par exemple un aquarium de 1000 l ou une cheminée en pierre naturelle, cela doit être pris en compte..

La rigidité des poutres est déterminée par calcul et est exprimée en flexion admissible par travée. La flexion autorisée dépend du type de sol et du matériau de revêtement. Les principales déflexions limites, déterminées par SNiP, sont données dans le tableau 1.

Tableau 1

Éléments structurelsLimitez les flèches dans certaines parties de la portée, pas plus
1. Poutres des étages intermédiaires1/250
2. Poutres des planchers de grenier1/200
3. Couvertures (sauf pour les vallées):
a) pannes, pieds de chevrons1/200
b) poutres en porte-à-faux1/150
c) fermes, poutres collées (sauf pour les porte-à-faux)1/300
d) assiettes1/250
e) lattage, plancher1/150
4. Éléments porteurs de vallées1/400
5. Panneaux et éléments à colombages1/250
Remarques:
1. En présence de plâtre, la déformation des éléments de plancher uniquement à partir d’une charge temporaire à long terme ne doit pas dépasser 1/350 de la portée.
2. En présence d’un ascenseur de bâtiment, la flèche maximale des poutres collées peut être augmentée à 1/200 de la travée.

Veuillez noter que les carreaux de céramique ou les revêtements de sol en béton susceptibles de se fissurer peuvent encore augmenter les exigences de déflexion admissibles, en particulier avec des portées suffisamment longues..

Pour réduire les charges sur les poutres, si possible, placez-les parallèlement à des murs courts, avec le même pas. Longueur de portée maximale en cas de chevauchement avec des poutres en bois – 6 m.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

Types de dalles de plancher

Par objectif, les chevauchements sont divisés en:

  • interfloor;
  • grenier;
  • sous-sol (sous-sol).

Les caractéristiques de leur conception résident dans les charges admissibles et le dispositif d’isolation thermique et thermique. Si le grenier n’est pas destiné à vivre ou à stocker des objets massifs, les charges variables lors du calcul de la flèche peuvent être réduites à 50-100 kg / m2.

L’isolation thermique entre deux étages résidentiels peut sembler excessive, mais l’isolation phonique est un paramètre souhaitable pour la plupart, et cela est généralement réalisé avec les mêmes matériaux. Il faut tenir compte du fait que les planchers des greniers et des sous-sols nécessitent une couche plus épaisse de matériau d’isolation thermique. Le matériau du film pour le pare-vapeur dans le plancher du grenier doit être situé sous la couche d’isolation et au sous-sol – au-dessus. Pour éviter l’apparition d’humidité et d’endommagement des structures par un champignon, toutes les pièces doivent être équipées d’une ventilation.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible Options de chevauchement: 1 – planche de bord; 2 – pare-vapeur; 3 – isolation thermique; 4 – planchers clairsemés; 5 – planches; 6 – revêtement de sol

La conception des sols peut également être différente:

  • avec poutres ouvertes et cachées;
  • avec différents types de poutres de support;
  • avec différents matériaux de remplissage et revêtement de sol.

Les poutres cachées sont cousues des deux côtés et ne sont pas visibles. Ouvert – dépassent du plafond et servent d’éléments décoratifs.

La figure ci-dessous montre ce que la structure du plancher du grenier chevauche avec un panneau et avec un dépôt de planches peut être.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible a – avec rouleau de carton; b – avec un dépôt de planches; 1 – plancher en planches; 2 – film plastique; 3 – isolation; 4 – pare-vapeur; 5 – poutres en bois; 6 – barres crâniennes; 7 – rouleau de carton; 8 – finition; 9 – Embarquement depuis les planches

Types d’attaches et connexions de poutres en bois

En fonction de la conception et du matériau des murs porteurs, des poutres en bois sont fixées:

  • dans les nids prévus en maçonnerie de briques ou de blocs, l’approfondissement d’une barre ou d’une bûche d’au moins 150 mm et d’une planche d’au moins 100 mm;
  • sur les étagères (rebords) fournis en maçonnerie de brique ou de bloc. Il est utilisé si l’épaisseur de la paroi du deuxième étage est inférieure à celle du premier;
  • dans les rainures découpées dans les parois en rondins sur une profondeur d’au moins 70 mm;
  • à la barre du cerclage supérieur de la maison à ossature;
  • aux supports-équerres métalliques fixés aux murs.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible 1 – support sur un mur de briques; 2 – solution; 3 – ancre; 4 – isolation avec du papier goudronné; 5 – poutre en bois; 6 – support sur un mur en bois; 7 – boulon

Si la longueur de la poutre n’est pas suffisante, vous pouvez l’allonger en la connectant (épissure) sur la longueur en utilisant l’une des méthodes bien connues utilisant des épingles en bois et de la colle à bois. Lors du choix du type de connexion, soyez guidé par la direction de l’application de charge. Il est souhaitable de renforcer les poutres épissées avec des superpositions métalliques..

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible a – compression; b – étirement; c – plier

À propos des poutres de plancher en bois

Dans la construction, les poutres sont utilisées avec des sections rectangulaires, circulaires ou partiellement circulaires. Les plus fiables sont le bois rectangulaire, et le reste est utilisé en l’absence de barre ou pour des raisons d’économie, si de tels matériaux sont disponibles à la ferme. Les matériaux en bois collés sont encore plus durables. Le bois lamellé-collé ou les poutres en I peuvent être installés sur des portées jusqu’à 12 m.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

Le type de bois le moins coûteux et le plus populaire est le pin, mais d’autres espèces de conifères sont également utilisées – mélèze, épicéa. L’épicéa est utilisé pour faire des plafonds dans les chalets d’été, les petites maisons. Le mélèze est bon pour la construction de locaux à forte humidité (sauna, piscine dans la maison).

Les matériaux diffèrent également par leur grade, ce qui affecte la capacité portante des poutres. Les grades 1, 2 et 3 (voir GOST 8486–86) conviennent aux poutres de plancher, mais le grade 1 pour une telle structure peut être inutilement coûteux et le grade 3 est meilleur pour les petites portées.

Calcul des poutres porteuses

Pour déterminer la section transversale et l’espacement des poutres, il est nécessaire de calculer la charge sur le sol. La collecte des charges est effectuée selon la méthodologie et en tenant compte des coefficients indiqués dans SNiP 2.01.07–85 (SP 20.13330.2011).

Calcul des charges

La charge totale est calculée en additionnant les charges constantes et variables, déterminées en tenant compte des coefficients standards. Dans les calculs pratiques, ils sont d’abord fixés par une structure spécifique, y compris une disposition préliminaire des poutres d’une certaine section, puis corrigés en fonction des résultats obtenus. Donc, dans la première étape, esquissez toutes les couches du chevauchement « tarte ».

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible

1. Propre gravité spécifique du sol

La gravité spécifique du sol est constituée de ses matériaux constitutifs et est divisée par la longueur totale horizontale des poutres du sol. Pour calculer la masse de chaque élément, vous devez calculer le volume et multiplier par la densité du matériau. Pour ce faire, utilisez le tableau 2.

Tableau 2

Nom du matériauDensité ou densité apparente, kg / m3
Feuille d’amiante-ciment750
Laine de basalte (minérale)50-200 (du degré de compactage)
Bouleau620-650
Béton2400
Bitume1400
Cloison sèche500 à 800
Argile1500
Aggloméré1000
Chêne655-810
Épicéa420-450
Béton armé2500
Argile expansée200-1000 (à partir du coefficient de moussage)
Béton d’argile expansé1800
Brique pleine1800
Linoléum1600
Sciure70-270 (à partir de la fraction, de l’essence de bois et de la teneur en humidité)
Parquet, 17 mm, chêne22 kg / m2
Parquet, 20 mm, panneau de panneau14 kg / m2
Béton mousse300-1000
polystyrène60
Carreaux de céramique18 kg / m2
Matériel de toiture600
Treillis métallique1,9 à 2,35 kg / m2
Pin480-520
Acier Carbone7850
Verre2500
Laine de verre350-400
Contreplaqué, collé600
Bloc de béton400-600
Plâtre350-800 (de la composition)

Pour les matériaux en bois et les déchets, la densité dépend de la teneur en humidité. Plus l’humidité est élevée, plus le matériau est lourd.

Les cloisons (murs) appartiennent également à des charges permanentes dont le poids spécifique est d’environ 50 kg / m2.

2. Charge variable

L’ameublement de la pièce, les personnes, les animaux – tout cela est une charge variable sur le sol. Selon le tableau. 8.3 SP 20.13330.2011, pour les locaux d’habitation, la charge distribuée normative est de 150 kg / m2.

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3. Charge totale

La charge totale n’est pas déterminée par simple addition, il faut prendre le coefficient de fiabilité qui, selon le même SNiP (clause 8.2.2), est:

  • 1.2 – avec une densité inférieure à 200 kg / m2;
  • 1.3 – avec une densité de plus de 200 kg / m2.

4. Exemple de calcul

À titre d’exemple, prenons une pièce de 5 m de long et 3 m de large. Tous les 600 mm de longueur, nous mettons des poutres (9 pièces) de pin d’une section de 150×100 mm. Nous superposerons les poutres avec une planche de 40 mm d’épaisseur et poserons du linoléum de 5 mm d’épaisseur. Du côté du premier étage, nous allons coudre les poutres avec du contreplaqué de 10 mm et à l’intérieur du sol, nous poserons une couche de laine minérale de 120 mm d’épaisseur. Aucune partition.

Chevauchement entre planchers sur poutres en bois: calcul des charges préfabriquées et de la flèche admissible 1 – faisceau; 2 – planche; 3 – linoléum isolé 5 mm

Calcul de la charge spécifique constante sur la surface de la pièce (5 x 3 = 15 m2) est donnée dans le tableau 3.

Tableau 3

MatérielVolume, m3Densité, kg / m3Poids (kgCharge spécifique, kg / m2
Poutre (pin)9 x 0,15 x 0,1 x 3,3 = 0,4455500222,7514,85
Planche (pin)15 x 0,04 = 0,650030020,0
Contre-plaqué15 x 0,01 = 0,15600906,0
Linoléum15 x 0,005 = 0,07516001208,0
Minvata15 x 0,12-0,405 = 1,395cent139,59,3
Total:58,15
Considérant k = 1,270

Charge variable – 150 x 1,2 = 180 kg / m2.

Charge totale – 70 + 180 = 250 kg / m2.

Charge de conception sur la poutre (qr) – 250 x 0,6 m = 150 kg / m (1,5 kg / cm).

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Calcul de la déformation admissible

Nous acceptons la flèche admissible du plancher intermédiaire – L / 250, c’est-à-dire que pour une portée de trois mètres, la flèche maximale ne doit pas dépasser 330/250 = 1,32 cm.

Étant donné que la poutre aux deux extrémités repose sur le support, le calcul de la flèche maximale est effectué selon la formule:

  • h = (5 x qp x L4) / (384 x E x J)

Où:

  • qр – charge de calcul sur la poutre, qр = 1,5 kg / cm;
  • L – longueur du faisceau, L = 330 cm;
  • E – module d’élasticité, E = 100 000 kg / cm2 (pour le bois dans le sens du fil selon SNiP);
  • J – moment d’inertie, pour barre rectangulaire J = 10 x 153/12 = 2812,5 cm4.

Pour notre exemple:

  • h = (5 x 1,5 x 3304) / (384 x 100000 x 2812,5) = 0,82 cm

Le résultat obtenu présente une marge de 60% par rapport à la flèche admissible, ce qui semble excessif. Par conséquent, la distance entre les faisceaux peut être augmentée en réduisant leur nombre et en répétant le calcul..

En conclusion, nous vous suggérons de regarder une vidéo sur le calcul des planchers pour les poutres en bois à l’aide d’un programme spécial:

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