La technique du bâtiment existant - BUREAU VERITAS - LE MONITEUR - Correction importante Fiche 5.04
Nous publions une correction importante de la Fiche 5.04
de l’excellent ouvrage “La technique du bâtiment existant”
BUREAU VERITAS - Editions LE MONITEUR février 2012
Nous recommandons vivement la lecture de cet excellent ouvrage, qui est une référence
incontournable pour les études et les travaux de rénovation.
Dans cet article, nous publions une correction importante, car celui-ci comporte
une erreur d’interprétation dans l’exemple de la Fiche 5.04 donné page 285,
BUREAU VERITAS - Editions LE MONITEUR février 2012
Nous recommandons vivement la lecture de cet excellent ouvrage, qui est une référence
incontournable pour les études et les travaux de rénovation.
Dans cet article, nous publions une correction importante, car celui-ci comporte
une erreur d’interprétation dans l’exemple de la Fiche 5.04 donné page 285,
qui conduit à un dimensionnement erroné du profilé métallique.
Correctif :
Partie 2 : Fondations et structures
Chapitre 5 : Structures métalliques
Fiche 5.04 : Principes constructifs des planchers anciens
2 - Capacité portante des planchers anciens
Page 285 :
Calcul de la capacité portante des planchers anciens
Connaissant la hauteur h du profil courant composant le
plancher et la largeur b des semelles, on identifie la section
fictive Sf de ce profil suivant l’inertie concernée, à partir
du tableau 5.04-2
Il faut ensuite lire la contrainte n dans le tableau 5.04-3
en fonction du rapport portée sur hauteur du profil l/h et
du critère de flèche. La charge totale en kg/m ( Erreur c’est en kg ) que peut
reprendre chaque poutrelle s’exprime par la formule
P = n * Sf
Cette charge intègre naturellement le poids propre du
plancher.
La capacité du plancher, exprimée en kg/m², est donc don-
née par la formule :
( P - Cp ) / A
avec :
P : charge totale (kg); ( Exact c’est bien en kg )
CP : poids propre (kg);
A : surface concernée de plancher (m²).
EXEMPLE
Prenons un bâtiment construit juste après la seconde guerre mon-
diale, en 1948. Le plancher est composé de profils métalliques recou-
verts d’une dalle en béton de 10 cm d’épaisseur.
Les caractéristiques mesurées des profils sont les suivantes :
- dimensions : 110 x 54 mm ;
- portée : 4,6 m ;
- espacement entre profils : 1 m.
( Un professionnel, connaissant les structures des bâtiments anciens, peut déjà
se rendre compte qu’il y a un gros problème de dimensionnement ...............
le profilé métallique est beaucoup trop faible pour cette portée avec cet espacement ).
Le tableau 5.04-1 indique, par référence à la date de construction, une
contrainte admissible de 14 kg/mm² pour le profilé.
Le tableau 5.04-2 donne une section fictive Sf = 23,6 cm²
On calcule l/h = 460/11 = 42 ce qui correspond à une contrainte n = 25
(tab. 5.04-3) pour une flèche admissible du 1/300.
La charge admissible P pour cette poutre est donc de
23,6 x 25 = 590 kg/m ( Erreur c’est en kg )
Pour obtenir la charge au m² il faut retirer les poids propres CP du
profil (10kg/m) et du plancher (250 kg/m), soit un total de 260 kg/m.
La capacité portante d’un tel plancher serait donc de
(590 - 260)/1 = 330 kg/m² ( Erreur on mélange kg avec kg/m )
Le calcul exact est :
( 590 kg - ( 260 kg/m x 4,60 m ) ) / ( 1 m x 4,60 m ) = -131 kg/m² qui est négatif dans ce cas
ou ( 590 kg / 4,60 m - 260 kg/m ) / 1 m = -131 kg/m² qui est négatif dans ce cas
Conclusion : Le dimensionnement du profilé métallique n’est pas correct.
----------------------------------------------------------------------------------
Rappel :
La capacité du plancher, exprimée en kg/m², est donc don-
née par la formule :
( P - Cp ) / A
avec :
P : charge totale (kg);
CP : poids propre (kg);
A : surface concernée de plancher (m²).
----------------------------------------------------------------------------------
Pour les autres cas de charges, le tableau 5.04-4 donne les
caractéristiques mécaniques des IAO.
Correctif :
Partie 2 : Fondations et structures
Chapitre 5 : Structures métalliques
Fiche 5.04 : Principes constructifs des planchers anciens
2 - Capacité portante des planchers anciens
Page 285 :
Calcul de la capacité portante des planchers anciens
Connaissant la hauteur h du profil courant composant le
plancher et la largeur b des semelles, on identifie la section
fictive Sf de ce profil suivant l’inertie concernée, à partir
du tableau 5.04-2
Il faut ensuite lire la contrainte n dans le tableau 5.04-3
en fonction du rapport portée sur hauteur du profil l/h et
du critère de flèche. La charge totale en kg/m ( Erreur c’est en kg ) que peut
reprendre chaque poutrelle s’exprime par la formule
P = n * Sf
Cette charge intègre naturellement le poids propre du
plancher.
La capacité du plancher, exprimée en kg/m², est donc don-
née par la formule :
( P - Cp ) / A
avec :
P : charge totale (kg); ( Exact c’est bien en kg )
CP : poids propre (kg);
A : surface concernée de plancher (m²).
EXEMPLE
Prenons un bâtiment construit juste après la seconde guerre mon-
diale, en 1948. Le plancher est composé de profils métalliques recou-
verts d’une dalle en béton de 10 cm d’épaisseur.
Les caractéristiques mesurées des profils sont les suivantes :
- dimensions : 110 x 54 mm ;
- portée : 4,6 m ;
- espacement entre profils : 1 m.
( Un professionnel, connaissant les structures des bâtiments anciens, peut déjà
se rendre compte qu’il y a un gros problème de dimensionnement ...............
le profilé métallique est beaucoup trop faible pour cette portée avec cet espacement ).
Le tableau 5.04-1 indique, par référence à la date de construction, une
contrainte admissible de 14 kg/mm² pour le profilé.
Le tableau 5.04-2 donne une section fictive Sf = 23,6 cm²
On calcule l/h = 460/11 = 42 ce qui correspond à une contrainte n = 25
(tab. 5.04-3) pour une flèche admissible du 1/300.
La charge admissible P pour cette poutre est donc de
23,6 x 25 = 590 kg/m ( Erreur c’est en kg )
Pour obtenir la charge au m² il faut retirer les poids propres CP du
profil (10kg/m) et du plancher (250 kg/m), soit un total de 260 kg/m.
La capacité portante d’un tel plancher serait donc de
(590 - 260)/1 = 330 kg/m² ( Erreur on mélange kg avec kg/m )
Le calcul exact est :
( 590 kg - ( 260 kg/m x 4,60 m ) ) / ( 1 m x 4,60 m ) = -131 kg/m² qui est négatif dans ce cas
ou ( 590 kg / 4,60 m - 260 kg/m ) / 1 m = -131 kg/m² qui est négatif dans ce cas
Conclusion : Le dimensionnement du profilé métallique n’est pas correct.
----------------------------------------------------------------------------------
Rappel :
La capacité du plancher, exprimée en kg/m², est donc don-
née par la formule :
( P - Cp ) / A
avec :
P : charge totale (kg);
CP : poids propre (kg);
A : surface concernée de plancher (m²).
----------------------------------------------------------------------------------
Pour les autres cas de charges, le tableau 5.04-4 donne les
caractéristiques mécaniques des IAO.
Nous allons maintenant effectuer une vérification du profilé métallique
de l’exemple, par un calcul classique suivant les anciennes méthodes de calculs :
Portée de la poutre : lp = 4,600 m
Charges permanentes uniformément réparties :
gcur = 250 daN / m
Charges variables d’exploitation ( surcharges ) uniformément réparties :
qcur = 330 daN / m
Profilé métallique IPN 110- N°11 : 110 x 54 mm
Caractéristiques prises dans l’Album 1932 de DESCOURS & CABAUD Planche 42 :
S = 12,31 cm² Sa = 5,28 cm²
Ix = 238,0 cm4 Ix/Vx = 43,3 cm3 = 43300 mm3
Iy = 16,2 cm4 Iy/Vy = 5,99 cm3
Poids propre : gpr = 9,65 daN/m
Chargement du profilé ( sans pondération , ELS ) :
ps = gcur + qpr + qcur = 250 + 9,65 + 330 = 589,65 daN / m
Moment fléchissant maximum (ELS) :
Msx = ps x lp² / 8 = 589,65 x 4,600² / 8 = 1559,6 daN.m = 1559600 daN.mm
Contrainte admissible (ELS) de l’Acier ( en 1948 ) : Siga = 14 daN / mm²
Contrainte de flexion (ELS) dans le profilé :
Sigl = Msx / ( Ix/Vx ) = 1559600 / 43300 = 36,02 daN / mm² > Siga = 14 daN / mm²
Flèche : ( avec E = 21000 daN / mm2 )
fl = ( 5 x ps x lp^4 ) / ( 384 x E x Ix ) = 68,8 mm > lp / 300 = 15,3 mm
Conclusion de cette vérification : Le dimensionnement du profilé métallique n’est pas correct.
Portée de la poutre : lp = 4,600 m
Charges permanentes uniformément réparties :
gcur = 250 daN / m
Charges variables d’exploitation ( surcharges ) uniformément réparties :
qcur = 330 daN / m
Profilé métallique IPN 110- N°11 : 110 x 54 mm
Caractéristiques prises dans l’Album 1932 de DESCOURS & CABAUD Planche 42 :
S = 12,31 cm² Sa = 5,28 cm²
Ix = 238,0 cm4 Ix/Vx = 43,3 cm3 = 43300 mm3
Iy = 16,2 cm4 Iy/Vy = 5,99 cm3
Poids propre : gpr = 9,65 daN/m
Chargement du profilé ( sans pondération , ELS ) :
ps = gcur + qpr + qcur = 250 + 9,65 + 330 = 589,65 daN / m
Moment fléchissant maximum (ELS) :
Msx = ps x lp² / 8 = 589,65 x 4,600² / 8 = 1559,6 daN.m = 1559600 daN.mm
Contrainte admissible (ELS) de l’Acier ( en 1948 ) : Siga = 14 daN / mm²
Contrainte de flexion (ELS) dans le profilé :
Sigl = Msx / ( Ix/Vx ) = 1559600 / 43300 = 36,02 daN / mm² > Siga = 14 daN / mm²
Flèche : ( avec E = 21000 daN / mm2 )
fl = ( 5 x ps x lp^4 ) / ( 384 x E x Ix ) = 68,8 mm > lp / 300 = 15,3 mm
Conclusion de cette vérification : Le dimensionnement du profilé métallique n’est pas correct.
Compléments à cet article :
La technique du bâtiment existant - Fiche 5.04
Vérification par un calcul classique du profilé
La technique du bâtiment existant - Fiche 5.04 - Variantes de l'exemple
La technique du bâtiment existant - Fiche 5.04
Comparaison avec un Tableau DESCOURS & CABAUD
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