NV65 Greb V.2 [PDF]

Zitiervorschau

→ Calcul neige et vent NV65 ← Calculette NeigeVent V. 1 Construction prismatique à base quadrangulaire Titre du projet : Maison en paille Elément concerné :

CARACTERISTIQUES DU BATIMENT Caractéristiques géométriques hauteur au faitage (h) grand coté (a) petit coté (b) pignon sur petit coté (OUI/NON) pente de la toiture (α) pente toiture hauteur à l'égout

Localisation Département (numéro) Altitude Zone de vent ( 1 à 5 ) Type de site (protégé, normal, exposé) Zone de neige (A1,A2,B1,B2,C1,C2,D,E)

7.7 m 13.4 m 8.0 m OUI 30% 16.70 ° 6.5 m

hauteur plancher haut du RDC

3.00 m

hauteur max pour calcul vent (H)

7.7 m

31 200 m 1 normal A2

RESULTATS NEIGE Charges kg/m2 normale neige au sol 35 neige sur pente 32 neige sur débord 70 Epaisseur de neige correspondante :

extrème

accidentelle

60 54 120

80 72 160

α

35 kg/m2 = 0.18 m

32 kg/m2 70 kg/m2 0.63 m

RESULTATS VENT Charges kg/m2 normale vent de référence 50 par m2 projection mur 52 vent descendant sur toiture vent ascendant sur toiture 35 vent ascendant sur débord 77 Vitesse de vent correspondante:

50 kg/m2 = 88 kg/m2 =

35 kg/m2

extrème

accidentelle

88 91 61 135

54 kg/m2

α

77 kg/m2

103 km/h 136 km/h 0.77 m

RESULTANTES GLOBALES Résultante globale sous vent extrème sur long pan charge charge reprise dans le plan de la toiture charge dans le plan du plancher charge sur fondation TOTAL dont repris sur murs orthogonaux

1779 kg 3826 kg 1766 kg 7371 kg 5605 kg

bras de levier

moment

6.4 m 3.0 m 0.0 m

11393 kg.m 11478 kg.m 0 kg.m 22870 kg.m 22870 kg.m

4.1 m

sur pignon charge 1492 kg 2585 kg 1092 kg 5169 kg 4077 kg

bras de levier

moment

7.1 m 3.0 m 0.0 m

10597 kg.m 7754 kg.m 0 kg.m 18350 kg.m 18350 kg.m

4.5 m

Soulèvement total

5575 kg

5796 kg

Titre du projet : Maison en paille Elément concerné :

RESULTANTES DES PRESSIONS SUR LES FACES (daN/m²) VENT EXTREME Vent sur long pan surpression intérieure

dépression intérieure

-61

-43

-27

-9

34

-54

68

-20

VENT

-56

-21

34

-54

68

-56

-20

-21

Vent sur pignon surpression intérieure

dépression intérieure

-54

-54

-20

-20

-54

-54

-20

-20

-56

-54

-21

-54

35

-20

-20

70

VENT

→ Interprétation résultats ← Calculette NeigeVent V. 1 Titre du projet : Maison en paille Elément concerné :

RAPPEL RESULTANTES GLOBALES Résultante globale sous vent extrème sur long pan bras de charge moment levier charge reprise dans le plan de la toiture 1779 kg 6.4 m 11393 kg.m charge dans le plan du plancher 3826 kg 3.0 m 11478 kg.m charge sur fondation 1766 kg 0.0 m 0 kg.m TOTAL 7371 kg 22870 kg.m dont repris sur murs orthogonaux 5605 kg 4.1 m 22870 kg.m Soulèvement total

5575 kg

charge 1492 kg 2585 kg 1092 kg 5169 kg 4077 kg

sur pignon bras de levier 7.1 m 3.0 m 0.0 m

moment 10597 kg.m 7754 kg.m 0 kg.m 18350 kg.m 18350 kg.m

4.5 m

5796 kg

Cisaillement maximum par type de mur Cisaillement maxi sous vent extrème Essai ELS charge rupture charge admissible mur paille, enduit terre, ossature centrale technique CST technique GREB nebraska, enduit ciment fortement armé ossature bois, panneaux OSB ossature bois, panneaux fermacel maçonnerie parpaings chainée voile béton armé type de mur retenu

584 753 1458 3320

3

kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml

158 204 394 897 336 59

kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml

technique GREB

longueur réelle

ELU 1,4 x charge adm. 221 285 552 1256 470 83 2000 10000

552 kg/ml

longueur minimum

ml de murs orthogonaux aux longs pans > OK 13.80 m 10.2 m ml de murs orthogonaux aux pignons > OK 16.96 m 7.4 m (Les éléments de murs inférieurs à 1 mètre ou comportant des portes ou fenêtres ne sont pas comptés)

charge par ml 406 kg/ml 240 kg/ml

Vérification de la stabilité et ancrages On étudie le tronçon de mur le plus court entre 2 fenêtres

Renversement sur pignon (vent extrème) largeur tronçon hauteur tronçon poids surfacique mur

poids propre mur poids propre plancher poids propre couverture TOTAL moment de stabilité

charge par ml Moment de renversement Force à l'ancrage

1.70 m 6.5 m 176 kg/m2

kg/ml

kg

1144 kg/ml 35 kg/ml 70 kg/ml

1945 kg 60 kg 119 kg

406 kg/ml 2817 kg.m 596 kg

moment stabilité 1653 kg.m 51 kg.m 101 kg.m 1805 kg.m

Renversement sur long pan (vent extrème) largeur tronçon hauteur tronçon poids surfacique mur

poids propre mur poids propre plancher poids propre couverture TOTAL moment de stabilité

charge par ml Moment de renversement Force à l'ancrage

1.10 m 6.5 m 176 kg/m2

kg/ml

kg

1144 kg/ml 88 kg/ml 110 kg/ml

1258 kg 97 kg 121 kg

kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml kg/ml

moment stabilité 692 kg.m 53 kg.m 67 kg.m 812 kg.m

240 kg/ml 1190 kg.m 344 kg

Titre du projet : Maison en paille Elément concerné :

Renversement sur pignon (vent extrème) On étudie le tronçon de mur le plus court entre 2 fenêtres 1.7 m

70 kg/ml

690 kg

6.5 m 35 kg/ml 4.1 m 176 kg/m2

2817 kg.m 596 kg

2719 kg

Renversement sur long pan (vent extrème) On étudie le tronçon de mur le plus court entre 2 fenêtres 1.1 m

110 kg/ml

264 kg

6.5 m 88 kg/ml 4.5 m 176 kg/m2

1190 kg.m 344 kg

1820 kg

QUELQUES EXPLICATIONS

Les maisons en paille se comportent au niveau stabilité comme les maisons à ossature bois de type plateforme (et comme les maisons en parpaings). Les murs s'appuient entre plancher et fondation ou entre toiture et plancher. Toiture et plancher travaillent comme des poutres au vent et renvoient les efforts aux murs orthogonaux à la face frappée par le vent. Il est donc primordial que plancher et toiture soient parfaitement rigides dans leur plan. Ce comportement structurel se différencie de celui des bâtiments anciens en maçonnerie massive (mur de 50cm) où les murs sont auto-stables du fait de leur masse. En conséquence plancher et toiture doivent être traités de manière différente des solution traditionnelles.

La feuille de calcul montrent qu'une construction à étage reprend facilement 3 fois plus de vent qu'une construction à RDC. Du coup certains types de murs ne conviennent pas pour des constructions à étage avec faibles pentes. Les calculs montrent en outre que les constructions à étages nécessitent d'être ancrées à leurs fondations contrairement le plus souvent aux constructionx en RDC. Enfin la feuille de calcul est faite pour des constructionx à RDC ou à R+1, car pour des hauteurx à l'égout dépassant 6m, on voit qu'il devient très difficile d'assurer la stabilité du bâtiment. En conclusion, ne faites pas un R+2 sans bureau d'étude chevronné.

voir : http://syl20.h.free.fr/BD_gene/fic/StabiliteEquilibre_OB.pdf http://calamar.univ-ag.fr/uag/physique/lpat/lpat-new/colloque/PRESENTATIONS/Quistin/Construction%20paracyclonique-colloque%20%20du%2015mai07.pdf

Les murs peuvent être étudiés au point de vue de la stabilité comme les constructions bois, en considérant chaque éléments de panneaux compris entre porte et fenêtre comme indépendant. Les efforts aux ancrages résultant sont ceux indiqués dans la présente feuille de calcul. Pour une MOB, on ne prend pas en compte les éléments de panneaux d'une largeur inférieure à 60cm, pour la paille, il ne faut pas prendre en compte les éléments d'une largeur inférieure à 1m ou 1m20 dont la résistance est déjà 25% plus faible que celle des panneaux de 2m40 minimum.

Trois type de plancher forment des diaphragmes efficaces: plancher OSB, plancher béton bois ou planche inclinées à 45° (plus difficile à justifier). Pour être efficace la construction des planchers OSB doit être conforme à la réglementation, entraxe des solives suivant sous multiple de la taille des panneaux OSB, petite rive portée, clouage tout les 15cm, collage entre les panneaux, pose à coupe de pierre, poutre périphérique continue formant tirant. La distance entre refends est limitée normalement à 9m (DTU construction bois) et la distance entre joint de dilatation des planchers en panneaux limitée à 7m (DTU plancher).

voir : http://boisphile.over-blog.com/categorie-508552.html http://www.bois.com/particuliers/forum

Si les calculs donnent des efforts aux ancrages positifs, la construction doit être ancrée dans sa fondation (ce qui est généralement le cas pour les constructions à étage). La fondation doit donc résister aux efforts de tractions, donc être en béton armé. Il est alors nécessaire d’ajouter des équerres en pieds de poteaux accrochant ensemble poteaux, lisse basse et chevilles de fixation. Le chaînage lui-même doit alors être ancré dans semelle de fondation par des chaînages verticaux espacés d’environ 1/10 de la hauteur de béton du chaînage.

Pour les ancrages, 2 types de chevilles sont possibles : cheville mécanique, distance au bord mini 65mm si chaînage béton armé ; cheville chimique, distance au bord mini 45mm si blocs en U. On mettra au minimum 2 chevilles M10 tous les 1m20 (au plus près des montants). On mettra des équerres au droit de chaque interruption du mur (porte, fenêtre, about de murs et angles). La résistance à l’arrachement des chevilles doit être supérieure à la capacité d’une équerre.

Le poids propre de la semelle de fondation, des murets et des chaînages béton et du dallage s’il est connecté aux semelles de fondations doit équilibrer l’effort de soulèvement. Les efforts aux ancrages doivent être inférieurs à 862kg, charge limite de 2 équerres simpson E17/2 à l'ELU et correspondant environ au poids propre de 2ml de semelle. Il faut alors 12 clous sur chacune des 2 équerres! On a donc tout intérêt à limiter les efforts aux ancrages en utilisant des murs plus longs.

voir: https://www.hilti.fr/fstore/holfr/techlib/docs/technical%20product%20files/metal%20anchors/18_HSA_022009.pdf https://www.hilti.fr/fstore/holfr/techlib/docs/technical%20product%20files/chemical%20anchors/06_HVU_HAS_022009.pdf http://www.simpson.fr/catalogue/categorie.php?fam=23&cat=96 http://www.strongtie.com/ftp/catalogs/C-2009/C-2009-p193.pdf

La répartition des voiles doit être aussi symétrique que possible, sans quoi des efforts de torsion modifient la répartitions des charges sur les murs de refends, voir peuvent rendre la construction instable. En pratique toutefois on aura presque toujours une des façades plus ouverte que les autres, il faut toutefois avoir au moins 3 façades contreventantes non concourantes, les 2 façades opposées devant avoir chacune au minimum la moitié de la longueur minimum calculée par la feuille, la troisième façade devant avoir la totalité de la longueur minimum dans la direction opposée.

Pour une longueur de façade supérieure à 9 mètres, il faudra généralement ajouter un mur de refends, celuici doit alors être calculé pour reprendre au moins la moitié des charges dans son plan. Comme les rez de chaussée sont généralement très peu cloisonnés, cette contrainte est difficile à satisfaire avec des cloisons en ossature bois. Une bonne solution peut être la réalisation d'un mur de refend en béton armé (parpaings à bancher), ce qui permet de faire des refends courts, lourds donc plus facilement autostables et offrant une masse thermique.

Le dessin joint décrit un tel mur de refends qui pour être stable doit être le plus lourd possible, doit être parfaitement ancré dans des fondations en béton armé très débordantes et doit être ancré au plancher (700kg ELU par boulon M20). Un tel mur de refends, et sa fondation doit être calculé par quelqu'un de compétant. Il peut être placé derrière un poêle ou derrière un escalier, bref quelque part ou il ne gênera pas un réaménagement futur. L'exemple joint est calculé pour reprendre 4 Tonnes horizontales avec un voile de 2,5 mètre de long par 0,2m d'épaisseur, la longueur de la semelle est de 6m soit un débordement de 1m75 de chaque coté, ce qui est un minimum pour cette charge.

NEIGE ET VENT 2009 I- Effet de la neige Zone de neige: altitude pente de la toiture hauteur de l'accrotère

A2 200m 30% % 0.0m

hauteur du bâtiment L3 =

5.0m

* Les charges sur accrotères suivant un diagramme définit comme suit:

pente de toiture

un parrallélogramme de longeur L3, de petite base pn 0 et de grande base Pn 1 Cas de neige 1:

Action de la neige seule p n0

p ne

p n1

au sol

sur pente

accrotère *

charge normale

35

32

0

charge extrème

60

54

0

charge accidentelle

80

72

daN/m2

Cas de neige 2:

Combinaison de la neige et du vent, répartition uniforme p ne

p ne

p n1

p n1

versant droit

versant gauche

accrotère droit *

accrotère gauche *

charge normale

16

16

0

0

charge extrème

27

27

0

0

daN/m2

Cas de neige 3:

Combinaison de la neige et du vent, répartition non uniforme

daN/m2

p ne

p ne

p n1

p n1

versant droit

versant gauche

accrotère droit *

accrotère gauche *

16 27

0 0

0 0

0 0

charge normale charge extrème

II- Effet du vent Zone de vent:

1

Effet de la hauteur: hauteur H

Vent

chage de base daN/m2

charge normale

50

charge extrème

87.5

(h 35%

m< 5%

m> 35%

1.00

1.00

0.30

0.80

m> 35%

m< 5%

-0.80

-1.30

0.00

-1.30 -1.30

0.00 0.00

g0

m< 5%

m> 35%

1.00

1.00

1.00

Ce - Ci

-0.30

-0.50

0.30

face au vent

m> 35%

m< 5%

m> 35%

normale sous le vent

1.10

1.30 -0.80

arbalétrier au vent

Ci

face sous le vent

comportant deux parois opposées ouvertes:

panne au vent panne sous le vent arbalétrier sous le vent Cas d'une construction comportant une paroi

non) étant ces parois

la petite face Sb ( pignon) étant cette paroi

vent normal à la grande face dépression

vent normal à la petite face surpression dépression

Perméabilité réelle p= 9%

1.00

1.00

1.00

-0.50

0.30

-0.30

dépression

surpression

dépression

1.30 0.00

0.50 -0.80

1.10 -0.20

Ce - Ci face au vent

-0.10 0.16

#REF! #REF!

#REF! #REF!

face sous le vent normale sous le vent

g0 Ci

panne au vent arbalétrier au vent panne sous le vent arbalétrier sous le vent

des différents cas

Cas d'une construction comportant deux paro les petites faces Sb ( pignon) étant ces parois vent normal à la grande face

vent normal à la petite face

Perméabilité réelle

dépression

surpression

dépression

1.00

1.00

1.00

9%

-0.20

0.30

-0.20

dépression 1.00

surpression 0.50

dépression 1.00

Ce - Ci

-0.30 -0.40

-0.80 -0.80

-0.30 -0.30

face au vent face sous le vent

-0.14

-0.80

-0.30

normale sous le vent panne au vent

g0 Ci

comportant une paroi ouverte: ) étant cette paroi

vent normal à la grande face a paroi ouverte est sous le vent

arbalétrier au vent panne sous le vent arbalétrier sous le vent vent normal à la petite face la paroi ouverte est au vent

vent normal à la petite face la paroi ouverte est sous le vent

m= p

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

1.00 0.30

1.00 0.37

1.00 -0.30

1.00 -0.33

1.00 0.30

m= p

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

1.10 -0.87

1.13 -0.17

-0.80

-0.87 -0.87

-0.17 -0.17

-0.80

comportant deux parois opposées ouvertes: non) étant ces parois vent normal à la grande face

vent normal à la petite face

dépression

surpression

dépression

1.00

1.00

1.00

-0.33

0.30

-0.30

dépression

surpression

dépression

1.13 -0.17

0.50 -0.80

1.10 -0.20

-0.27 -0.01

-0.80 -0.80

-0.20 -0.20

daN/m² q normal

q extrême

daN/m² q normal

q extrême

39

68

39

68

40

70

40

70

46 39

80 68

46 39

80 68

46 46

80 80

46 46

80 80

construction fermée: vent normal à la grande face

vent normal à la petite face

surpression

dépression

surpression

1.00

1.00

1.00

dépression 1.00

0.30

-0.20

0.30

-0.20

surpression

dépression

surpression

dépression

19.31

38.62

20.00

40.00

-30.89

-11.59

-32.00

-12.00

-32.00

-12.00

-30.89

-11.59

-40.99

-18.19

-36.47

-13.68

-34.72

-15.41

-30.89

-11.59

-29.18 -24.71

-6.38 -5.41

-36.47 -30.89

-13.68 -11.59

construction comportant une paroi ouverte:

e Sb ( pignon) étant cette paroi vent normal à la petite face la paroi ouverte est au vent

vent normal à la petite face la paroi ouverte est sous le vent

vent normal à la grande face la paroi ouverte est sous le vent

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

1.00 0.37

1.00 -0.30

1.00 -0.33

1.00 0.30

1.00 -0.33

1.00 0.30

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

m< 5%

m= p

44.00

45.07

43.51

-34.67 -33.47

-6.69

-32.00

-6.69 -6.93

-39.51

-7.90

-12.42

-33.47

-6.69

-10.52

-39.51

-7.90

-0.61

-33.47

-6.69

-0.51

construction comportant deux parois opposées ouvertes:

aces Sb ( pignon) étant ces parois vent normal à la grande face

vent normal à la petite face

-32.00

surpression

dépression

surpression

dépression

1.00 0.30

1.00 -0.33

1.00 0.30

1.00 -0.30

surpression

dépression

surpression

dépression

19.31 -30.89

43.51 -6.69

-20.00 -32.00

-44.00 -8.00

-32.00 -40.99

-6.93 -12.42

-30.89 -36.47

-7.72 -9.12

-34.72 -29.18 -24.71

-10.52 -0.61 -0.51

-30.89 -36.47 -30.89

-7.72 -9.12 -7.72

VII- Résultats neige entraxe des portiques:

VII- Tableau valeurs rég 13.4 m

tableau des vents: q10

Cas de neige 1:

Action de la neige seule

daN/m²

p n0

p ne

p n1

Zone Zone

daN/ml charge normale

au sol 469

sur pente 422

accrotère * 0

Zone Zone

charge extrème

804

724

0

Zone

charge accidentelle

1072

965

0

Cas de neige 2:

Combinaison de la neige et du vent, répartition uniforme Ks p ne

daN/ml

versant droit

p ne

p n1

p n1

versant gauche accrotère droit * accrotère gauche *

charge normale

211

211

0

0

charge extrème

362

362

0

0

Cas de neige 3:

Site Site Site

Combinaison de la neige et du vent, répartition non uniforme tableau de neige: p ne

daN/ml

versant droit

p ne

p n1

p n1

versant gauche accrotère droit * accrotère gauche *

charge normale

211

0

0

0

charge extrème

362

0

0

0

DaN/m² charge norm Charge extr charge accidentelle tableau d'altitude:

1m 200m 500m 1500m

Figure R-III-6 bis α -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -20 -17.5

-15 -12.5 -10 -7.5 -5 -2.5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 30 40 50 60 70 80 90

Figure R-III-6

VII- Tableau valeurs réglemmentaires tableau des vents:

pente

q10

Pression dynamique

Pression dynamique

daN/m²

de base normale

de base extrême

-90

1 2

50 60

87.5 105

-80 -79

3 4

75 90

131 157.5

-78 -77

5

120

210

-76 -75 -74

1

2

Zones Vent 3

protégé

0.8

0.8

0.8

0.8

1

-71

normal

1

1

1

1

1

-70

exposé

1.35

1.3

1.25

1.2

1.2

-69

Ks

4

5

-73 -72

-68 -67 -66 tableau de neige:

-65 -64 Zones Neige

-63

A1

A2

B1

B2

C1

C2

D

E

-62

35

35

45

45

55

55

80

80

-61

60 charge accidentelle

60 80

75 80

75 108

90

90 108

130 144

190

-60 -59 -58

tableau d'altitude:

-57 -56 -55

normale

extrème

0 0

0 0

0

-54 -53

A= A