Bonjour à tous,
Je cherche à calculer/évaluer l'impact de supprimer les contre-fiches présentes sur mes fermes de charpente pour permettre le passage d'un adulte au travers (aménagement des combles).
Pour l'instant, je néglige volontairement les charges liées la partie aménagement pour me concentrer sur l'impact de ma modification sur la charpente elle-même.
J'ai utilisé Freelem pour modéliser une de mes ferme actuelle et calculer les efforts, contraintes, réactions, etc. en fonction :
- de la position réelle des pannes et de la surface de toiture portée par chacune,
- des charges permanentes de la toiture (estimées à 90 daN/m²),
- de la surcharge neige en fonction de mon altitude/lieux d'habitation (140 daN/m²),
- de 3 cas de vents (1 pan au vent l'autre sous le vent / l'inverse / cas soulèvement global),
- combinaisons des cas précédents avec ELU 1.35 sur permanentes et 1.5 sur neige/vent.
J'obtiens un certain nombre de valeur cohérentes.
Puis j'ai modélisé la nouvelle ferme avec les modifications envisagées :
- suppression des 2 contre-fiches,
- ajout d'un entrait retroussé au niveau de l'ancienne liaison CF-arba moisé de part et d'autre des arba-poinçon-arba,
- ajout de potelet au droit des liaisons arba-nouvel entrait retroussé descendant sur l'entrait d'origine,
- ajout de poteaux sous l'entrait d'origine au droit des potelets.
Il apparait qu'une très (trop
) grand majorité des forces de réactions initialement transmises aux murs périphériques se retrouve maintenant transmises aux nouveaux poteaux rajoutés sous l'entrait.
J'aimerai envisager un autre design de modification de mes fermes permettant de répartir un peu mieux les descentes de charges.
J'ai tester :
- ajouter de nouvelle contre-fiches au dessus de l'entrait retroussé -> très peu d'effet,
- ajouter des contre-fiches entre partie basse des arba et nouveau potelet -> deformation latérale + peu d'effet sur la descente de charge.
- je n'ai pas la place/possibilité de rajouter dans les murs sous les fermes des jambes de force prises dans les murs.
Avez-vous des idées ?
D'avance merci à tous ! 
4 réponses
Même réponse que d'habitude:
Modifier en profondeur la structure d'une charpente, ce n'est pas anodin... Les logiciels, c'est bien, mais seulement quand ils sont utilisés par des pros.
Tu devrais demander conseil à des pros, c'est plus sûr. Ils sauront comprendre l'environnement, la nature des murs, du toit, et ils savent ce qui marche et ce qui ne marche pas...
Cela a un coût, certes, mais c'est quand même mieux que de se retrouver avec le toit sur le nez...
Sur un forum, on peut difficilement répondre (sans parler des responsabilités sous-jacentes).
Je rejoins Kentaro c'est un projet qui doit se traiter dans son ensemble pas morceaux par morceaux. Un professionnel sera capable d'avoir la vision globale.
J'avais fait l'exercice pour la charpente de mes beaux parents qui avec modifications pouvait accueillir l'aménagement sauf qu'on a quand même demandé à un pro qui nous a fait remarquer que les murs n'étaient pas capables de reprendre la charge 
. Donc en gros ne fais pas ça seul même si tu en a envie
Bonjour,
Merci de vos réponses.
Rassurez-vous, je ne fais pas cela seul.
Un charpentier s'occupe de la modification de charpente et un maçon des ouvrages en dessous.
Mais le charpentier me propose justement la modification dont je parle ici, sachant qu'elle est très défavorable aux contraintes du maçon et ce dernier explose donc le budget pour réaliser les ouvrages soutenant les nouveaux poteaux.
Comme la charpente d'origine est portée entièrement par les murs ext. et que la nouvelle réalisation transférerait 75% des charges d'origine sur les nouveaux poteaux, il doit être possible de trouver un meilleur design sur la modification de charpente pour avoir une répartition plus favorable.
Mais chaque cas envisagé doit passer en BE chez le charpentier et est facturé.
J'arrive à retrouver les même résultats que le BE pour la première proposition de modification.
J'aimerai donc envisager de mon côté des modifications de design, les tester dans Freelem pour valider l'intérêt et le côté réaliste des différentes options avant de retourner demander à mon charpentier de faire valider par son BE une autre approche.
playmobilmanu Ok. Une idée "sans engagement de ma part" et à faire valider par les pros...
En plus des modifs proposées, (poteaux, etc), rajouter les parties rouges.
Cela devrait rigidifier les arbalétriers, et devrait donc réduire la poussée sur les poteaux. Mais cela transfère les charges sur les murs...
Rigidifier les arba en gardant les poteau ne va pas marcher je pense. Le problème c'est la présence du poteau en soi : comme il est proche de l'axe de l'arbaletrier il va nécessairement reprendre une grosse partie du poids.
Pour le visualiser dans ton logiciel tu pourrais mètre des lamellés-collés 100x20cm en arba (qui n'auraient pas besoin de contrefiche, ni d'entrait retroussé ni de poteau car suffisamment costaud... enfin faut voir la section actuel mais tu comprend l'idée : un bois 5 fois plus gros que ce que tu as actuellement). Mais à partir du moment ou tu rajoutes les poteaux, la descente de charge se fera par eux. (je peux me tromper mais essaye tu verras bien !).
Donc il te faut nécessairement trouver une solution sans poteau, en tous cas sans poteau qui descend sur ta dalle (j'imagine que c'est la dalle ferraillé ou des plots ferraillé qui font explosé le budget ?)
J'y pense il n'est pas possible de poser le poteau sur un plot trapézoïdale qui repartie la charge sur le sol/dalle existante suffisamment bien pour éviter plus de travaux (fouille etc.) ?
Vasirol Si l'arba est plus rigide, donc plie moins, le poids va moins se concentrer sur le poteau en dessous, mais plutot sur ses extremités (les pointes du grand triangle). En tout cas, cela va mieux se répartir entre les 3 points. Non ?
Kentaro Oui et non. Au doigt mouillé je dis non 
(mais faut essayer au logiciel) . En principe tu vas mettre ton poteau pile bon en longueur du coup il n’y aura pas cette flexion dont tu parles. Par contre si tu fais ton poteau volontairement trop court de quelque millimètres… Alors oui ça marche mais la c’est un vrai travail de bureau d’étude. Et je pense pas qu’on s’amuse à faire ça avec du bois massif, encore moins sur du vieux bois (qui est cassant, peut être noueux etc) mais sur des gros ouvrages d’arts en béton armés ou en ferraille (matières plus homogène et prédictible que le bois) ils s’amusent peut être à ce genre de choses
Donc il te faut nécessairement trouver une solution sans poteau, en tous cas sans poteau qui descend sur ta dalle (j'imagine que c'est la dalle ferraillé ou des plots ferraillé qui font explosé le budget ?)
En effet, une dalle BA d'étage est prévue en dessous, puis une dalle de RDV.
Autant, il est facilement possible de reprendre 15 ou 20 kN par poteau sur la dalle d'étage via une poutre BA noyée dans la dalle ou un HEA;
Mais avec mon modèle de test, sur des valeurs limites ELU + neige, on est autour de 42kN par poteau...
Et là il faut forcement envisager des poteaux entre les dalles BA + massifs de fondations sous la dalle de RDV, ce qui alourdi vraiment le devis et surtout complexifie beaucoup les possibilités d'aménagement ensuite.
tu pourrais mètre des lamellés-collés 100x20cm en arba (qui n'auraient pas besoin de contrefiche, ni d'entrait retroussé ni de poteau car suffisamment costaud... enfin faut voir la section actuel mais tu comprend l'idée : un bois 5 fois plus gros que ce que tu as actuellement)
J'ai envisagé cette solution, que j'ai d'ailleurs fait réaliser sur un autre bâtiment il y a quelques années (2 BLC moisés de 90x280), mais cette charpente est vraiment jolie (bois, assemblages, etc.) et j'aimerai la garder apparente (toiture déjà refaite et nouvelles pannes BCC posées sur des échantignoles surélevées pour permettre une isolation + plafond sous rampant complet en restant au dessus des arba).
C’était pas vraiment une proposition les lamellé collé, (je me doute bien que si tu étais près à mettre des lamellé y aurait pas de problème ^^ ) c’est juste une expérience de pensée pour illustrer le fait que le problème c’est la présence de poteaux. Vraisemblable pas concluante 
Si ils sont là ils reprendront forcément une fraction importante du poids du toit. ( a l’œil je pense qu’ils reprennent chacun 40-45% de la charge du toit, ne laissant que 5-10% sur chaque murs, c’est très largement indépendant de la rigidité des arba).
Kentaro playmobilmanu
Apres j'ai repris le raisonnement "bête et méchant" des BE.
Mais on touche ici à la limite de l'approche "logiciel de base" type freelm. Ça marche "très bien" pour du neuf, mais pour de la modification d'existant ça ne peut que donner une vague idée... même pas forcement proche de la réalité. Je m'explique:
Si les poteaux sont mis en sous-œuvre, alors que la couverture est toujours en place, ils prennent zéro effort. Ensuite je coupe les liens, alors on a du poids qui se transfert aux poteaux, pour autant va t on arriver à l’équilibre des forces prédit par Freelm ? non, car quand on a mis les poteaux le système était déjà sous contrainte, avec une certaine descente de charge sur les murs ((poids du toit)/2 par mur). Ça dépasse mes compétences prédictive au doigt mouillé mais dans la réalité ils devrait y avoir moins de décente de charge que prévu dans les poteaux.
(si par contre pendant l’opération la couverture et l'isolation son deposé, FreeLm sera probablement plus proche de la réalité)
Et quand il y aura une bonne chute de neige, les poteaux vont probablement reprendre une grande partie de l’excédent. (mais on ne sera probablement pas au 42kN prédit).
Mais les BE donne un truc safe donc 42kN... !
tu vois juste, je passerai sur le ferme actuelle de :
58.8 - 58.8 kN
à (modèle avec entrait retroussé + 2 poteaux):
16.7 - 42.1 - 42.1 - 16.7 kN
Dans ma réflexion je suis volontairement conservateur, car comme tu le souligne les poteaux ajoutés en sous-œuvre ne reprendrons certainement qu'une partie des charges théorique en cas de neige ou de vent. Mais si ma modification est ok côté BE, alors je dormierai tranquille
Bon, visiblement la solution d'un entrait retroussé sans poteau, serait simplement ok, même sans renforcer l'entrait d'origine avec une solution d'entretoise et de tendeurs inversés par câble/barre métallique. A un tel point que je me demande si mon modèle freelem est juste 
Je trouve :
- une flèche au centre de l'entrait passant de -21.5 à -22.3mm (normal, pas d'appui avec le poinçon, juste un blocage via tenon/mortaise débouchante),
- une flexion sur les liaisons arba/entrait retroussé de 3.25kN.m et un Fu max de 68.8kN (traction).
Soit des contraintes axiales de 1.73M Pa et flexion max de 6.02 MPa en utilisant 2 BLC GL24 de 90x200 moisés entre arba-poinçon-arba (ce qui est très large par rapport au limites de ruptures).
Ce serait si facile que ça ?
Bonjour à tous,
Bon je vais encore critiquer mais c'est plus fort que moi. Aujourd'hui les gens utilisent les progiciels d'éléments finis sans rien connaître ni de la théorie des poutres ou des plaques ou des arcs....etc. Quand encore ils savent ce qu'il y a dans le logiciel c'est un miracle. Or il s'avère que ces logiciels sont parfois très différents les uns des autres et surtout les éléments finis utilisés sont eux aussi très différents les uns des autres. Donc pour moi utiliser une boîte noire en ignorant complétement ce qu'elle contient c'est assez dangereux. Mais bon c'est ainsi et on ne peut rien y faire. Quand j'enseignais je disais bien aux gens quelles étaient les limites.....mais il me semble que cela était vite oublié.
Il se trouve que dans le premier cas la théorie des poutres ne s'applique pas, voir pour cela les limites pour pouvoir avoir une poutre.
Bien entendu je sais que 90 % des BE ne le savent pas et appliquent les progiciels sans se casser la tête et annoncent des résultats erronés. ET encore en parlant de BE il faut selon moi distinguer les BE du CEA par exemple et les petits BE avec des gens seulement niveau ingénieur et encore quand ils ont le niveau ingé ce qui n'est pas toujours le cas.
Pour faire rire je vais écrire ce que je disais aux élèves, et ils comprenaient !!!
Quand avec une méthode primale, en théorie du premier gradient et en Lagrange total, tu obtiendras un tenseur des contraintes corrects tu m'appelleras.
Je ne souhaite pas te décourager playmobilmanu, et en ce qui me concerne il y a longtemps j'aurais fait comme toi en essayant de modéliser et en se disant que l'on est pas plus bête que le BE.....mais attention.
Merci CALCULATE !
Tu sembles avoir une certaine expertise dans le calcul de charpente, pourquoi ne pas nous en faire profiter sur ce sujet ?
Hello,
Je partirais plutôt sur entrait retroussé et jambes de force de chaque côté, ces derniers reprennent une partie de la charge des pannes mais vu leur inclinaison vont les transmettre au plus près des murs limitant ainsi la surcharge sur l'entrait (cf. schéma de principe ci-joint)
Par contre, le charpentier a t-il vérifié que ton entrait était dimensionné pour supporter le poids d'un étage aménagé ?
S'il faut renforcer l'entrait, tu peux le moiser avec des upn ou des madriers boulonnés, à aviser en fonction des charges en présence, si c'est apparent, les UPN peuvent même être cachés dans des coffrages...
Séverin
Bonjour nireves,
Merci de ton retour. Je vais tester ce modèle pour voir la répartition des charges !
Concernant les charges liées à l'aménagement, j'ai deux options intéressantes qui s'offrent à moi d'après mon charpentier:
- ajouter deux poteaux sous les entraits (Si je n'ai plus les contraintes du toit c'est facile côté BA) et fixer le solivage avec des sabots,
- disposer des poutres HEA de 160 de part et d'autre de chaque entrait, sans les lier mécaniquement avec, pour faire un sol complètement désolidarisé de la partie charpente (sol 1 cm ou 2 au-dessus de l'entrait, permet en plus de cacher le tout).
Les HEA on également un profilé permettant assez facilement de "coincer" les extrémités des solives dedans en ajoutant une sorte de cache moineau pour garder les espacement.
Mais cette deuxième option est intéressante que si je peux supprimer complètement les poteaux inférieures, sinon les entraits sont en appui et autant chargé dessus.
Parce que mettre en place 4 HEA de 10ml.... C'est encore une autre histoire
Essaye juste avec l'entrait retroussé (en vert)
Et si y a trop de flexion de l'entrait principal car trop de descente de charge sur le poinçon rajoute deux câbles/barre métallique en bleu avec une entretoise métallique 10/20/30cm sous le poinçon.
Bonjour, effectivement, les poutres armées avec poinçon inverse permettent de reprendre beaucoup de charges (5/8 de mémoire), c'est assez bluffant, mais attention au dimensionnement des tirants, et de la fixation de ceux ci, ça tire très très fort. Il faut aussi vérifier le flambement du poinçon inverse. Il ne faut pas le faire trop court car on augmente la traction dans les tirants.
Dans tous les cas, il faut considérer tout de même la nouvelle charge de l'étage sur l'entrait. celle ci va quoi qu'il en soit engendrer une flexion sur celui ci, ce qui implique une poussée latérale sur les murs. Supprimer les contrefiches engendre aussi le fait que les embrèvements côté entrait vont travailler pour dire plein pot, il faut se pencher donc sur l'assemblage à cet endroit, il y aura peut être un besoin de le renforcer.
Licence
