Rénovation Plancher d étage Marseille 5eme Objet des travaux Rénovation d un plancher d étage en bois de 34 m 2 (6,5 x 5,83 m) dans une maison de ville située dans le 5 eme arrondissement de Marseille. Le vieux plancher existant est constitué d un «solivage» hétérogène en pin (portée 6,5 m, sections 16x16 cm, 25x15, 16x7, certaines doublées en hauteur, 1 jeu de solives doublé en largeur sans contact entre elles) d entraxes variables (1,0 à 1,2 m) sur lequel reposent les planches (ép. 20 à 30 mm) plâtrées en sous face sur une épaisseur de quelques cm. Absence d étrésillons entre les solives. Un parquet (lamelles chêne 12x2,4cm, ép. 8 mm) a été collé à l étage dans les années 60 sur ces planches. Au RdC, un plafond suspendu aux solives en BA13 a été rénové en 2005. Les désordres Le plancher présente une flèche de 53 mm en son centre. La pente maximum est de 2,4%. Cette flèche augmente avec le temps (14 mm ces deux dernières années. Un projet de travaux d aménagement du 1 er étage (avec pose d un parquet neuf) nous oblige à réduire et stabiliser cette flèche avant toute autre intervention. Le solivage existant Plan 1 : ce plan a été dessiné à partir des extrapolations réalisées sur photographies, y compris la détermination des sections des poutres et solives. Les muralières ont été dessinées au nord et au sud. Cependant, il est possible qu elles soient absentes, les planches étant alors scellées dans les murs. N
E F D C B Ch A Photo prise en 2005 lors de la rénovation du plafond Solive A Pin section 70x250 mm, portée 2,35 m, fixée sur chevêtre (Ch). Poids de la solive : 33 dan Charges permanentes supportées : 418 dan + Escalier en effort latéral. Poids de la solive : 33 dan Appui latéral Escalier béton. Difficile à estimer. Dalle dressing 2,9 m2, appui sur 120/756 du périmètre : 85 dan Cloison dressing / Dégagement (4,2 m2 brique 40 mm enduite 1 face, carrelée 1 face, en demi- appui) : (35+10+25) x 4,2/2=150 dan Chauffe- eau (à supprimer) : 300 /3 =100 dan Bande de chargement plancher 715/2 x2,35 x32=50 dan Le chevêtre Ch reprend les 2/3 de ces charges. Le projet d aménagement de l étage prévoit le déplacement du chauffe- eau. Solive B Pin section 70x250 mm, portée 4,05 m, fixée sur chevêtre (Ch). Poids de la solive : 57 dan Charges permanentes supportées : 1214 dan. Poids de la solive : 57 dan
Escalier métal/bois : 110 dan. Cloison SdB / Dégagement (2,57 m2 plaque de plâtre 40 mm enduite 1 face, carrelée 1 face) : 125 x 2,57=320 dan Moitié charge Cloison SdB / Chambre 1 (4,8 m2 plaque de plâtre 40 mm enduite 1 face, carrelée 1 face) : 125 x 4,8/2=306 dan Cabine douche 90x90 : 100 dan environ Sèche serviette 30 kg : 30/2=15 dan WC 40 kg : 40 /3 =14 dan Bande de chargement plancher 1,2x4,05x60=292 dan Le chevêtre Ch reprend 1/2 de ces charges. Le projet d aménagement de l étage prévoit le déplacement de la douche et du meuble de SdB. Chevêtre Ch Pin section 70x250 mm, portée 2,22 m, fixée sur solive (C). Poids du chevêtre : 31 dan Charges permanentes supportées : solives A et B : 1214/2 + 418/3 + 31 = 847 dan. La solive C reprend ½ de ces charges, soit 424 dan. Solive C Pin section 160x250 mm, portée 6,5 m. Poids de la solive : 208 dan Charges permanentes supportées : 2068 dan. Poids de la solive : 208 dan Moitié charge Cloison SdB / Chambre 1 (4,8 m 2 plaque de plâtre 40 mm enduite 1 face, carrelée 1 face) : 125 x 4,8/2=306 dan. Cabine douche 90x90 : 100/5=20 dan environ Etagère Chambre 1 : 200 dan Sèche serviette 30 kg : 30/2=15 dan Chevêtre Ch : 353 dan Bande de chargement plancher 1,2x4x60 + 0,97x2,4x60=430 dan Dalle dressing 2,9 m 2, appui sur 157/756 du périmètre : 111 dan Cloison dressing / Dégagement (2,7 m 2 brique 40 mm enduite 1 face, carrelée 1 face) : (35+10+25) x 2,7=185 dan Placard dressing : 20 dan Cloison 3,8 m 2 + porte chambre 2 : 40x3,8+15= 167 dan Poteau + cloison 0,7 m 2 chambres1/2 : 15+35 = 50 dan Report de charges 2 eme étage par poteau bois :? difficile à estimer. Calculs de résistance d une solive 160x250x6500 Flèche maximum autorisée : fmax = 6500/400 = 16 mm <<< f constatée =46 mm Moment d inertie d une solive: I=BH 3 /12 = 0,16x0,25 3 /12 = 2,08.10-4 m 4, soit 208 cm 4 Calcul de la flèche de la solive avec P=20680 N de charge uniforme et module d élasticité E=11000 MPa pour le pin f=5pl 3 /384EI = 5x18600 x6,5 3 /384/11.10 9 /2,08.10-4 = 32 mm >f max! Module de flexion élastique I/v I/v = bh 3 /12*2/h= bh²/6 = 0,16x0,25 2 /6 = 1667 cm 3 Moment de flexion élastique acceptable avec sigma (résistance en flexion du pin) = 100 kg/cm 2 M= I/v x 100 = 1667 kg.m, soit avec entraxe de 1,2 m, une charge M/1,2 = 1390 kg Charge admissible au m 2 = 8 M/L 2 = 1390x8/6,5 2 = 263 kg/m 2
Charge admissible uniformément répartie sur la poutre : 263x6,5 = 1710 kg <2068 kg de charges constatées. Une surcharge de 350 kg peut- elle expliquer une telle flèche de 46 mm alors qu elle devrait être de 32 mm (14 mm de flèche supplémentaire)? Ce supplément de flèche ne peut- il pas s expliquer par le report de charge du 2 eme étage sur le 1 er par le poteau bois? Calcul du report de charge du 2eme étage sur le 1 er avec flèche de 46 mm : P=384EIF/5L 3 =0,046x384x11.10 9 x2,08.10-4 /5/6,5 3 =29433 N, soit un report de 875 kg!!! Cela paraît énorme. Détermination de la section permettant de supporter les charges constatées sur la solive : Moment de flexion Mf = PL/8 = 29433x6500/8 =29,914.10 6 I/v > 1.5 M /Re = 23,914.10 6 x 1.5/20 = 1 793 573 mm 3 I/v >1800 cm 3 Par ailleurs, si l'on souhaite limiter la flèche f du plancher à 1/400ème de la portée L alors : f = (5/8) FL 3 /(48 E I) < L/400 Cela nous donne : I > (125/48) F L²/E = 250/48 x 29433x 6,5²/11.10 9, soit I > 588 cm 4 Quelle section en lamellé- collé pour ces caractéristiques : I/v >1800 cm 3 et I > 588 cm 4? Ensemble de poutres D 2 poutres pin section 160x160 superposées, non solidarisées. Portée 6,5m. Flèche constatée f=53mm Poids d 1 poutre : 133 dan Quelle est la résistance de ces deux éléments??? Comment la calculer? Quelle poutre supporte principalement les charges? Charges permanentes supportées par la poutre supérieure : 718 dan. Charges permanentes supportées par la poutre inférieure : 851 dan. Poids de la poutre inférieure : 133 dan Bande de chargement plancher 1,09x6,5x(60+35)/2=330 dan Cloison 3,1 m2 chambres1/2 : 155 dan Mobilier ½ lit, ½ canapé, fauteuil : 100 dan Report de charges 2eme étage par poteau bois :? difficile à estimer. Poutre supérieure : 133 dan Calculs de résistance d un élément 160x160x6500 Flèche maximum autorisée : fmax = 6500/400 = 16 mm <<< f constatée =53 mm Moment d inertie d une poutre : I=BH 3 /12 = 0,16 4 /12 = 5,46.10-5 m 4 Calcul de la flèche de la poutre supérieure avec P=7180 N de charge uniforme et module d élasticité E=11000 MPa pour le pin F=5PL 3 /384EI = 5x7180x6,5 3 /384/11.10 9 /5,46.10-5 = 43 mm >f max! Calcul de la flèche de la poutre inférieure avec P=8510 N de charge uniforme et module d élasticité E=11000 MPa pour le pin F=5PL 3 /384EI = 5x8510x6,5 3 /384/11.10 9 /5,46.10-5 = 51 mm >f max! Module de flexion élastique I/v
I/v = bh 3 /12*2/h= bh²/6 = 0,16 3 /6 = 683 cm 3 Moment de flexion élastique acceptable avec sigma (résistance en flexion du pin) = 100 kg/cm 2 M= I/v x 100 = 683 kg.m, soit avec entraxe de 1,1 m, une charge M/1,1 = 620 kg Charge admissible au m 2 = 8 M/L 2 = 620x8/6,5 2 = 117 kg/m 2 Charge admissible uniformément répartie sur la poutre : 117x6,5 = 763 kg >718 kg de charges constatées. Pourtant, il y a bien une flèche de 53 mm sur ces 2 poutres! Ce qui signifie que le report de charge du 2eme étage sur cet ensemble de poutres par le poteau bois est non négligeable. Calcul du report de charge du 2eme étage sur le 1 er avec flèche de 53 mm : P=384EIF/5L 3 =0,053x384x11.10 9 x5,46.10-5 /5/6,5 3 =8902 N, soit un report de 172 kg. Détermination de la section permettant de supporter les charges constatées sur la poutre inférieure : Moment de flexion Mf = PL/8 = 8900x6500/8 =7,231.10 6 I/v > 1.5 M /Re = 7,231.10 6 x 1.5/20 = 542344 mm 3 I/v >542 cm 3 Par ailleurs, si l'on souhaite limiter la flèche f du plancher à 1/400ème de la portée L alors : f = (5/8) FL 3 /(48 E I) < L/400 Cela nous donne : I > (250/48) F L²/E = (125/48)x 8900x 6,5²/11.10 9, soit I > 180 cm 4 Quelle section en lamellé- collé pour ces caractéristiques : I/v >542 cm 3 et I > 180 cm 4? Solive E Pin section 70x320 mm, portée 6,5 m. Poids de la solive : 117 dan Charges permanentes supportées : 467 dan. Poids de la solive : 117 dan Bande de chargement plancher 0,55x6,5x60=210 dan Cloison 1,56 m2 chambres1/2 : 80 dan Mobilier 1/4 lit, 1/4 canapé, bureau : 60 dan Calculs de résistance d un élément 70x320x6500 Flèche maximum autorisée : f max = 6500/400 = 16 mm Moment d inertie d une poutre : I=BH 3 /12 = 0,07x0,32 3 /12 = 1,911.10-4 Calcul de la flèche de la solive avec P=4670 N de charge et module d élasticité E=11000 MPa pour le pin F=5PL 3 /384EI = 5x4670x6,5 3 /384/11.10 9 /1,911.10-4 = 8 mm <fmax! Pourtant, il y a bien une flèche de 23 mm sur cette solive! Calcul de la masse entraînant une flèche de 23 mm : P=384EIF/5L 3 =0,023x384x11.10 9 x1,911.10-4 /5/6,5 3 =13520 N soit 885 kg supplémentaires! ce qui correspond à 10 cm de plâtre en sous- face du plancher. Peu probable.
Solive F Pin section 70x320 mm, portée 6,4 m. Poids de la solive : 115 dan Charges permanentes supportées : 548 dan. Poids de la solive : 115 dan Bande de chargement plancher 0,58x6,5x60=226 dan Cloison 1,7 m2 chambres1/2 : 85 dan Radiateurs : 120/2=60 dan Mobilier 1/4 lit, 1/4 canapé, bureau : 60 dan Même conclusion que pour Solive E. Tableau 1 : Charges unitaires utilisées pour le calcul des charges permanentes Kg/m2 Cloison brique 30 à 50 mm 35 Cloison brique 30 à 50 mm 50 Plancher 1 cm 8 Plâtre 1 mm 2,5 Plancher+colle+parquet 4cm 35 Plancher+colle+parquet 4cm plâtré en sous- face 60 1 cm Carrelage 8 mm mis en oeuvre 25 Té acier 3x30x30 2 kg/m Solive 70x250 14 kg/m Meuble SdB 65 kg Panneau Wedi 60x250x5 7 kg Solutions envisagées La hauteur des nouvelles solives ne peut pas dépasser 320 mm. 1- Ne pas renforcer la structure et ragréer le plancher sur h=53 mm. Nécessite l emploi de 1700 kg de produit auto- lissant et ajoute autant de masse sur le plancher. Aggravation de la flèche. Solution rejetée. 2- Renforcement par le haut par Nailweb, poutres en I, ou lamellé- collé. Le plafond du RdC reste en place, des solives sont ajoutées par le 1 er étage après arrachage du plancher et démolition des cloisons. Les solives et poutres existantes peuvent- elles être calées en hauteur? Les entraxes ne seront pas égaux. Peut- on usiner l OSB à la demande en usine? Réaliste? Cela paraît compliqué et présente un risque fort vis à vis du plafond pendant les travaux. Problème du chevêtre : peut- il être renforcé?
Décomposition : Arrachement plancher 33 m2 Préparation murs, béton de propreté Fixation étriers entraxes 417 mm Mise en place des solives (6x6,5 m + 4x4 m) Calage des solives existantes en hauteur Rectification des hauteurs, rabotage Mise en place des entretoises Isolation phonique Laine de Verre Pose OSB3 3- Renforcement par le bas par Nailweb, poutres en I, ou lamellé- collé. Le plancher/parquet est conservé, les flèches sont rattrapées par étayage avant pose de nouvelles solives apportées en renfort. Est- il possible de relever un plancher par étayage sans casser le carrelage du RdC, le plancher, le parquet, les cloisons du 1 er? Délai étayage pour remise en forme? Problème des doublages des murs. Les murs du RdC et du 1 er étage ont, pour la plupart, été doublés en BA13+isolant, fixés dans les planchers et plafonds. Il sera nécessaire de casser le plafond sans détruire ces doublages. Problème du chevêtre : peut- il être renforcé? Décomposition : Arrachement plafond 31 m2 Etayage des poutres et solives 4x3 étais Préparation murs, béton de propreté Fixation étriers sur un mur Mise en place des solives + étriers mur opposé Calage des solives existantes Mise en place des entretoises Isolation phonique Laine de Verre Ragréage sol 7 mm Retrait des dalles positives Pose des bandes de résilience en périmètre Coffrage escalier Primaire d'accrochage Ragréage auto- lissant 7 mm 33 m2 PlafondBA13 2 couches peinture après impr. 31 m2 3bis- Renforcement par le bas par Nailweb, poutres en I, ou lamellé- collé sans étayage. Le plancher/parquet est conservé, les flèches ne sont pas rattrapées par étayage avant pose de nouvelles solives apportées en renfort, un ragréage du plancher par chape légère et Fermacel permet d obtenir un sol plan propre à recevoir un nouveau parquet. La chape légère crée une surélévation de 4 cm au 1 er étage. Constitue un problème pour l accès par l escalier : la dernière marche sera de 20 cm alors que les autres sont de 16 cm.
Problème des doublages des murs. Les murs du RdC et du 1 er étage ont, pour la plupart, été doublés en BA13+isolant, fixés dans les planchers et plafonds. Il sera nécessaire de casser le plafond sans détruire ces doublages. Problème du chevêtre : peut- il être renforcé? Décomposition : Arrachement plafond 31 m2 Préparation murs, béton de propreté Fixation étriers sur un mur Mise en place des solives + étriers mur opposé 11 Mise en place des entretoises Chape sèche + fermacell 33 m2 Retrait des dalles positives Pose des bandes de résilience en périmètre Coffrage escalier et douche PlafondBA13 2 couches peinture après impr. 31 m2 4- Démolition plancher et Plafond RdC, remplacement à neuf par Nailweb, poutres en I, ou lamellé- collé, plancher OSB et plafond BA13 Coût élevé mais permet d obtenir un plancher entièrement neuf. Comment enlever les solives A,B, Ch sans faire tomber l escalier en béton et la dalle du dressing? Arrachement plafond 31 m2 Arrachement plancher 33 m2 Retrait des poutres et solives 4 Préparation murs, béton de propreté Fixation étriers Mise en place des solives 11 Rectification des hauteurs Mise en place des entretoises Isolation phonique Laine de Verre Pose OSB3 33 m2 Plafond BA13, 2 couches peinture après impr. 31 m2