Utiliser des madriers, entre deux fermes, pour une mezzanine ? Résolu

Question

Bonjour, veuillez pardonner notre intrusion dans le sujet, notre ignorance du protocole et nous instruire s'il est besoin..!

Nous cherchons un conseil, en effet, nous aimerions, de manière un peu rustique, soutenir une mezzanine entre deux fermes anciennes à l'aide de madriers.

Bon, je m'explique..

Nous restaurons un fragile témoin de l'architecture périgourdine, pas habité depuis + de 100 ans, mais encore en bel état, et jusqu'à présent j'ai respecté à la lettre les matériaux et les savoirs-faire traditionnels car c'est de loin souvent la plus savante des (belles) façon, et ai travaillé avec des pots compagnons, tous loin aujourd'hui..

Sur ce coup là, il va nous falloir s'adapter..

En effet, impossible au sud de fixer des solives parallèles aux fermes, comme je l'ai fait coté nord, sans obstruer la lumière venant de la fenêtre haute du pignon, (d'ailleurs à quoi servait-elle avec son joli linteau en bois de charrue?) et nous priver ainsi de la belle charpente ancienne, restée apparente sur la moitié de la pièce, afin de mettre en valeur le beau volume, et la charpente.

Donc un modeste bâtiment en pierres calcaires et ferrugineuses + liant terre/chaux, avec une toiture 2 pans en tuile plates anciennes (+ une mini croupette au sud, pour soulager le pignon qui penchait un peu sur le haut): dimensions intérieures: 4,6X 6,70m. (murs de 50 environ)

Avec 3 fermes à l'anciennes, une au Sud, une au Nord, une au Centre: 3 grands entraits supportant arbalétriers sous petits entraits supportant poinçons + chevrons de ferme et beaucoup de petits liens cintrés dans tous les sens !

Grands entraits sur sablières basse posées en bordure intérieur du mur porteur..
Pannes intermédiaires supportant chevrons encochés sur l'intérieur de la sablières..
Toute la charpente est apparente (vielles planches chateigner sur chevrons) et c'est isolé par dessus avec double chevronage 2X 6(+4cm pour la lame d'air sous liteaux/tuiles), pour poser l'isolation (panneaux chanvre semi-rigides) en quinconce pour éviter les déperditions thermiques, (et avons pour cela descendu de 30cm les 3 fermes afin de réduire la maçonnerie en rives sur pignons ext..)= Pour dire qu'on a déjà rajouté un peu de poids..

Bref, ma question est : (dingue je sais, mais quand-même j'aimerai savoir !!)

Quelle doit-être la section minimum en Hauteur des madriers ? (que j'aimerai poser directement sur les entraits de fermes de section 20X20 portée 4,6m, sur la moitié (Est ou Ouest) de la (moitié de la) pièce seulement pour laisser une moitié qui laisse la vue jusqu'au faîtage.)

-Si on les mets à plat, et non sur la tranche, et aussi tous bords à bords, est-ce que 10cm de hauteur suffirait ? (sur 20 de large?)

-En Epicea, Douglas ou Chêne (scierie à coté) ?

-Installer des poteaux de renfort, en chêne, sous l'entrait peut-il l'aider à supporter une nouvelle fonction ? (sachant que je ne pourrais pas en mettre de l'autre coté sous la ferme centrale car un plateau d'Orme énorme et faisant office de bar/plan de travail, sépare la pièce en deux dans sa longueur au rez de chaussé, respectant ainsi la fonction première du bâtiment: les vaches et les fourrages..)

A savoir, nous voulons simplement pouvoir passer grace à la nouvelle mezzanine, du futur escalier de meunier à la mezzanine coté nord, qui elle est bien supportée par de vraies solives. Un simple couloir de circulation, et un endroit de stockage léger. (tres peu de rangements)

D'où la question finale: Pour couvrir la moitié de la partie entre ferme centrale et ferme sud, pour créer un passage vers l'autre partie (entre ferme centrale et ferme nord déjà bien charpentée) et des rangements,

Portée des madriers = 3m20 (Entraxe entre deux fermes)
Sur 2,5m de largeur maximum (à l'endroit d'une fenêtre centrée dans la partie haute du pignon)
Posé sur entraits (pas droits) 20X20 dont la portée est de 4m60

Donc avec

-10 madriers 10X20cm en chêne?
-posés, vissés, sur les entraits de fermes?
-toute à plat çàd pas debout sur chant?
-bords à bords, l'un contre l'autre?
-plus un plancher bouveté de 22mm?

=Combien cela peut-il supporter comme charge, au M2, et dans son ensemble ? sans créer de pb ?

Possible aussi de soutenir l'ensemble par son milieu en fixant un madrier, relié au renfortZ entre les pannes intermédiaires (nous les avions rajouté à la restauration de la vielle charpente pour éviter flechissement..) par une chaine ou autre ..?

Tous ça, pour éviter d'entailler les entraits, et de perdre de la hauteur...
En effet, nous avons qu'un mètre pour circuler debout au centre de la charpente, entre pannes intermédiaires et sous la faitière, et encore il nous faut nous baisser sous les renfortZ.

Bref, dessins et photos nécéssaire sans doute, que je vais essayer de joindre rapidement.. Merci à celui ou celle qui saura nous renseigner !!

Au plaisir d'échanger des conseils !


(Today, brossage enduits intérieur chaux)

atlassaturn · Answer

Bonjour 
J'avoue avoir quelques difficultés à comprendre la question , même après relecture !
Est ce tout simplement : quelle est la charge admissible pour des solives de 10X20 ?
'-posées normalement sur chant 
-ou posées à plat en continu
Mais quelle est la portée ?
Une portée de 4,6 m est citée , mais c'est pour les entraits de ferme .
Si on suppose que la distance entre les deux fermes est la moitié de la longueur de la maison , soit un peu moins de 3,35 m , compte tenu de l'épaisseur de la ferme , la réponse est simple :
-solives posées sur chant , avec un entraxe de 50 cm : charge admissible plus de 500kg/m2
-solives posées à plat en continu (5 solives par mètre de largeur) : charge admissible environ 300 kg/m2
Les solives ne seraient pas critiques , par contre il faudrait vérifier que les entraits peuvent supporter cette charge !
Par ailleurs je ne vois pas l'intérèt de poser les solives à plat :
-il en faudra 2 ou 3 fois plus 
-c'est plus lourd , en particulier pour les entraits 
-du point de vue esthétique , je ne crois pas que ce soit mieux .
Ceci étant , il est possible de poser les solives sur chant dans la hauteur des entraits , sans entailler les entraits . IL faut entailler l'extrémité des solives (ce qui n'affaiblit pas leur capacité de charge , les contraintes maxi sont à mi-portée)  pour les faire reposer sur un tasseau de forte section rapporté aux entraits . Il faut prévoir des entretoises sur ces tasseaux pour éviter le déversement ou le vrillage des solives

RocNegre · Answer

Merci atlassaturn!

Oui, c'est vrai, à vouloir tout expliquer, j'ai compliqué les informations essentielles! 
Pourtant tout y était ..!! J'en suis confuse ...

Donc:

Portée entre deux fermes 3,20m en moyenne = longueur des madriers.
Pas sur chant à cause de la hauteur sous toiture, pas haute, on perd plus de 50cm sur 1m disponible debout au sol, si on les mets sur chant...!

En revanche la solution d'entailler les madriers sans toucher aux entraits, c'est une solution à laquelle nous n'avions pas pensé, mais peut-on vraiment le faire sans craindre de les affaiblir, et sur combien de cm (sur 20 cm) ?

La charge possible que vous avez calculé, tient-il compte du poids de la toiture?
Et est-elle calculé pour des madriers de chênes ou bien ?
Poser un poteau sous l'entrait est-il nécessaire?

Et si on pose un plancher en quinconce sur les madriers, cela change-t-il la charge admissible ?

Merci encore, et au plaisir de converser!

atlassaturn · Answer

Re 
Effectivement la portée était donnée , mais tout à la fin , je devais commencer à fatiguer .
Fixation suggérée des solives :
Le mieux serait d'alligner le haut des solives avec le haut de l'entrait, de façons à avoir ensuite un plancher continu .
La fixation serait analogue à la pose de solives sur une muralière quand on ne veut pas faire de trous pour sceller les solives dans un mur .
Les entailles en bout des solives devraient correspondre à la section du "tasseau" faisant office de muralière . Ce tasseau ne devrait pas être trop épais pour que la fixation dans l'entrait travaille en cisaillement pur et non en arrachement par flexion . J'ai réalisé quelque chose de similaire et pour cela j'ai utilisé des chevrons de hauteur égale à la moitié de la hauteur des solives et d'épaisseur 60mm . Une telle entaille ne doit pas affaiblir les solives .
La charge admissible calculée , ne tient pas compte de la toiture : les solives ne supportent pas la toiture , c'est la ferme . Par contre la tenue de la ferme et en particulier de l'entrait , à cette charge serait à vérifier . Mais je n'ai pas les éléments et de toutes façons c'est un calcul relativement complexe (stucture hyperstatique pour les spécialistes !) . Apparemment le poinçon ne descendrait pas jusqu'à l'entrait principal ; mais si il n'y a pas de jambe de force , l'entrait travaillerait en flexion sur toute sa longueur . Une section de 20X20 , sur 4,6 m parait un peu légère pour supporter un plancher , même sur la moitié de sa longueur . Dans le doute , et si vous en avez la possibilité le mieux serait de mettre un pilier au milieu de l'entrait .
Les calculs de charge admissibles pour les solives ont été faits pour des pièces de charpente en résineux . Des solives en chène ont certainement une plus grande résistance en flexion .
La charge admissible correspond aux charges permanentes et aux charges d'utilisation . Dans le cas d'une zone de passage les charges permanentes sont limitées (plancher)  , donc il reste dans le pire des cas plus de 200kg/m2 pour les charges d'utilisation . En général on préconise 150 kg/m2 pour les charges d'utilisation , donc vous avez de la marge , tout au moins pour les solives .

atlassaturn · Answer

Bonsoir 
j'ai effectué , pour voir , un calcul de flèche de l'entrait sous la charge apportée par une mezzanine , occupant la moitié en largeur , avec les hypothèses suivantes :
-l'entrait ne supporte pas d'autres charges de flexion , si il y a un poinçon , il s'appuie sur un entrait "retroussé" , l'entrait de 4,6 m relie simplement les arbalétiers et travaille en traction (sans la mezzanine) .
-il y a 5 solives de section 10X20 cm s'appuyant sur l'entrait (une à 30 cm du mur , les suivantes avec un entraxe de 50 cm ,; la dernière étant au centre de l'entrait 
-les charges permanentes sont de 50 kg/m2 (zone de passage , pas d'aménagement , pas de gros meubles) ,
- les charges extrèmes d'utilisation sont de 150 kg/m2)
la flèche au centre de l'entrait serait de l'ordre de 1,8 cm avec les charges maxi (200 kg/m2) , ce qui est légèrement supérieur aux flèches généralement admises : 1/300 de la portée , soit 1,5 cm . Par contre la flèche permanente serait négligeable : quelques millimètres .

EPOISSES 21 · Answer

Bonsoir, un poteau sous l'entrait risque d'encombrer le rez de chaussée, le moins contraignant est un tirant métallique qui relie les deux entraits le long en bas et le court en haut qui lui est retenu par le poinçon. Le tirant, par ex un fer rond de 30 mm de diamètre fileté aux deux extrémités, rondelles et écrous de charpente, et la plus de flexion de l'entrait bas qui supportera le solivage, le poinçon court retient l'ensemble

Utiliser des madriers, entre deux fermes, pour une mezzanine ?

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